【正文】 在設(shè)計過程中，由于是新手，因此碰到的困難很多，有些想都想不到，中途得到了許多的幫助。 21 天學通 C 語言 北京：電子工業(yè)出版社 YANG Zhangwei. 21 Days to Learn the C Language. Beijing: Publishing House of Electronics Industry,20xx [6] 譚浩強編著。 本次設(shè)計基本實現(xiàn)了畢業(yè)設(shè)計的要求： （ 1）發(fā)出了掃頻信號，頻率為 100Hz— 10kHz； （ 2）制作了中心頻率為 3kHz 的陷波網(wǎng)絡； 35 （ 3）實現(xiàn)了 AD 采集以及 FFT 分析，可以分析 100Hz 到 10kHz 的單一正弦波。 圖 1kHz正弦波 AD采樣結(jié)果觀察 橫坐標是時域的，一個周期波形采集回來之后橫坐標間隔為 ，單位為s，因此采集到的正弦波的頻率為 1kHz。 n=p*p+q*q。fft256)。 27 實現(xiàn) FFT過程如下： =ipcb。但是直接計算 DFT的計算量與變換區(qū)間長度 N的平方成正比，但是它比較難在實際應用中實現(xiàn)，尤其是處理大量采樣點時，計算量將會非常大。利用對 CONVxx 位（位于排序寄存器中）置不同的值確定用于 AD采集的信號從哪個管腳輸入。轉(zhuǎn)換完成后結(jié)果存放在 ADCRESULT里。此周期中斷通過 GPTCONA開啟ADC，中斷標志置 1，同時 AD啟動信號送至 AD。事件管理器包括 EVA和 EVB，有通用定時器 4，每個定時器有如下特點：： 16 位 TxCNT（定時器增 /減計數(shù)器）。 電阻電容組成外圍網(wǎng)絡和 LM358芯片 一起 實現(xiàn)功能。它是 8 位分辨率的數(shù)模轉(zhuǎn)換集成芯片。嵌入式系統(tǒng)中常有很多的簡單外部設(shè)備 /電路，對它們的控制，使用 GPIO（通用可編程 IO 接口）即可。 14 if(ncount=100) { ncount=0。 EDIS。 CPU級 13 CPU 級中斷標志寄存器一旦在中斷請求送入后標志位就會置 1。 //定時器 0 將繼續(xù)運行 =1。 // 初 始 化 定 時 器 0 周 期 寄 存 器 = 0。 cmd文件 的作用是 定位 DSP代碼。 源文件： 有且須有一個含 main（）函數(shù)的 C語言源程序文件。所以在使用庫時須用相應頭文件說明。 （ 2）利用 F2812包含的 12位， 16通道的 ADC通過軟件設(shè)置的方式將模擬量波形轉(zhuǎn)化為數(shù)字量。 DAC 轉(zhuǎn)換模塊 首先，先確定正弦波的 分辨率、精度等各項參數(shù)以方便確定 DAC型號及設(shè)計電路。 FFT設(shè)計，顯示幅頻特性曲線。 例如： 0 010 0000 0000 0000b=，用 Q15表示 0 010 0000 0000 0000b=8192，用 Q0表示 總結(jié)來說， Q值 越大，精度越高，但數(shù)值范圍越?。? Q值 越小，數(shù)值范圍越大，但精度就越低。 DSP 的軟件和硬件各項資源對于數(shù)字信號處理非常適用，因此可用于各種復雜算法； (3)用 CPLD/FPGA 實現(xiàn)。而快速傅立葉變換是其運算基礎(chǔ)。 本此設(shè)計制作了一個簡易頻譜分析儀從而可以更直觀的看到信號的特性。為了實現(xiàn)這一目標，我們需要利用快速傅里葉變換（ FFT）來實現(xiàn)對信號的頻譜分析。 如今是嶄新的數(shù)字化時代， DSP已然成為數(shù)字化的不可或缺的元素，廣泛的應用于社會各領(lǐng)域。 2 定點 DSP 的數(shù)據(jù)格式 在定點處理器（例如 TMS320F2812）之中，數(shù)據(jù)采用的是定點表示法，整數(shù)小數(shù)均可表示。 TMS320F2812 DSP 介紹 TMS320F2812 概述 F28x系列是 TI公司生產(chǎn)的 32位定點數(shù)字信號處理器，其 具有 豐富的 外設(shè)資源 。 系統(tǒng)方案 本設(shè)計目標為采用 TMS320F2812 DSP芯片設(shè)計簡易頻譜分析儀。本次設(shè)計利用 8位分辨率，一個周期內(nèi)取 100點的正弦表實現(xiàn)正弦波發(fā)生。 上述兩種方案中，由于第二種可直接通過軟件方式利用 DSP包含的模數(shù)轉(zhuǎn)換 模塊采集模擬量的波形而不用外接芯片節(jié)省成本并且充分利用了 DSP的資源，因而在精度不要求很高的情況下更加適用，因而采用第二種方案。文件格式為“ .h”，編譯過程中自動添加進入工程，無需手動添加。 main（）函數(shù) 在 系統(tǒng)庫初始化后 掌握 控制權(quán)。由于DSP的編譯器的編譯結(jié)果是未定位的， DSP無法 定位執(zhí)行代碼， 同時用戶 設(shè)計的 DSP系統(tǒng)的配置也不盡相同，因此要自己定義代碼的安裝位置。 //清零定時器 0 的計數(shù)器 = 0。 //使能定時器 0中斷，若計數(shù)器遞減到 0 同時 tie 位為 1，定時器發(fā)出中斷請求 } 中斷模塊 F2812的中斷管理共分為外設(shè)級、 PIE級和 CPU級。在 IER （ CPU 中斷使能寄存器）中相應位置 1，且 INTM（全局中斷屏蔽位）為 0的情況下時，CPU會進入中斷。 //使能寫保護 =1。 round++。 F2812 包含有 56 個多 功能引腳，其第一功能是作為通用意義數(shù)字 I/O 口 15 （ GPIO），為了使用通用 I/O，我們需要對 GPIO 進行相應的設(shè)置。與微處理器完全兼容。通過電容電阻的諧振作用實現(xiàn)帯阻作用，通過 358芯片實現(xiàn)放大信號的作用。 16 位 TxCMPR（定時器比較寄存器）。 具體實現(xiàn)語句如下： 22 =0xfd11。它比普通單采樣轉(zhuǎn)換分辨率高是因為自動排序器允許相同通道多次轉(zhuǎn)換，因而可以實現(xiàn)過采樣算法。本次設(shè)計采用的是 24 級聯(lián)順序采樣的模式，則 CONVxx 中共有 4 個位定義是從哪個管腳輸入。 20世紀中科學家發(fā)現(xiàn) 了 DFT的一種快速算法，使 DFT的運算效率提高，推動數(shù)字信號的發(fā)展。//cal()函數(shù)處理數(shù)據(jù)起始位置 (amp。//調(diào)用 256點復數(shù) FFT運算 (amp。 n=sqrt(n)。 （ 5） FFT結(jié)果觀察：用 view—— graph—— time/frequency項觀察，如下圖所示。但是 FFT 分析精度不太高，也只能分析單一輸入頻率，因此有些不完美。 C 語言程序設(shè)計 北京：清華大學出版社， 20xx TAN Language Programing. Beijing: Tsinghua University Publishing House,20xx [7] 森 榮二著，薛培鼎譯。首先是王言章老師，平時雖然很 忙，但是我們一有問題請教王老師的時候，老師很耐心的給我們解釋，包括我們很幼稚的問題。由于之前學習單片機多一些，當我面對 DSP 時，幾乎所有的知識都是新的，在這個過程中，我收獲很大，學到了很多新的知識和技能。 DSP 控制器原理及應用 北京：科學出版社， 20xx NING Gaidi， ZENG Junxiang， LUO Yiping. DSP Controller Principle and :Science Press,20xx 36 [5] 楊章偉 編譯。 最后進行論文的編寫。 29 圖 通過陷波網(wǎng)絡的波形 在通過陷波網(wǎng)絡掃頻信號如圖 ，左邊是經(jīng)過陷波網(wǎng)絡的不是頻率為 3kHz的正弦波，右邊是經(jīng)過陷波網(wǎng)絡的頻率為 3kHz的正弦波，二者的具體數(shù)據(jù)如下： 頻率 幅值 左圖 T=*= F=770Hz 2v*=9v 右圖 T=*= F= 1v*= 30 用示波器觀察，經(jīng)過陷波網(wǎng)絡模塊后其他頻率信號幅值為 *2=，大約是輸入信號 的 倍，約等于 倍，符合增益 Kf= （ 3） 調(diào)理電路：里用示波器觀察，結(jié)果如下圖所示： 圖 通過調(diào)理電路的波形 頻率 幅值 左圖 T=*3= F=667Hz 1v*2=2v 右圖 T=*= F= 1v*= （ 4） AD采樣：用 view—— graph—— time/frequency觀察 31 結(jié)果，如下圖所示。 q=ipcb[i+1]。//位倒序處理 (amp。 圖 蝶形運算符號 第二次分解： 將1(r)X按 r取奇、偶分為 2個 N/4點的序列 ｛ 3141(l) (2l)(l) (2l+1)XX?? l=0,1,? ， N/41； （ 37） ｛ 1 3 / 2 41 3 / 2 4( ) ( ) ( ) 0 , 1 , 14( ) ( ) ( ) 0 , 1 , 124kNkNNX k X k W X k kNNX k X k W X k k? ? ? ??? ?? ? ? ? ??? ? （ 38） 將2(r)X也按 r取奇、偶可分解成 2個長 N/4的子序列 ｛ ? ? ? ?? ? ? ?5262l 2l , , /l 2l +1? ? ??X X l 0 1 N 4XX ， ，； ， 同理得 ｛ 2 5 / 2 62 5 / 2 6( ) ( ) ( ) 0 , 1 , 14( ) ( ) ( ) 0 , 1 , 124kNkNNX k X