基于dsp的正弦信号发生器正文

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1、第1章绪论1.1引言数字信号处理器(DSP)是在模拟信号变成数字信号以后进行高速实时处理的专用处理器。DSP芯片以其独特的结构和快速实现各种数字信号处理算法的突出优点,发展十分迅速。数字信号发生器是在电子电路设计、自动控制系统和仪表测量校正调试中应用很多的一种信号发生装置和信号源。而正弦信号是一种频率成分最为单一的常见信号源，任何复杂信号(例如声音信号)都可以通过傅里叶变换分解为许多频率不同、幅度不等的正弦信号的叠加，广泛地应用在电子技术试验、自动控制系统和通信、仪器仪表、控制等领域的信号处理系统中及其他机械、电声、水声及生物等科研领域。目前,常用的信号发生器绝大部分是由模拟电路构成的

2、。当这种模拟信号发生器用于低频信号输出时,往往需要的RC值很大,这样不但参数准确度难以保证,而且体积和功耗都很大。而由数字电路构成的低频信号发生器,虽然其低频性能好,但体积较大,价格较贵。而本文借助DSP运算速度高，系统集成度强的优势设计的这种信号发生器，比以前的数字式信号发生器具有速度更快，且实现更加简便。1.2DSP简介数字信号处理(DigitalSignalProcessing，简称DSP)是一门涉及许多学科而又广泛应用于许多领域的新兴学科。20世纪60年代以来，随着计算机和信息技术的飞速发展，数字信号处理技术应运而生并得到迅速的发展。数字信号处理是一种通过使用数学技巧执行转换或

3、提取信息，来处理现实信号的方法，这些信号由数字序列表示。在过去的二十多年时间里，信号处理已经在通信等领域得到极为广泛的应用。图一是数字信号处理系统的简化框图。此系统先将模拟信号转换为数字信号，经数字信号处理后，再转换成模拟信号输出。其中抗混叠滤波器的作用是将输入信号x(t)中高于折叠频率的分量滤除，以防止信号频谱的混叠。随后，信号经采样和A/D转换后，变成数字信号x(n)。数字信号处理器对x(n)进行处理，得到输出数字信号y(n),经D/A转换器变成模拟信号。此信号经低通滤波器，滤除不需要的高频分量，最后输出平滑的模拟信号y(t)。抗混叠滤波器A/D数字信号处理器D/A低通滤波器x(n

4、)y(n)x(t)y(t)图1.1数字信号处理系统简化框图数字信号处理是以众多学科为理论基础的，它所涉及的范围极其广泛。例如，在数学领域，微积分、概率统计、随机过程、数值分析等都是数字信号处理的基本工具，与网络理论、信号与系统、控制论、通信理论、故障诊断等也密切相关。近来新兴的一些学科，如人工智能、模式识别、神经网络等，都与数字信号处理密不可分。可以说，数字信号处理是把许多经典的理论体系作为自己的理论基础，同时又使自己成为一系列新兴学科的理论基础。1.3课题研究的目的通过对课程设计任务的完成，使学生理解课程教学的理论内容，并且能够掌握和熟悉DSP的开发流程和基本的编程方法。同时，由于设

5、计中涉及到各种器件的使用，可以提高学生综合运用各种技术和知识的能力。1.4任务和要求设计一个基于DSP的正弦信号发生器，要求：1.总体方案设计；2.设计出软件编程方法，并写出源代码；3.仿真与结果分析；4.论文格式要符合学院的统一规定，结构要合符逻辑，表达要得体。第2章CCS简介2.1CCS工作模式CCS是TI公司针对TMS320系列DSP的集成开发环境,在Windows操作系统下，采用图形接口界面，提供有环境配置、源文件编辑、程序调试、跟踪和分析等工具。CCS有两种工作模式，即：Ø软件仿真器模式：可以脱离DSP芯片，在PC机上模拟DSP的指令集和工作机制，主要用于前期算法实现和调试。

6、Ø硬件在线编程模式：可以实时运行在DSP芯片上,与硬件开发板相结合在线编程和调试应用程序。Ø2.2CCS的组成CCS的开发系统主要由以下组件构成1.TMS320C54x集成代码产生工具用来对C语言、汇编语言或混合语言编程的DSP源程序进行编译汇编，并链接成为可执行的DSP程序。主要包括汇编器、链接器、C/C++编译器和建库工具等。2.CCS集成开发环境集编辑、编译、链接、软件仿真、硬件调试和实时跟踪等功能于一体。包括编辑工具、工程管理工具和调试工具等。3.DSP/BIOS实时内核插件及其应用程序接口API主要为实时信号处理应用而设计。包括DSP/BIOS的配置工具、实时分析工具等。4.

7、实时数据交换的RTDX插件和相应的程序接口API可对目标系统数据进行实时监视，实现DSP与其他应用程序的数据交换。5.由TI公司以外的第三方提供的应用模块插件2.3CCS的主要功能CCS的功能十分强大，它集成了代码的编辑、编译、链接和调试等诸多功能，而且支持C/C++和汇编的混合编程，其主要功能如下①具有集成可视化代码编辑界面，用户可通过其界面直接编写C、汇编、.cmd文件等；②含有集成代码生成工具，包括汇编器、优化C编译器、链接器等，将代码的