基于dsp的正弦信号发生器

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1、武汉理工大学华夏学院设计报告课程名称《DSP技术》结业论文题目基于DSP的正弦信号发生器班级自动化1122学号____姓名_2015__年__10__月__24___日一、摘要数字信号处理（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。数字信号处理是围绕着数字信号处理的理论、实现和应用等几个方面发展起来的。数字信号处理在理论上的发展推动了数字信号处理应用的发展。反过来，数字信号处理的应用又促进了数字信号处理理论的提高。而数字信号处理的实现则是理论和应用之间的桥梁。数字信号处理是以众多的学科为理论基础的，它所涉及的

2、范围及其广泛。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。一些新兴的学科，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。长期以来，信号处理技术—直用于转换或产生模拟或数字信号。其中应用得最频繁的领域就是信号的滤波。此外，从数字通信、语音、音频和生物医学信号处理到检测仪器仪表和机器人技术等许多领域中，都广泛地应用了DSP。数字信号处理己经发展成为一项成熟的技术，

3、并且在许多应用领域逐步代替了传统的模拟信号处理系统。世界上三大DSP芯片生产商:1.德克萨斯仪器公司(TI)2.模拟器件公司(ADI)3.摩托罗拉公司(Motorola).这三家公司几乎垄断了通用DSP芯片市场。数字信号处理的书籍很多，其中以麻省理工学院奥本海姆编著的《DiscreteTimeSignalProcessing》最为经典，有中译本《离散时间信号处理》由西安交通大学出版。现在是第二版。关键字：数字信号处理正弦信号发生器DSP信号处理技术二、设计目的分析一般情况，产生正弦波的方法有两种：查表法和泰勒级数展开法。查表法是使用比较普遍的方法，优点是处理速度快，调频调相容易

4、，精度高，但需要的存储器容量很大。泰勒级数展开法需要的存储单元少，具有稳定性好，算法简单，易于编程等优点，而且展开的级数越多，失真度就越小。本文采用了泰勒级数展开法。一个角度为θ的正弦和余弦函数，可以展开成泰勒级数，取其前5项三、硬件设计电路3.1TMS320C54X芯片的介绍TMS320C54x系列DSP芯片是使用静态CMOS技术制造的。其方框图见图2-1，从图中可以看出C54x系列DSP芯片具有以下功能单元：C54x共有八条总线分别是：PB：程序读取总线CB：数据读取总线1DB：数据读取总线2EB：数据写入总线  PAB：程序读取地址总线CAB：数据读取地址总线1 DAB：

5、数据读取地址总线2EAB：数据写入地址总线CPU由以下几个部件组成：先进的多总线结构：包括三个独立的数据总线和一个程序总线40位的算术逻辑单元：包括一个40位移位器和两个独立的40位累加器17bit17bit的并行乘法器同一个专用的加法器相配合：用来执行不经流水线的单周期乘加（MAC）运算指数译码器：可以在一个周期里计算出一个40位累加器的指数值两个地址生成器：包括8个辅助寄存器和两个辅助寄存器算术单元程序控制器：对指令进行解码、管理流水线和程序流程片上存储器C54x共有192K字的寻址能力（64K字的程序区，64K字的数据区，和64K字的I/O区）芯片内部采用改进的哈佛结构,

6、允许同时取指令和取数据,而且还允许在程序空间和数据空间之间相互传送数据。所谓哈佛结构,是将程序和数据的存贮空间分开,各有各的地址总线和数据总线。这样同一条指令可以同时对不同的存贮空间进行读操作或写操作,从而提高了处理速度。C54xDSP芯片还提供了块指令循环功能，此功能可以大大地提高执行循环的速度，但是此功能只能在一重循环中使用，因为它只提供了一个循环记数寄存器BRC，所以在遇到多重循环时就要尽量把这个功能用在最里层的循环中，最里层循环是执行次数最多的循环。 下表1给出了部分C54x芯片的片上资源、运算能力、工作电压等。运算能力用MIPS来度量，即每秒能执行一百万条指令的数量。

7、 表1：部分C54X芯片资料DSP型号片内RAM（字）寻址范围串口数内核电压（V）I/O电压（V）运算能力（MIPS）TMS320VC5416128K64K/8M31.53.3160TMS320VC541064K64K/8M31.63.3160TMS320VC540964K64K/8M31.63.3160TMS320LC54932K64K/8M32.53.3120TMS320LC54210K64K/64K33.33.350四、软件设计4.1CCS的介绍通常，DSP厂商和第三方都会为DSP的开