基于DSP的便携式谐波分析仪毕业设计说明.doc

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1、目录1绪论11.1课题背景及意义11.2研究容12系统设计过程42.1系统设计思路概述42.2系统集成方案42.3Protel99SE简介53模块设计方案93.1程控放大电路模块93.1.1放大器概述93.1.2原理图设计93.1.3印制板图设计133.2有源滤波电路模块133.2.1滤波器概述133.2.2原理图设计153.2.3印制板图设计183.3A/D转换模块193.3.1ADC0809概述193.3.2原理图设计203.3.3印制板图设计213.4D/A转换模块223.4.1TLC5628概述223.4.2原理图设计2

2、33.4.3印制板图设计253.5输入模块263.5.1键盘模块263.5.2数码管显示模块284系统集成实现305总结与展望31参考文献：32致33附录34基于DSP及虚拟仪器技术的开放式电子技术综合实验平台研制——基于DSP的便携式谐波分析仪电子与信息工程学院电子信息工程专业2005级指导教师1绪论1.1课题背景及意义实验室的装备水平通常被作为一所高校教学、科研水平的重要标志,因此实验室的建设,应运用新技术、新知识,立足于高水平、高起点。然而目前我校各实验室还是传统测试仪器占主导地位,微机和测试仪器基本上还处于互不相干的状态

3、,因此用代表着仪器发展新潮流的虚拟仪器系统来加强实验室建设,跟踪国际先进水平,增创学科实验教学新优势,是十分必要的。虚拟仪器是计算机技术、仪器技术、测量技术、数/模、模/数转换技术、软件等技术完美的结合,它己被愈来愈多的技术人员所接受,成为当今测量测试领域里的一支最重要的力量。在虚拟仪器系统中、强调“软件就是仪器”的概念,硬件仅仅是为了解决信号的输入输出,软件才是整个仪器的关键,用户可以根据自己需要定义仪器的功能。与传统仪器相比,虚拟仪器具有功能由用户定义、系统功能和规模可通过修改软件而增减、价格低可重复使用、技术更新快、软件结

4、构大大节省开发和维护费用等。另一方面，随着计算机和信息技术的飞速发展，数字信号处理技术（DSP技术）应运而生并得到迅速的发展。在过去的二十多年时间里，数字信号处理已经在通信等领域得到极为广泛的应用。DSP技术是利用计算机或专用处理设备，以数字形式对信号进行采集、变换、滤波、估值、增强、压缩、识别等处理，以得到符合人们需要的信号形式。数字信号处理系统是以数字信号处理为基础，因此具有数字处理的全部优点：(1)接口方便。(2)编程方便。(3)稳定性好。(4)精度高。(5)可重复性好。(6)集成方便。DSP系统中的数字部件有高度的规性，

5、便于大规模集成。基于此，本课题提出研究基于DSP及虚拟仪器的开放式电子技术综合实验平台。1.2研究容基于DSP及虚拟仪器技术的开放式电子技术综合实验平台研制，平台由前、后台两部分构成，前台由DSP与FPGA为核心的模块化硬件构成，并嵌入实时信号处理算法，基于PC的后台软件采用面向信号的组件技术设计。平台提供基本层次模块化应用案例及提高层次系统集成应用案例若干，重点研究典型案例的框架集成及模块开放式设计方法。平台具有较好的开放性，可灵活剪裁、合成，方便二次开发。本次课题选择以下三个典型案例进行研究并实现：（一）基于嵌入式技术的Zi

6、gBee无线通信模块设计；1）硬件设计，设计基于单片机、DSP或ARM的ZigBee无线通信模块，包括发射与接收模块的设计；2）软件设计，设计基于单片机、DSP或ARM的无线通信模块软件，可采用汇编、C语言或者基于LINUX环境开发（ARM）。（二）、基于DSP的便携式谐波分析仪；1）预处理及外围接口电路设计，预处理电路主要包括传感器接口、放大、滤波、键盘、显示、光耦隔离电路等模块，主要是对原有的各电路方案进行优化、集成。2）基于TMS320F2812的DSP主板设计，设计基于TMS320F2812的主板，板卡具有以下功能模块：

7、16路A/D，6路PWM，1路D/A，外扩存64K16Bit以上，支持矩阵键盘、液晶接口，支持RS232或CAN总线通信；3）基于DSP的实时谐波分析软件设计，基于CCS环境，采用C语言为主、汇编为辅开发DSP软件，软件包括框架软件和功能模块，其中功能模块包括：初始化、采集模块、键盘扫描、液晶显示、谐波分析软件、通信模块等。4）基于PC的虚拟仪器软件设计，设计基于RS232或USB、PCI总线的虚拟仪器软件，可采用C或者VC设计。主要是基于外购USB数据采集卡或者自制的TMS320F2812DSP主板进行设计，包括：实时测试模块

8、、数据分析、数据管理模块等。（三）、基于DSP的图像处理平台研究及设计1）基于TMS320VC5402的DSP主板设计，设计基于TMS320VC5402的DSP主板，要求该板卡具有以下功能：支持JTAG仿真方式或者BOOTLOADER自启动方式工作。2）基于多分