【正文】 大學本科生畢業(yè)論文基于DSP的水聲應答系統(tǒng)數(shù)字平臺的設計與實現(xiàn)摘　　要隨著水聲技術的深入發(fā)展，作為一種不可缺少的實驗設備，水聲應答器得到了廣泛的應用。水聲應答器主要用于實驗目的，既可作為普通信號源，又可作為應答設備使用，可實現(xiàn)對待測設備的測試與校準。隨著數(shù)字信號處理技術的飛速發(fā)展，針對數(shù)字信號處理的專用處理器也在穩(wěn)步更新，特別是在實時處理功能上提高顯著。采用低功耗高性能的DSP芯片,可以從本質(zhì)上提高水聲應答器的處理能力，同時也能相對降低成本。本論文的主要工作是：根據(jù)系統(tǒng)的技術指標，完成水下應答器數(shù)字系統(tǒng)硬件平臺的搭建和軟件系統(tǒng)的調(diào)試。硬件方面，系統(tǒng)以數(shù)字信號處理模塊為核心，輔以語音編解碼模塊、片外SDRAM等。其中，專用處理器采用TI5000系列DSP——TMS20VC5509A。主要實現(xiàn)對模擬信號的采集,處理和發(fā)射等功能。另外，本文從PCB制板的角度論述了系統(tǒng)設計時需遵循的原則。軟件方面，主要實現(xiàn)對脈沖信號的采樣、信號前沿的檢測以及信號頻率的測量。系統(tǒng)可通過軟件的設定以適應不同信號的應答。本系統(tǒng)作為水聲應答器的核心部分，為后續(xù)制作完善的水聲應答器系統(tǒng)提供了堅實的基礎。關鍵詞：水下應答器；數(shù)字信號處理；TMS320VC5509A；印刷電路板；ABSTRACTWith the thorough development of underwater acoustic technique, the acoustic transponder has got widespread application as an indispensable experimental equipment. The acoustic transponder is mainly used in acoustic experiments to test and calibrate the experimental equipment. With the rapid development of digital signal processing technology, the dedicated processor for digital signal processing is steadily updated especially in realtime processing. By using lowpower highperformance DSP chip, we can essentially improve the handling capacity of the underwater acoustic transponders at lower costs.The main work of this thesis is to plete the structures of the underwater transponder digital systems, hardware platforms and software debugging, according to the technical specifications of the system. The hardware has the digital signal processing module as the core, supplemented by the voice codec module and offchip SDRAM. The dedicated processor we use is TI’s 5000 series DSP TMS320VC5509A. The hardware realizes the analog signal acquisition, signal processing and signal transmission function. In addition, this paper discusses the design principles from the point of view of the PCB system board. The software mainly consists of the sampling of pulse signal, the detection of signal forefront and the measurement of signal frequency. The system can be set to adapt to different signal response by software.As a core part of the underwater acoustic transponder, the system provides a solid foundation to produce the plete water acoustic transponder system.Keywords: underwater transponder。 digital signal processing。 TMS320VC5509A。 PCB。目　　錄第1章　緒論 1　立題背景及意義 1　應答器數(shù)字系統(tǒng)硬件平臺簡介 1　應答器數(shù)字系統(tǒng)硬件平臺的主要技術指標 2　論文主要研究內(nèi)容 3第2章　應答器數(shù)字系統(tǒng)的硬件設計原理與組成 4　硬件平臺簡述 4　DSP最小系統(tǒng) 4　供電電路 4　時鐘振蕩電路 5　復位電路 6　AD及DA模塊 6　TLV320AIC23B簡介 6　TLV320AIC23B外圍電路 7　SDARM及并行Flash外圍電路 9　SDRAM 9　并行FLASH外圍電路 11　串口模塊電路 13 方案對比分析 13　PCB的繪制與電路板的焊接 14　本章小結 16第3章　應答器數(shù)字處理系統(tǒng)中的軟件設計 17　數(shù)字處理系統(tǒng)中的DSP軟件設計概述 17　DSP的系統(tǒng)初始化 17　多通道緩沖串口初始化 17　DMA初始化 18　通過IIC對TLV320AIC23B進行初始化 20　應答工作狀態(tài)軟件設計 23　信號檢測軟件設計 24　檢測信號的頻率 27　記錄和發(fā)射信號 28　DSP bootloader程序設計 30　Bootloader模式 30 生成導引表 32 本章小結 33第4章 應答器數(shù)字處理系統(tǒng)的測試與分析 34 測試簡介 34 信號類型介紹 34 應答過程中的數(shù)據(jù)分析 35 本章小結 39結論 40參考文獻 41致謝 42第1章　緒論　立題背景及意義隨著水聲技術的深入發(fā)展，水聲應答器作為一種不可或缺的實驗設備，得到了廣泛的應用。水聲應答器主要應用于實驗，既可作為普通信號源，又可作應答設備使用，可實現(xiàn)對待測設備的測試與校準。隨著數(shù)字信號處理技術的飛速發(fā)展，針對數(shù)字信號處理的專用處理器也在穩(wěn)步更新，特別是在實時處理的功能上提高顯著。采用低功耗高性能的DSP芯片可以從本質(zhì)上提高水聲應答器的處理能力，同時也能相對降低成本。本論文所討論的水聲應答器系統(tǒng)數(shù)字平臺即數(shù)字信號處理部分。以DSP TMS320VC5509A為核心，輔以SDRAM、語音編解碼芯片等來實現(xiàn)數(shù)模轉(zhuǎn)換，信號檢測與測頻，信號的接收與發(fā)送等功能。該系統(tǒng)可檢測CW脈沖，雙曲調(diào)頻和鐘形脈沖信號。并能以不同強度反射信號。延遲時間可選。由于系統(tǒng)的靈活性很高，因此可用于水聲試驗和工程應用等多種場合。　應答器數(shù)字系統(tǒng)硬件平臺簡介。信號從線性輸入進入TLV320AIC23B語音編解碼芯片，經(jīng)過AD采樣濾波之后通過多通道緩沖串口進入DSP，通過DSP內(nèi)部的DMA通道進入片外的SDRAM，同時，DSP對已達到SDRAM的采樣數(shù)據(jù)進行信號檢測，測頻，確定信號的存在。若確定為有效信號，即應答該信號。 應答器數(shù)字系統(tǒng)硬件平臺原理框圖　應答器數(shù)字系統(tǒng)硬件平臺的主要技術指標為適應多種測量場合，平臺的技術指標較為豐富，其主要技術指標如下：l 系統(tǒng)可工作在兩種方式下：信標方式和應答方式l 信號類型：CW脈沖、鐘形脈沖；l 中心頻率：, , ；l 脈沖寬度：150ms, 600ms, 2400ms；l 信標方式下發(fā)射信號周期：6s, 10s；l 發(fā)射信號強度范圍：120dB~170dB；l 反射強度：0dB, 6dB, l0dB, 18dB；l 多普勒：0Hz, 50Hz, 110Hz、50Hz、110Hz；l 中心頻率的誤差范圍：10Hz~+10Hz；l 反射信號強度誤差：1dB~+1dB。以上技術指標可組成多種類型的信號，作為數(shù)字處理系統(tǒng)的核心，重點關注信號的類型。對于多普勒頻移、發(fā)射信號強度范圍、反射強度等指標，要求數(shù)字信號處理模塊與功放模塊等相配合才能實現(xiàn)?！≌撐闹饕芯績?nèi)容本論文主要研究應答器數(shù)字系統(tǒng)硬件平臺的設計與實現(xiàn)，本文將對該數(shù)字系統(tǒng)的各個部分給