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1、论基于数字信号处理器的雷达测速与通讯系统部分技术的论文【论文关键词】dsp雷达测速多普勒效应【论文摘要】针对目前,我国正在研制一种新型的雷达测速传感器。同时,由于现在dsp(digitalsignalprocessor,数字信号处理器)已经广泛应用在通信、计算机、工业控制领域,使用dsp为处理核的雷达测速系统对目前车载雷达测速系统具有重要的意义。 1.数字处理部分 系统的数字信号处理部分选择高性能低价位的dsp芯片tms320vc5402完成。这一款芯片运算速度快,指令周期10ns,运算
2、能力100mips(millioninstructionspersecond,每秒处理百万级的机器语言指令数),内部有1个40位的算术逻辑单元,2个40位的累加器,2个40位的加法器,1个17×17乘法器和1个40位的桶型移位器,4条内部总线(3条16位数据存储器总线和1条程序存储器总线)和2个地址产生器。为进行多普勒频谱的数据分析提供了便利的条件,可以实时准确的估算出多普勒频率。dsp可提供2kb(2kb=2千字=4千字节,数据单位)数据缓冲的读写能力,从而降低了处理器的额外开销,dsp的最大
3、数据吞吐量为100mbit/s(每秒100兆字节,数据传输单位),即使在idle(省电工作方式)方式下也可以全速工作。.数字处理部分主要由低通滤波、信号调理,a/d转换及tms320vc5402硬件系统组成。信号经过一定的信号调理以后,再经a/d转换成为数字信号送给dsp进行信号处理,最后处理的结果通过液晶显示,还可以通过串口发送到远程主控系统。 (1)电源部分设计。tms320vc5402采用低电压工作,其内核电压为1.8v,i/o管脚的电压是3.3v,为了使系统设计方便并满足低功耗的特点,
4、本系统用的sram、flash、a/d等器件都是兼容3.3v供电。ti公司的电压调节器tps73hd318可以由5v产生3.3v和1.8v的电压输出,最大电流为750ma,可以满足要求。 (2)a/d转化部分设计。tlc32oad5oc(简称ad50)芯片采用过采样技术,可进行a/d和d/a的高分辨率、低速信号转换。ad50中的可选项和电路配置可以通过串行口进行编程,配置位可进行软件编程,该器件中共有7个数据和控制寄存器可供使用。设计中使用tms320vc5402的mcbsp1(多通道缓冲串口
5、)完成配置ad50以及接收转换好的数字信号。硬件连接采用ad50的主控模式(m/s-1),向tms320vc5402的mcbsp提供sclk(数字移位时钟)和fs(帧同步脉冲),并控制数据的传输过程。tms320vc5402工作于spi方式(串行外设接口)的从机模式,clkx1和fsx1为输入引脚,在接收数据和发送数据时都是利用外界时钟和移位脉冲。为了使数据和控制信号能在同一串口传输,采用了两种通信模式：主通信模式和次通信模式。主通信模式专门用于转换数据的传送,主通信发生在每个数据转换期间。次通
6、信模式只有在被请求时才会进行,本设计采用软件次通信请求方式,所以fc接地。 (3)存储器扩展部分设计。由于tmc320vc5402片内的ram只有16k,不能满足本系统的要求,因此本系统对存储空间进行了扩展,分别扩展了32k的程序空间和32k的数据空间,并且也扩充了1块flash(不易失的重复可读写存储器)存储器。主要为了dsp上电以后完成初始化加载程序(bootloader),把固化在flash中的程序读入dsp的片上ram或者片外ram映射的存储空间。 (4)cpld部分设计。由于本系统
7、接口电路比较复杂,因此在sdram、flash和dsp的接口过程设计中采用cpld完成。本系统选用altera公司的epm7128slc84芯片,该芯片有门单元2500个,逻辑宏单元128个,i/o引脚84个。在cpld的设计过程中,采用了altera公司的可编程逻辑器件开发软件max+plusi。 2dsp软件设计 dsp的主要任务是将混频后的模拟信号转化为数字信号,然后将转换后的数据进行处理,将处理后的结果通过dsp的sci与rs232连接完成dsp与上位机之间的通信。dsp的软件设
8、计主程序分为以下几个部分： (1)系统初始化。对看门狗、系统时钟、复位标志寄存器、定时器、i/o口方向位、a/d采样时钟、中断时间寄存器、sci(串行通信接口)进行初始化。打开中断控制位,允许模数转换和串口接收中断。 (2)模数变换中断程序。模数变换器将模拟信号转换为数字信号,当模数转换完毕后,模数变换器设置中断标志位。程序终止当前指令的执行,转向执行中断服务程序,即数据存储程序。中断服务程序从模数变换器的数字结果寄存器(adcfifo)中读出数据,存入数据区。同时向d/a输出三角波系数,设
