信号分析与处理实验：ch4_3 实验三 信号发生器的实现

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1、信号分析与处理实验信号分析与处理实验Projects of Signal Analysis and Processing 教育部电子信息与电气信息基础课程教学指导分委员会立项实验教材教育部电子信息与电气信息基础课程教学指导分委员会立项实验教材陈后金陈后金 郝晓莉郝晓莉 钱满义钱满义 高海林高海林高等教育出版社高等教育出版社 20062006年年 第四篇第四篇 信号处理软硬件实现信号处理软硬件实现 引言引言引言引言 实验一实验一实验一实验一 序列的卷积与相关序列的卷积与相关序列的卷积与相关序列的卷积与相关 实验二实验二实验二实验二 DSPDSP系统定时器及其应用系统定时器及其应用系统定时器及其应

2、用系统定时器及其应用 实验三实验三实验三实验三 信号发生器的实现信号发生器的实现信号发生器的实现信号发生器的实现 实验四实验四实验四实验四 语音信号的压缩与回放语音信号的压缩与回放语音信号的压缩与回放语音信号的压缩与回放 实验五实验五实验五实验五 利用利用利用利用DSPDSP实现信号实时滤波实现信号实时滤波实现信号实时滤波实现信号实时滤波 实验六实验六实验六实验六 利用利用利用利用DSPDSP实现信号频谱动态分析实现信号频谱动态分析实现信号频谱动态分析实现信号频谱动态分析 实验七实验七实验七实验七 利用利用利用利用DSPDSP实现信号调制与解调实现信号调制与解调实现信号调制与解调实现信号调制与

3、解调实验三实验三 信号发生器的实现信号发生器的实现一、实验目的一、实验目的1.学习并掌握D/A转换器的初始化设置及其应用2.学习并掌握使用DSP产生正弦波的原理和算法，进而掌握任意信号波形(如三角波、锯齿波、矩形波等信号)产生的原理和算法。3.比较产生信号的两种主要方法(查表法和计算法)的优缺点。实验三实验三 信号发生器的实现信号发生器的实现二、实验原理二、实验原理1.利用DSP产生连续信号的基本原理框图2.利用DSP产生连续信号的开发流程3.DSK开发板的初始化与编程4.D/A转换器的初始化与编程5.将数据写入MCBSP6.产生连续信号的方法1.利用DSP产生连续信号的基本原理框图McBSP

4、1McBSP1对数据的发送通过两级缓冲完成对数据的发送通过两级缓冲完成对数据的发送通过两级缓冲完成对数据的发送通过两级缓冲完成发送发送发送发送数据数据数据数据发送发送发送发送寄存器寄存器寄存器寄存器DXR1DXR1发送移位发送移位发送移位发送移位寄存器寄存器寄存器寄存器XSR1XSR1CPUCPUD/AD/A引脚引脚DXDX1.利用DSP产生连续信号的基本原理框图McBSP1McBSP1对数据的发送通过两级缓冲完成对数据的发送通过两级缓冲完成对数据的发送通过两级缓冲完成对数据的发送通过两级缓冲完成发送发送发送发送数据数据数据数据发送发送发送发送寄存器寄存器寄存器寄存器DXR1DXR1发送移位发

5、送移位发送移位发送移位寄存器寄存器寄存器寄存器XSR1XSR1CPUCPUD/AD/A引脚引脚DXDXCPU处理后的数据发送到发送寄存器DXR1，再经发送移位寄存器DSR1逐位移出，传输到DSP芯片的DX脚后送入D/A转换器。DXR1是否发送完数据，由串行端口控制寄存器2中的XRDY位判断,并由发送中断请求XINT告诉CPU。当当当当DXR1DXR1被装载时，被装载时，被装载时，被装载时， XRDYXRDY清清清清0 0；当新数据到；当新数据到；当新数据到；当新数据到DXR1DXR1时，时，时，时， DXR1 DXR1 将原数据复制到将原数据复制到将原数据复制到将原数据复制到XSR1XSR1，

6、XRDYXRDY置置置置1 1，表明，表明，表明，表明DXR1DXR1可以接收新数据。可以接收新数据。可以接收新数据。可以接收新数据。2.利用DSP产生连续信号的开发流程PrototypePrototype： s16s16 brd_initbrd_init(unsigned(unsigned intint cpuFreqcpuFreq); );RequiredHeadersRequiredHeaders： board.hboard.htype.htype.hRequiredLibrariesRequiredLibraries：rts.librts.libdrv5402.libdsk5402.l

7、ibdrv5402.libdsk5402.libParametersParameters：DSKCPUDSKCPU的的工作频率工作频率(MHz)(MHz)Theprovidedfrequencyhastobeamultipleof10withTheprovidedfrequencyhastobeamultipleof10withthelowestbeing20thelowestbeing20MhzMhzandthehighestbeingandthehighestbeing100100MhzMhz. .Valuesof20,30,40,50,60,and70aresupported.Value

8、sof20,30,40,50,60,and70aresupported.返回参数返回参数:0(:0(在在board.hboard.h中定义为中定义为OK)OK)表示调用成功表示调用成功3.DSK的初始化函数brd_init()/ / 获取设置获取设置获取设置获取设置DACDAC的句柄的句柄的句柄的句柄hHandsethHandset = = codec_opencodec_open(HANDSET_CODEC);(HANDSET_CODEC);/ /设置设置设置设置DACDAC的工作参数的工作参数的工作参数的工作参数/ /工作模式，工作模式，工作模式，工作模式，15+1bit15+1bit或或

9、或或16bit16bitcodec_dac_modecodec_dac_mode(hHandset(hHandset, CODEC_DAC_15BIT); , CODEC_DAC_15BIT); / /模拟输出增益模拟输出增益模拟输出增益模拟输出增益codec_aout_gaincodec_aout_gain(hHandset(hHandset, CODEC_AOUT_MINUS_6dB);, CODEC_AOUT_MINUS_6dB);/ / 转换速率转换速率转换速率转换速率codec_sample_ratecodec_sample_rate(hHandset,SR_16000); (hHa

10、ndset,SR_16000); 4. D/A转换器的初始化与编程Required HeadersRequired Headerscodec.hcodec.h board.hboard.h type.htype.hRequired LibrariesRequired Librariesrts.librts.lib drv5402.lib dsk5402.lib drv5402.lib dsk5402.lib16bit16bit都用来都用来都用来都用来传数据传数据传数据传数据高高高高1515位用来传数据位用来传数据位用来传数据位用来传数据D0D0位表通信模式位表通信模式位表通信模式位表通信模式w

11、hile(1)while(1) / /如果如果如果如果MCBSPMCBSP未接收未接收未接收未接收CPUCPU数据，则等待数据，则等待数据，则等待数据，则等待 while (!MCBSP_XRDY(HANDSET_CODEC) ) ; while (!MCBSP_XRDY(HANDSET_CODEC) ) ; / / 将数据写入将数据写入将数据写入将数据写入D/AD/A转换器转换器转换器转换器* *(volatile u16*)DXR1_ADDR(HANDSET_CODEC) =(volatile u16*)DXR1_ADDR(HANDSET_CODEC) =dacdataidacdatai;

12、 ;i=i+1;i=i+1; 5.将数据写入MCBSP1Required HeadersRequired Headersmcbsp54mcbsp54 .h .h regs.hregs.h board .h board .h type.htype.hRequired LibrariesRequired Librariesrts.librts.lib drv5402.lib dsk5402.lib drv5402.lib dsk5402.lib宏宏宏宏, ,获取获取获取获取McBSPMcBSP是否做好发送准备是否做好发送准备是否做好发送准备是否做好发送准备的信息的信息的信息的信息.XRDY=0:.

13、XRDY=0:没有准备好没有准备好没有准备好没有准备好, , XRDY=1:XRDY=1:可以向可以向可以向可以向DACDAC写数写数写数写数. .信息在控制寄存器信息在控制寄存器信息在控制寄存器信息在控制寄存器SPCR2SPCR2中中中中. .宏宏宏宏, ,定义数据发送寄存器定义数据发送寄存器定义数据发送寄存器定义数据发送寄存器1(1(共共共共2 2个个个个) )的地址的地址的地址的地址, ,从从从从regs.hregs.h可查可查可查可查. .6.产生连续信号的方法查表法和计算法查表法查表法：事先将需要输出的数据计算好，存储在DSP中，然后依次输出到D/A转换器。 优点：速度快，可以产生频

14、率较高的波形，而且不占用DSP的计算时间。 缺点：需要占用DSP的内部的存储空间。 计计算算法法：采用相应的计算公式(如泰勒级数、傅里叶级数等)进行计算，然后再输出数据。优点：不占用DSP的存储空间缺点：占用DSP的计算时间，执行程序的开销变大。查表法部分参考程序查表法部分参考程序s16SINE_TABLE=0x00324,0x00647；/存放原始数据表，256字/输出信号频率的计算：f=fs/(256/N)，一个周期取点数为Ni=i+1;/62.5HZ/i=i+10; /625HZ/i=i+100;/6250HZi&=0x00ff;/mod255out_bufferj=amp*SINE_TABLEi;/数据存放在数组中j+;/amp为放大倍数j&=0x00ff;1还有哪些参数可以设置D/A转换器？2如何控制所产生信号的幅度？3利用计算法能否产生任意频率的正弦信号？4在利用查表法产生正弦信号时，为何信号频率越高，波形失真越严重？实验思考题实验思考题