【正文】 DSP 技術(shù) 及應用 課程 設計 報告 （ 2020— 2020 學年 第 二 學期） 題 目 基于 DSP 的可調(diào)信號發(fā)生器設計 系 別 電子與電氣工程系 專 業(yè) 班 級 學 號 姓 名 指導教師 吳玉林 、 魏有法 完成時間 20200613 評定成績 2 目 錄 一、 設計的目的 ........................................................ 3 二、 設計的內(nèi)容與要求 .................................................. 3 三、 設計方 案 .......................................................... 4 四、 軟件、硬件設計（根據(jù)設計內(nèi)容適當處理，硬 件設計應包括 PCB ........... 5 、軟件設計 ........................................................ 5 按鍵矩陣模塊 .................................................. 5 波形發(fā)生模塊 .................................................. 5 數(shù)碼管顯示模塊 ................................................ 5 點陣顯示模塊 .................................................. 5 圖 點陣模塊及原理圖 ............................................... 6 4*5 按鍵矩陣 .................................................. 6 數(shù)碼管顯示 .................................................... 7 五、 設計總結(jié) .......................................................... 8 調(diào)試結(jié)果 .......................................................... 8 心得體會 ......................................................... 11 六、 參考文獻 ......................................................... 11 七、附錄 .............................................................. 12 3 一、 設計的目的 根據(jù)已掌握的《 DSP 技術(shù) 及應用》課程知識，完成課程設計要求的項目。了解正弦波的產(chǎn)生，以及正弦波幅值和頻率的調(diào)整方法，掌握信號產(chǎn)生的一般方法并學習使用 CCS 圖形顯示功能進行程序調(diào)試。通過硬件設計和程序編寫過程，加深對《 DSP 技術(shù) 及應用》課程知識的理解和掌握，培養(yǎng)應用系統(tǒng)設 計的能力，以及分析問題和解決問題的方法，并進一步拓寬專業(yè)知識面，培養(yǎng)實踐應用技能和創(chuàng)新意識。 二、 設計的內(nèi)容與要求 （一）、課程設計題目： 基于 DSP 的可調(diào)信號發(fā)生器設計 （二）、具體設計要求如下： 1) 基礎設計：在 CCS 中運行調(diào)試程序代碼，輸出正弦信號波形，并使用 CCS 的圖像顯示窗口，實時顯示輸出的正弦波 。 2) 提高設計：使用 DSPF2812 的 GPIO 功能，讀取外部手動按鍵的信號，相應改變正弦信號的幅值、相位、頻率和偏移（幅值，采用有符號 16位整型變量定義） 。 3) 附加設計：使用 DSPF2812 的 GPIO 功能，讀取外部手動 按鍵的信號，相應輸出正弦波、三角波、方波、鋸齒波 。 并分別實現(xiàn)四種波形的幅值和頻率的調(diào)節(jié)。 4) 高級設計 ： 用 8個七段數(shù)碼管 ，每隔一秒依次循環(huán)顯示三種信息，包括：①日期（格式為20200612）；②自己的學號（格式為學號的低 8位，例如學號為 112033101 的同學，應當顯示： 12033101）；③當前的幅值（格式為： AP00000～ AP32767）； ○ 4 頻率即每周期的離散采樣點數(shù)（格式為： PEAD012）； ○ 5 當前按鍵坐標（格式為： X X）。 5） 終極設計：利用點陣循環(huán)顯示本人姓名。 4 三、 設計方案 本次課程設計是基于 DSP 的可調(diào)信號發(fā)生器的設計 ， 系統(tǒng)設計方案框圖如圖 所示。通過讀取外部手動按鍵的信號，轉(zhuǎn)換顯示 CCS 窗口的波形，按鍵控制 波形 如圖 所示；同時在數(shù)碼管上動態(tài)顯示幅值 、 頻率、學號、按鍵坐標和日期 。 圖 系統(tǒng)設計方案框圖 0 1 27654A ↑ f ↑ s ↑o f f s e t ↑o f f s e t ↓s ↓f ↓A ↓3 圖 按鍵控制波形 5 四、 軟 件、 硬件設計 （根據(jù)設計內(nèi)容適當處理，硬件設計 應 包括 PCB 、軟件設計 軟件設計模塊包含了按鍵矩陣模塊、波形發(fā)生 模塊、數(shù)碼管顯示模塊 、 點陣顯示模塊和 綜合調(diào)試顯示結(jié)果。 按鍵矩陣模塊 使用 DSPF2812 的 GPIO 功能，判斷按鍵是否按下 keypress=1。再用標志位 flag 控制選擇輸出波形。 波形發(fā)生模塊 通過手動按鍵控制 CCS 窗口顯示波形：正弦波、方波、三角波、鋸齒波。 （ 1）正弦波 （ 2）三角波（ 3）鋸齒波 （ 4）方波 數(shù)碼管顯示模塊 提取幅度的數(shù)值，分別放入 Amp []數(shù)組中，調(diào)用 WriteLEDs()數(shù)碼管顯示，在數(shù)碼管上顯示幅度、 頻率、學號、 日期 和按鍵 坐標 。 點陣顯示模塊 利用點陣循環(huán)顯示本人姓名。 6 圖 、硬件設計 硬件電路設計模塊包含了矩陣按鍵電路、數(shù)碼管顯示電路 ，以及點陣顯示電路 。 4*5 按鍵矩陣 4*5 的按鍵矩陣，通過 9個 GPIO 端口來掃描控制，即可判斷出哪一個按鍵被按下。 按鍵左端接 GPIOA11GPIOA15，按鍵右端接 GPIOA7GPIOA10。通過對 GPIOA 端口進行初始化，按鍵左端為輸出口，按鍵右端為輸入口，將 GPIOA11GPIOA15 賦值 0，通過對按鍵右端進行掃描，如果某個按鍵被按下，則該按鍵右端對應的 GPIO 口值為 0，否則應為 1。按鍵矩陣 模塊及原理圖 如圖 所示。 7 圖 4*5 按鍵矩陣 模塊及原理圖 數(shù)碼管顯示 實驗箱上有 8 只 8 段數(shù)碼管，使用 74F164 芯片（串入并出芯片）對數(shù)碼管進行控制。 8 只數(shù)碼管的控制使用串行方式，實現(xiàn) 8 只流水數(shù)碼管。其中 3 只電路如圖 所示，另外 5只接線相同。 圖 數(shù)碼管模塊及其硬件結(jié)構(gòu) 8 五、 設計總結(jié) 調(diào)試結(jié)果 本次課程設計調(diào)試結(jié)果如下所示： 數(shù)碼管輪流 顯示： 圖 顯示 當前幅值 圖 顯示每周期的離散采樣點數(shù) 圖 顯示學號 圖 顯示日期 圖 輸出 各種 波形： 圖 顯示每周期的離散采樣點數(shù) 圖 正弦波形 9 圖 三角波 圖 圖 10 圖 波形的幅值與周期 （顯示名字的截圖） 11 心得體會 六、 參考文獻 [1]. 顧衛(wèi)鋼 .手把手教你學 DSP—— 基于 TMS320X281x. 北京：北京航空航天大學出版社 , [2]. 蘇奎峰 ,呂強等 .TMS320X281x DSP 原理及 C 程序開發(fā)北京航空航天大學出版社 ,2020 [3]. TMS320F281x Data Sheet. Texas Instruments. [4]. TMS320F28x Control and Interrupts Reference Guide. Texas Instruments. [5]. TMS320F28x Event Manager (EV) Reference Guide. Texas Instruments. [6]. TMS320F28x Optimizing C／ C++ Compiler User’ s Guide. Texas Instruments. [7]. TMS320F28x DSP CPU and Instruction Set Reference Guide. Texas Instruments. 12 七、附錄 /*************源代碼 **************/ include include define SIZE 512 define pi int A=1000。//正弦信號幅度 int offset=0。//正弦信號偏移量 int f=1。//正弦信號頻率 int s=0,count=1,flag=0。//正弦信號初始相位 int sine[SIZE]。//正弦信號數(shù)組 unsigned int t。 int strnum[]={0xFC,0x60,0xDA,0xF2,0x66,0xB6,0xBE,0xE0,0xFE,0xF6,0xEE,0x3E,0x9C,0x7A, 0x9E,0x8E}。/*0~9*/ int day[]={0xDA,0x60,0xBF,0xFC,0x67,0x60,0xFC,0xDA}。//顯示日期 int studentnum17[]={0xE0,0x60,0x60,0xF2,0xF2,0xFC,0xDA,0x60}。//顯示學號 int Anum[]={0,0,0,0,0,0x02,0xCE,0xEE}。 //顯示幅度 int fnum[]={0,0,0,0x02,0x7A,0xEE,0x9E,0xCE}。//顯示頻率 int key[]={0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x60,0x00,0x60}。//顯示按鍵坐標 int ch[8]={0xFE,0x60,0x60,0xF2,0xF2,0xFC,0xDA,0x60}。//緩存 int ch1[8]={0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00}。 int str1[]={0x0900,0xFD08,0x0908,0x0910,0x0920,0x7940,0x4104,0x47FE, 0x4140,0x7940,0x0920,0x0920,0x0910,0x094E,0x5184,0x2100}。//名字 1 int str2[]={0x0100,0x0100,0x0104,0xFFFE,0x0100,0x0100,0x0110,0x3FF8, 0x0000,0x0200,0x1180,0x5084,0x5012,0x9012,0x0FF0,0x0000}。//名字 2 int str3[]={0x0100,0x0088,0x3FFC,0x2080,0x2080,0x2088,0x3FFC,0x2080, 0x2080,0x2140,0x2140,0x2220,0x2220,0x4410,0x880E,0x3004}。//名字 3 unsigned int *CPLDDREG = (unsigned int*)0x2020。 unsigned int *CPLDDREGL = (unsigned int*)0x2020。 unsigned int *LEDM_LC = (unsigned int*)0x2018。//16 unsigned int *LEDM_LR = (unsigned int*)0x201A。//16 union CP