【正文】 聞媒體 等領(lǐng)域的應(yīng)用，可發(fā)揮獨特的視覺效果和視覺沖擊。 作品實物主體如圖 所示。 主要技術(shù)指標(biāo) ? DSP 選取 TMS320F2812 工作頻率： 150MHz（可超頻工作至 250MHz）； ? CPLD 選取 EPM570T100C5N 工作頻率： 100MHz； ? ADC： 75MHz、 10 位 ； ? DAC： 165Msps、 14 位； ? 三維顯示分辨率： 16*16*16； ? 每幅圖像的數(shù)據(jù)量： 4096bits； ? 動態(tài)圖像掃描頻率： 50Hz； ? 串口通信波特率： 115200 技術(shù)關(guān)鍵 ? 較為復(fù)雜的數(shù)字信號處理 的算法編程，如 FFT 變換， FIR 數(shù)字濾波器等 ； ? 上位機中三維影像數(shù)據(jù)的獲??； ? 與上位機 的高速數(shù)據(jù) 通信 ，并且保證通信可靠與穩(wěn)定，以 獲取 實時的三維顯示數(shù)據(jù) ； ? 音頻信號的前端處理，以及對其進行采集與量化編碼，盡量減小量化噪聲 ，獲取相應(yīng)的信息； ? 計算機圖形學(xué)中三維圖形變換，投影以及 Bezier 曲線構(gòu)建三維圖形的算法設(shè)計與實現(xiàn)； ? 4096 個 LED 所組成的三維陣列的搭建。這樣可將 LED的三維顯示技術(shù)服務(wù)于 會展 ，可應(yīng)用于 會展 的宣傳，標(biāo)志物的三維影像展示（如會徽，吉祥物等），三維倒計時系統(tǒng)，會展現(xiàn)場的視覺效果展示（如音樂噴泉，魔幻音 樂等）等。 Digital Signal Processing。作品 力爭 服務(wù)于會 展 ， 可將其 應(yīng)用于宣傳，標(biāo)志物的三維影像展示（如會徽，吉祥 物等），三維倒計時系統(tǒng)，會展現(xiàn)場的視覺效果（如音樂噴泉，魔幻音樂等）等。 1 摘 要 基于 LED 的平面顯示技術(shù)現(xiàn)已非常成熟，而 LED 的三維顯示應(yīng)用在國內(nèi)外尚屬罕見，目前僅有的 LED 三維顯示 局限于簡單的程控固化的動態(tài)圖像顯示。 關(guān)鍵字： LED 三維陣列；數(shù)字信號處理； DSPamp。 DSPamp。 基于 DSP 的三維 LED顯示器 是由團隊成員 設(shè)計 開發(fā)的 DSPamp。 3 第二章 作品簡介 系統(tǒng)主體 基于 DSP 的三維 LED 顯示器 包括硬件主體與軟件主體，系統(tǒng)主體框圖如圖 所示。 圖 基于 DSP 的三維 LED 顯示器 作品實物圖 系統(tǒng)軟件流程 基于 DSP 的三維 LED 顯示器 主要實現(xiàn)兩套顯示方案 ： ，獲取實時顯示數(shù)據(jù)用以三維圖像的顯示； 、分析、計算處理獲取顯示數(shù)據(jù)，以使得輸入信號與三維圖像達到同步或相關(guān)。 7 第三章 系統(tǒng)硬件主體 信號采集與處理 ADC ADC 采用 ADS828， 10 位、 75MHz 轉(zhuǎn)換速率。 8 圖 ADS828 內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖 信號采集與量化采用單端信號輸入，選用 ADS828 內(nèi)部的電壓基準(zhǔn)，輸入阻抗匹配至 50? ，其硬件電氣連接圖如圖 所示。 表 DAC904 主要技術(shù)指標(biāo) 轉(zhuǎn)換精度 14 位 轉(zhuǎn)換速率 165Msps 無雜散動態(tài)范圍 在 100Msps 輸出 20MHz 時， 64dBc 低誤差 3pVs 低功耗 170mW 在 5V 供電電壓下 內(nèi)部電壓基準(zhǔn) 其工作原理及內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖如圖 所示。 圖 橢圓濾波器 12 該橢圓濾波器的仿真結(jié)果如圖 所示，圖中曲線為 S12 和 S21 的幅頻特性曲線。 14 圖 LED 三維陣列顯示示意圖 LED驅(qū)動方案 層驅(qū)動 前端采用 416 線譯碼器 CD4514BE，對 LED 三維陣列進行層掃描，選擇要顯示的層。這樣 32片 74HC595 即可完成 16 個 16 位并行數(shù)據(jù)端口的擴展，從 而 完成 256 位層數(shù)據(jù)的擴展。起始位通過通信線傳向接收設(shè)備，當(dāng)接收設(shè)備檢測到這個邏輯低電平后，就開始準(zhǔn)備接收數(shù)據(jù)位信號。在字符數(shù)據(jù)傳送過程中，數(shù)據(jù)位從最低位開始傳輸。在奇偶位或數(shù)據(jù)位之后發(fā)送的是停止位，可以是 1 位、 位或 2 位。 異步串行通信數(shù)據(jù)格式示意圖如圖 所示。數(shù)字濾波器的直接形式示意圖如圖 ，圖 所示。 ? FIR 數(shù)字濾波器軟件流程圖 開 始設(shè) 計 濾 波 器確 定 濾 波 器 類 型、 階 數(shù) 和 系 數(shù)讀 入 數(shù) 據(jù)并 進 行 擴 展確 定 濾 波 器初 始 條 件進 行 正 向 濾 波進 行 反 向 濾 波反 轉(zhuǎn) 并 刪 除 擴 展輸 出 結(jié) 果 圖 FIR 數(shù)字濾波器軟件流程圖 21 FFT 變換 ? FFT 變換 編程原理： 在基 2 FFT 中，最基本的運算級是蝶形運算單元。每列的 N/2 個蝶形運算全部完成后，再開始下一列的蝶形運算。 22 圖 N=8 DIT 運算流圖 圖 N=8 DIF 運算流圖 ? FFT 函數(shù)軟件流程圖： 開 始數(shù) 據(jù) 格 式 轉(zhuǎn) 變生 成 蝶 形 因 子對 每 一 行 作 F F T最 后 一 行 ？NY轉(zhuǎn) 置對 每 一 行 作 F F T最 后 一 行 ？NY結(jié) 束 圖 FFT 函數(shù)軟件流程圖 23 系統(tǒng)使用的 ADC 為 ADS828，也可采用 DSP 片內(nèi) ADC 做音頻數(shù)據(jù)采集，對所采集的音頻信號做 128 點的 FFT 變換，然后對信號做頻域 內(nèi)的分析，并計算獲取三維顯示數(shù)據(jù)。 以下所講述的三維圖形變換中遇到的坐標(biāo)系 均規(guī)定為右手作標(biāo)系，其三根坐標(biāo)軸是三根正交的坐標(biāo)軸。可以看出圖形整體比例變換相當(dāng)于 1x y zs s s s? ? ? 的局部比例變換。 正三面 投影變換 正三面投影就是 工程中 通常所說的三視圖，即正視圖（ V）、俯視圖（ H）和側(cè)視圖（ W），其投影平面分別為 zox 面 ， xoy 面和 yoz 面。 一般 n 次 Bezier 曲線的矢量表示式為 ： ,0( ) ( )ni i niP t PB t??? 公式 其中 ( 0,1..., )iP i n? 為 1n? 個空間向量， , ( ) (1 )i i n ii n nB t C t t ???是伯恩斯坦多項式，成為基底函數(shù)。 三 次 Bezier 曲線的矩陣表達形式為 ： 30 0132231 3 3 13 6 3 0( ) ( , , , 1 )3 3 0 01 0 0 0PPP t t t tPP?? ????????????????????? ?? 公式 式中 01t?? 。 雙二次 Bezier 曲面，即 2nm??時 ? ? 00 01 02 0202 12 22 10 11 12 1220 21 22 22()( , ) ( ) ( ) ( ) ( )()P P P B vP u v B u B u B u P P P B vP P P B v? ? ? ?? ? ? ?? ? ? ? ?? ? ? ?? ? ? ? 公式 ? ? 202 12 221 2 1( ) ( ) ( ) 1 2 2 01 0 0B u B u B u u u????????????? 公式 則雙二次