【正文】 目錄1 緒論 ..............................................................1 課題背景及意義 ................................................1 研究?jī)?nèi)容 ......................................................12 系統(tǒng)設(shè)計(jì)過(guò)程 ......................................................4 系統(tǒng)設(shè)計(jì)思路概述 ..............................................4 系統(tǒng)集成方案 ..................................................4 PROTEL 99 SE 簡(jiǎn)介 ...............................................53 模塊設(shè)計(jì)方案 ......................................................9 程控放大電路模塊 ..............................................9 放大器概述 ................................................9 原理圖設(shè)計(jì) ................................................9 印制板圖設(shè)計(jì) .............................................13 有源濾波電路模塊 .............................................13 濾波器概述 ...............................................13 原理圖設(shè)計(jì) ...............................................15 印制板圖設(shè)計(jì) ..............................................18 A/D 轉(zhuǎn)換模塊 .................................................19 ADC0809 概述 .............................................19 原理圖設(shè)計(jì) ................................................20 印制板圖設(shè)計(jì) ............................................21 D/A 轉(zhuǎn)換模塊 .................................................22 TLC5628 概述 .............................................22 原理圖設(shè)計(jì) ...............................................23 印制板圖設(shè)計(jì) ..............................................25 輸入模塊 .....................................................26 鍵盤(pán)模塊 ................................................26 數(shù)碼管顯示模塊 ..........................................284 系統(tǒng)集成實(shí)現(xiàn) .....................................................305 總結(jié)與展望 .......................................................31參考文獻(xiàn)： .........................................................32致謝 ...............................................................33附錄 ...............................................................34基于 DSP 及虛擬儀器技術(shù)的開(kāi)放式電子技術(shù)綜合實(shí)驗(yàn)平臺(tái)研制 ——基于 DSP 的便攜式諧波分析儀電子與信息工程學(xué)院 電子信息工程專業(yè) 2022 級(jí) 指導(dǎo)教師 1 緒論 課題背景及意義實(shí)驗(yàn)室的裝備水平通常被作為一所高校教學(xué)、科研水平的重要標(biāo)志,因此實(shí)驗(yàn)室的建設(shè),應(yīng)運(yùn)用新技術(shù)、新知識(shí),立足于高水平、高起點(diǎn)。然而目前我校各實(shí)驗(yàn)室還是傳統(tǒng)測(cè)試儀器占主導(dǎo)地位,微機(jī)和測(cè)試儀器基本上還處于互不相干的狀態(tài),因此用代表著儀器發(fā)展新潮流的虛擬儀器系統(tǒng)來(lái)加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)室建設(shè),跟蹤國(guó)際先進(jìn)水平,增創(chuàng)學(xué)科實(shí)驗(yàn)教學(xué)新優(yōu)勢(shì),是十分必要的。虛擬儀器是計(jì)算機(jī)技術(shù)、儀器技術(shù)、測(cè)量技術(shù)、數(shù)/ 模、模/ 數(shù)轉(zhuǎn)換技術(shù)、軟件等技術(shù)完美的結(jié)合,它己被愈來(lái)愈多的技術(shù)人員所接受,成為當(dāng)今測(cè)量測(cè)試領(lǐng)域里的一支最重要的力量。在虛擬儀器系統(tǒng)中、強(qiáng)調(diào)“軟件就是儀器”的概念,硬件僅僅是為了解決信號(hào)的輸入輸出,軟件才是整個(gè)儀器的關(guān)鍵,用戶可以根據(jù)自己需要定義儀器的功能。與傳統(tǒng)儀器相比,虛擬儀器具有功能由用戶定義、系統(tǒng)功能和規(guī)?？赏ㄟ^(guò)修改軟件而增減、價(jià)格低可重復(fù)使用、技術(shù)更新快、軟件結(jié)構(gòu)大大節(jié)省開(kāi)發(fā)和維護(hù)費(fèi)用等。另一方面，隨著計(jì)算機(jī)和信息技術(shù)的飛速發(fā)展，數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)（DSP技術(shù)）應(yīng)運(yùn)而生并得到迅速的發(fā)展。在過(guò)去的二十多年時(shí)間里，數(shù)字信號(hào)處理已經(jīng)在通信等領(lǐng)域得到極為廣泛的應(yīng)用。DSP 技術(shù)是利用計(jì)算機(jī)或?qū)Ｓ锰幚碓O(shè)備，以數(shù)字形式對(duì)信號(hào)進(jìn)行采集、變換、濾波、估值、增強(qiáng)、壓縮、識(shí)別等處理，以得到符合人們需要的信號(hào)形式。數(shù)字信號(hào)處理系統(tǒng)是以數(shù)字信號(hào)處理為基礎(chǔ)，因此具有數(shù)字處理的全部?jī)?yōu)點(diǎn)：(1) 接口方便。 (2) 編程方便。 (3) 穩(wěn)定性好。 (4) 精度高。 (5) 可重復(fù)性好。 (6) 集成方便。DSP 系統(tǒng)中的數(shù)字部件有高度的規(guī)范性，便于大規(guī)模集成?；诖耍菊n題提出研究基于 DSP 及虛擬儀器的開(kāi)放式電子技術(shù)綜合實(shí)驗(yàn)平臺(tái)。 研究?jī)?nèi)容基于 DSP 及虛擬儀器技術(shù)的開(kāi)放式電子技術(shù)綜合實(shí)驗(yàn)平臺(tái)研制，平臺(tái)由前、后臺(tái)兩部分構(gòu)成，前臺(tái)由 DSP 與 FPGA 為核心的模塊化硬件構(gòu)成，并嵌入實(shí)時(shí)信號(hào)處理算法，基于 PC 的后臺(tái)軟件采用面向信號(hào)的組件技術(shù)設(shè)計(jì)。平臺(tái)提供基本層次模塊化應(yīng)用案例及提高層次系統(tǒng)集成應(yīng)用案例若干，重點(diǎn)研究典型案例的框架集成及模塊開(kāi)放式設(shè)計(jì)方法。平臺(tái)具有較好的開(kāi)放性，可靈活剪裁、合成，方便二次開(kāi)發(fā)。本次課題選擇以下三個(gè)典型案例進(jìn)行研究并實(shí)現(xiàn)：（一） 基于嵌入式技術(shù)的 ZigBee 無(wú)線通信模塊設(shè)計(jì)；1）硬件設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)基于單片機(jī)、DSP 或 ARM 的 ZigBee 無(wú)線通信模塊，包括發(fā)射與接收模塊的設(shè)計(jì)；2）軟件設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)基于單片機(jī)、DSP 或 ARM 的無(wú)線通信模塊軟件，可采用匯編、C 語(yǔ)言或者基于 LINUX 環(huán)境開(kāi)發(fā)（ARM） 。 （二） 、 基于 DSP 的便攜式諧波分析儀；1）預(yù)處理及外圍接口電路設(shè)計(jì)，預(yù)處理電路主要包括傳感器接口、放大、濾波、鍵盤(pán)、顯示、光耦隔離電路等模塊，主要是對(duì)原有的各電路方案進(jìn)行優(yōu)化、集成。2）基于 TMS320F2812 的 DSP 主板設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)基于 TMS320F2812 的主板，板卡具有以下功能模塊：16 路 A/D，6 路 PWM，1 路 D/A，外擴(kuò)內(nèi)存 64K*16Bit 以上，支持矩陣鍵盤(pán)、液晶接口，支持 RS232 或 CAN 總線通信；3）基于 DSP 的實(shí)時(shí)諧波分析軟件設(shè)計(jì)，基于 CCS 環(huán)境，采用 C 語(yǔ)言為主、匯編為輔開(kāi)發(fā) DSP 軟件，軟件包括框架軟件和功能模塊， 其中功能模塊包括：初始化、采集模塊、鍵盤(pán)掃描、液晶顯示、諧波分析軟件、通信模塊等。4）基于 PC 的虛擬儀器軟件設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)基于 RS232 或 USB、PCI 總線的虛擬儀器軟件，可采用 C 或者 VC 設(shè)計(jì)。主要是基于外購(gòu) USB 數(shù)據(jù)采集卡或者自制的TMS320F2812 DSP 主板進(jìn)行設(shè)計(jì)，包括：實(shí)時(shí)測(cè)試模塊、數(shù)據(jù)分析、數(shù)據(jù)管理模塊等。（三） 、基于 DSP 的圖像處理平臺(tái)研究及設(shè)計(jì)1）基于 TMS320VC5402 的 DSP 主板設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)基于 TMS320VC5402 的 DSP 主板，要求該板卡具有以下功能：支持 JTAG 仿真方式或者 BOOTLOADER 自啟動(dòng)方式工作。2）基于多分辨率分析的圖像處理方法研究；基于多分辨率分析的圖像融合方法研究；基于 Contourlet 變換的圖像處理方法研究；多源遙感圖像融合方法研究。 研究設(shè)計(jì)基于多分辨率分析的圖像處理方法與技術(shù)，以 Matlab 語(yǔ)言為主，C 或 VC 為輔設(shè)計(jì)，可研究彩色空間變換、小波變換、拉普拉斯塔型分解、方向?yàn)V波器組等方法，具體內(nèi)容包括各類圖像的融合、去噪、增強(qiáng)和數(shù)字水印等圖像處理方法。2 系統(tǒng)設(shè)計(jì)過(guò)程 系統(tǒng)設(shè)計(jì)思路概述在這次畢業(yè)設(shè)計(jì)中我們小組集體完成基于 DSP 的便攜式諧波分析儀的設(shè)計(jì)，該課題包括預(yù)處