dsp浮點(diǎn)實(shí)驗(yàn)三(已修改)
2025-09-01 15:10 本頁面
【正文】 利用 ADSP21065L EZKIT 板實(shí)現(xiàn)數(shù)字信號(hào)處理 硬件環(huán)境的準(zhǔn)備 利用 ADSP21065L EZKIT 板可以實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)的數(shù)字信號(hào)處理，包括信號(hào)的采樣、相關(guān)運(yùn)算、頻譜分析和濾波等。本單元需要 VisualDSP++和 EZKIT 板配合實(shí)現(xiàn)，本單元的三個(gè)實(shí)驗(yàn)的硬件環(huán)境的共同點(diǎn)簡(jiǎn)述如下。 1． 實(shí)驗(yàn)的硬件資源 硬件資源包括： a) 微型計(jì)算機(jī)一臺(tái)； b) 多功能信號(hào)發(fā)生器一臺(tái)； c) 示波器一臺(tái)； d) ADSP21065LEZKIT板一套，含 EZKIT穩(wěn)壓電源； e) RS232串口電纜一根； f) 音頻 三通轉(zhuǎn)接器一只； g) 視頻連接轉(zhuǎn)換器 2只； h) 音頻連接電纜 3根。 2． 實(shí)驗(yàn)設(shè)備的連接關(guān)系 實(shí)驗(yàn)中各設(shè)備的連接關(guān)系如圖 ： 信號(hào)源OUTADSP21065LEZKITMIC/LINE INLINE OUTPOWERRS232 PORTEZKIT電源微機(jī)COM1示波器CH1 CH2電纜4電纜3電纜2電纜1T1 T2T3 圖 實(shí)驗(yàn)中各設(shè)備的連接關(guān)系 連接實(shí)驗(yàn)設(shè)備前，必須關(guān)閉所有設(shè)備電源，然后按照?qǐng)D 驗(yàn)設(shè)備。連接的使用的轉(zhuǎn)換器和電纜說明如下： a) 視頻連接轉(zhuǎn)換器： T1和 T2； b) 音頻三通轉(zhuǎn)接器： T3； c) 音頻連接電纜 1： 電纜 1，雙芯雙向蓮花頭電纜； d) 音頻連接電纜 2： 電纜 2，四芯蓮花頭 —— 音頻電纜； e) 音頻連接電纜 3： 電纜 3，四芯蓮花頭 —— 音頻電纜； f) RS232串口電纜： 電纜 4。 3． 硬件實(shí)驗(yàn)的基本原理簡(jiǎn)介 硬件實(shí)驗(yàn)的基本原理如圖 。調(diào)節(jié)信號(hào)源可以產(chǎn)生的各種波形的信號(hào)，該信號(hào)被送到 EZKIT板的輸入端；經(jīng)過板內(nèi)置的 CODEC的 ADC采樣后，轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)；該數(shù)字信號(hào)經(jīng)過 ADSP21065L完成各種運(yùn)算處理后，經(jīng)過板內(nèi)置的 CODEC的 DA變換轉(zhuǎn)換成模擬信號(hào)，送給示波器觀察。 A/D 采 樣 運(yùn)算信號(hào)源 示波器微機(jī)ADSP21065LEZKIT板D/A 圖 硬件實(shí)驗(yàn)的基本原理 實(shí)驗(yàn)過程中，利用 VisualDSP++的開發(fā)環(huán)境通過串行電纜下載程序代碼到 EZKIT板內(nèi)的 ADSP21065L，并且控制和跟蹤它的工作。下載不同的程序代碼，就可以完成不同的信號(hào)處理工作，這樣就構(gòu)成了一個(gè)靈活的信號(hào)處理平臺(tái)。本實(shí)驗(yàn)正是利用了這一點(diǎn)，通過同一個(gè)硬件平臺(tái)，完成對(duì)信號(hào)的相關(guān)處理、 FFT分析和濾波處理。 4． EZKIT板的硬件環(huán)境設(shè)置 實(shí)驗(yàn)前應(yīng)該仔細(xì)檢查 EZ－ KIT板上的有關(guān)跳線開關(guān)的位置，正確的跳線位置為： JP1和 JP2： 位于 LINE側(cè)，選擇線路輸入； JP3： 位于 GND側(cè)，選擇 AD1819； 其它跳線開關(guān)應(yīng)該位于出廠 默認(rèn)位置，詳細(xì)情況請(qǐng)參閱第 6章。 5. VisualDSP++的軟件環(huán)境設(shè)置 進(jìn)入 VisualDSP++開發(fā)環(huán)境以后，注意按照以下要求設(shè)置有關(guān)選項(xiàng)： 注意選擇正確的會(huì)話類型，本實(shí)驗(yàn) sessions 的有關(guān)參數(shù)應(yīng)該設(shè)置為： ? DebugTarget 選擇 EZKIT 21065L ? Plantform 選擇 EZKIT Lite ? Processor 選擇 ADSP21065L 可以在 Sessions List 中選擇合適的 Sessions 或者新建 Sessions。 實(shí)驗(yàn)三 —— 數(shù)據(jù)采集和譜分析 實(shí)驗(yàn)三 利用 ADSP21065L的評(píng)估板的硬件資源，完成對(duì)信號(hào)的采樣與 FFT變換輸出。輸出結(jié)果可以從示波器上實(shí)時(shí)地觀察到，也可以利用 VisualDSP++的 plot功能描繪出來。實(shí)驗(yàn)的目的是讓學(xué)生理解離散傅立葉變化的原理，掌握 DFT的快速算法，同時(shí)了解連續(xù)信號(hào)的采樣后的頻譜，加深對(duì)數(shù)字信號(hào)處理理論的理解。 1. 實(shí)驗(yàn)程序簡(jiǎn)介 １） 程序結(jié)構(gòu)：程序包括主函數(shù) main()、 init_codec()和 sample_codec()等 4 個(gè)模塊，以及常數(shù)和宏定義、全局變量定義部分。其中 main()函數(shù)完成程序的控制和 計(jì)算 init_codec()完成 CODEC 的初始化， sample_codec()完成數(shù)據(jù)采集。 ２） 程序工作流程： main()首先調(diào)用 init_codec()，將 CODEC 的工作方式設(shè)置為中斷服務(wù)方式，數(shù)據(jù)源為 LINE_IN；接著程序進(jìn)入數(shù)據(jù)采集，通過 CODEC 的 A/D 采集數(shù)據(jù)，采集完 256 點(diǎn)數(shù)據(jù)后，轉(zhuǎn)入數(shù)據(jù)處理，并且將處理結(jié)果送回 CODEC，通過它的 D/A 轉(zhuǎn)換成模擬信號(hào)。連續(xù)運(yùn)行時(shí)，程序處于數(shù)據(jù)采集－ 數(shù)據(jù)處理－ 等待－ 數(shù)據(jù)采集 (256 點(diǎn) )－ ??的無限循環(huán)（ for(。)）中，直到被用戶干預(yù)停止。 ３） 數(shù)據(jù)采 集和處理模式的切換：程序設(shè)置了全局整形變量 mode 標(biāo)志當(dāng)前工作狀態(tài)。若mode＝＝ SAMPLE_MODE，工作在數(shù)據(jù)采集模式，此模式下每一次 for 循環(huán)都會(huì)調(diào)用子程序 sample_codec()采集一個(gè)數(shù)據(jù)，當(dāng)采集到 256 個(gè)數(shù)據(jù)后，子程序 sample_codec()會(huì)自動(dòng)設(shè)置 mode=CALCULATE_MODE，即進(jìn)入數(shù)據(jù)處理階段。數(shù)據(jù)處理結(jié)束后，進(jìn)入等待模式，然后又重新進(jìn)入數(shù)據(jù)采集階段開始新的循環(huán)。注意不管 mode 處于什么狀態(tài)，每一次 for 循環(huán)都會(huì)將處理后的數(shù)據(jù)輸出到示波器。 ４） 數(shù)據(jù)處理方法：當(dāng) mode＝＝ CALCULATE_MODE 時(shí)，程序把采集到的整形數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為浮點(diǎn)數(shù)據(jù)，然后將得到的浮點(diǎn)數(shù)據(jù)與窗函數(shù)進(jìn)行相乘運(yùn)算，經(jīng)過這樣預(yù)處理后的數(shù)據(jù)通過調(diào)用系統(tǒng)函數(shù) rfft256()進(jìn)行傅里葉變換，再求模值，然后對(duì)模值進(jìn)行適當(dāng)?shù)奶幚?，最后得到的浮點(diǎn)結(jié)果轉(zhuǎn)化為整形數(shù)據(jù)，輸
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