【正文】 ............................................ 7 DSP 與 A/D 轉(zhuǎn)換器的接口 .......................................................................... 7 DSP 與 D/A 轉(zhuǎn)換器的接口 .......................................................................... 9 DSP 存儲(chǔ)器的擴(kuò)展 .......................................................................................... 11 FLASH 的擴(kuò)展 ............................................................................................. 11 SRAM 的擴(kuò)展 ...............................................................................................12 PRAM 的擴(kuò)展 ...............................................................................................13 DSP 系統(tǒng)的外圍電路設(shè)計(jì) ............................................................................14 電源電路的設(shè)計(jì) ........................................................................................14 復(fù)位電路的設(shè)計(jì) ........................................................................................16 時(shí)鐘電路的設(shè)計(jì) ........................................................................................17 JTAG 仿真接口電路的設(shè)計(jì) ..........................................................................19 4 帶阻濾波器的 DSP 實(shí)現(xiàn) ............................................................................................22 FFT/IFFT 算法程序及應(yīng) 用 ..........................................................................22 基于 DSP 的帶阻濾波器設(shè)計(jì) FFT 設(shè)計(jì)方法 .............................................................................................22 FFT 算法的實(shí)現(xiàn) .........................................................................................23 CCS 開(kāi)發(fā)環(huán)境 ...................................................................................................24 帶阻濾波器的軟件設(shè)計(jì) ...............................................................................26 帶阻濾波器的程序流程 ............................................................................26 帶阻濾波器的實(shí)現(xiàn) ....................................................................................28 結(jié)束語(yǔ) ................................................................................................................................30 致謝 .....................................................................................................................................31 參考文獻(xiàn) ............................................................................................................................32 附錄 .....................................................................................................................................33 基于 DSP 的帶阻濾波器設(shè)計(jì) 1 1 緒論 課題背景 目前，各種干擾在各類工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)中均存在，所以儀表及控制系統(tǒng)的可靠性直接影響到現(xiàn)代化工業(yè)生產(chǎn)裝置安全、穩(wěn)定運(yùn)行，系統(tǒng)的抗干擾能力是關(guān)系到整個(gè)系統(tǒng)可靠運(yùn)行的關(guān)鍵。 10 畢業(yè)設(shè)計(jì)完成后，要求提交論文，包括詳細(xì)的設(shè)計(jì)說(shuō)明、圖紙等技術(shù)資料。 2 學(xué)習(xí) DSP 的相關(guān)知識(shí)。 5 設(shè)計(jì)人機(jī)交互接口。當(dāng)被檢測(cè)的信號(hào)比較弱 ，并且 頻率也比較接近 50Hz 時(shí) ，工頻對(duì)被測(cè)信號(hào)的 干擾就越加突出 ， 對(duì)工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)小信號(hào)的提取造成了很大的困難。因此，我們要設(shè)計(jì)數(shù)字濾波器來(lái)濾除此工頻干擾，來(lái)解決它在工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)中造成的困難。使用以串行運(yùn)算為主的通用 DSP芯片實(shí)現(xiàn)要簡(jiǎn)單，它是一種實(shí)時(shí)、快速、適 合于實(shí)現(xiàn)各種數(shù)字信號(hào)處理運(yùn)算的微處理器，借助于通用數(shù)字計(jì)算機(jī)，按濾波器的設(shè)計(jì)算法編出程序進(jìn)行數(shù)字濾波。 數(shù)字信號(hào)處理是利用計(jì)算機(jī)或?qū)Ｓ锰幚碓O(shè)備，以數(shù)值計(jì)算的方法，對(duì)信號(hào)進(jìn)行采集、濾波、增強(qiáng)、壓縮、估值和識(shí)別等加工處理，借以達(dá)到提取信息和便于應(yīng)用的目的， 數(shù)字信號(hào)處理主要是研究有關(guān)數(shù)字濾波技術(shù)、離散變換快速算法和譜分析方法。 (1) 用 MATLAB 中的窗函數(shù)設(shè)計(jì)法來(lái)實(shí)現(xiàn) FIR 帶阻 濾波器：通過(guò)調(diào)用 MATLAB中的窗口函數(shù)，來(lái)截取帶阻濾波器原型，以此來(lái)確定所要設(shè)計(jì)的帶阻濾波器的性能指標(biāo)，其性能指標(biāo) 如 下 ]6[ ： 帶阻濾波器： 下通帶邊緣： ?? ?p ，上通帶邊緣： ?? ?p ， dBAp 1? ； 下阻帶邊緣： ?? ?s ，上阻帶邊緣： ?? ?s ， dBAs 40? 。 圖 21 典型的 DSP 系統(tǒng)框圖 由于 DSP 系統(tǒng)是以數(shù)字信號(hào)處理理論為基礎(chǔ)的，所以其具有數(shù)字信號(hào)處理器的優(yōu)點(diǎn)： ? 接口方便， DSP 系統(tǒng)與其它以數(shù)字技術(shù)為基礎(chǔ)的系統(tǒng)或設(shè)備都是相互兼容的，比模擬系統(tǒng)與這些系統(tǒng)接口要容易的多。雖然 DSP 系統(tǒng)存在這些缺點(diǎn)，但是隨著近兩年來(lái) DSP 技術(shù)突飛猛進(jìn)的發(fā)展，很多問(wèn)題都得到了緩解。該 DSP 芯片具有較快的運(yùn)行速度，并且采用了低功耗的設(shè)計(jì)方式：內(nèi)核電壓為 ， I/O 電壓為 V。首先輸入信號(hào)經(jīng)過(guò)濾波，然后進(jìn)行 A/D 轉(zhuǎn)換將模擬信號(hào)變換成數(shù)字信號(hào)，再由 DSP芯片對(duì)數(shù)字信號(hào)進(jìn)行某種形式的處理，如進(jìn)行一系列的乘法 累加運(yùn)算。 ? 采樣頻率。為了體現(xiàn)它的優(yōu)勢(shì)，其外圍設(shè)備的數(shù)據(jù)處理速度就要滿足 DSP 的要求。 TLV2544 器件除了具有高速模數(shù)轉(zhuǎn)換和多種控制功能外，還具有片內(nèi)模數(shù)多路選擇器，可選擇任意通道模擬電壓作為外部模擬輸入，也可從三個(gè)內(nèi)部自測(cè)試電壓中任選一個(gè)作為輸入。每個(gè) BSP 口可工作在 SPI 方式和 I/O 方式。 GND11SDI2VCC5REFM14INT4REFP15SDO1CSTART10PWDN12SCLK3A16CS16TLV2544A27A38A49FS13TLV2544DSP_BIODSP_XFGNDPortC17C18C19796R18GNDDSP_BDX0DSP_BFSODSP_BCLK0DSP_BDR0 圖 31 TMS320VC5402 與 A/D TLV2544 的接口電路 TLV2544 采用正常的采樣方式，通過(guò)軟件啟動(dòng) A/D 轉(zhuǎn)換， CSTART 和 PWDN 接電源電壓。 所以在 DSP 與 D/A 轉(zhuǎn)換器的接口電路中選擇了 TI 公司的 TLV5608 芯片 。 TLV5608 按 DSP 發(fā)出的控制字進(jìn)行轉(zhuǎn)換，當(dāng)轉(zhuǎn)換結(jié)果產(chǎn)生后 (如 FIFO 堆棧滿 )，發(fā)出 DOUT 信號(hào)通知 DSP 轉(zhuǎn)換結(jié)束。 XPC 是程序計(jì)數(shù)器擴(kuò)展寄存器，映射到數(shù)據(jù)空間的001E 地址，它的值決定頁(yè)號(hào)。因此，本 課題設(shè)計(jì)中采用的FLASH 存儲(chǔ)芯片是 AM29LV400B 芯片。 基于以上所述原因，并且 IS61LV6416 芯片是一種高速數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，其容量為64K16，分別有 16 位地址線和數(shù)據(jù)線，控制線包括片選信號(hào) CE 、寫允許信號(hào) WE 、基于 DSP 的帶阻濾波器設(shè)計(jì) 13 讀選通信號(hào) OE 、高位字節(jié)選通信號(hào) UB 和低位字節(jié)選通信號(hào) LB ，電源電壓為 ，與 C54x 系列外設(shè)電壓相同。 A151A142A133A124A115A1018A919A820A721A624A525A426A327A242A143A044CE6WE17OE41UB40LB39NC22VCC11VCC33GND12GND34I/O07I/O18I/O29I/O310I/O413I/O514I/O615I/O716I/O829I/O930I/O1031I/O1132I/O1235I/O1336I/O1437I/O1538NC23NC28IS61LV6416PRAMD0D2D1D3D4D5D7D6D8D9D10D11D12D13D14D15C24GNDGNDA0A1A2A3A4A6A5A7A8A10A9A11A12A13A14A15DSP_R/WDSP_PSC23GNDGND 圖 35 PRAM IS61LV6416 與 DSP 的連接 DSP 系統(tǒng)的外圍電路設(shè)計(jì) 一個(gè)完整的 DSP 系統(tǒng)通常是由 DSP 芯片和其他相應(yīng)的外圍器件構(gòu)成的。 為內(nèi)核電源 CVDD， 主要為芯片的內(nèi)部邏輯提供電壓，包括 CPU、時(shí)鐘電路 和其他所有的外設(shè)邏輯。時(shí)鐘電路也需要消耗一小部分電流，且這部分電流是恒定的，與 CPU 和外設(shè)的激活程度無(wú)關(guān)。通常情況下開(kāi)關(guān)電源芯片的效率可以達(dá)到 90%以上，但開(kāi)關(guān)電源所產(chǎn)生的紋波電壓較高，且開(kāi)關(guān)振蕩頻率在幾千赫茲到幾百千赫茲的范圍，易對(duì)系統(tǒng)產(chǎn)生干擾。為了解決這種問(wèn)題，除了在軟件設(shè)計(jì)中加入一些保護(hù)措施外，硬件設(shè)計(jì)也必須做出相應(yīng)的處理。引腳 6 為系統(tǒng)提供的監(jiān)視信號(hào)，來(lái)自 DSP 芯片的輸出端 TOUT0，是一個(gè)通過(guò)程序產(chǎn)生的周期不小于 10Hz 的脈沖信號(hào)。另一種方法是利用 DSP 芯片內(nèi)部的振基于 DSP 的帶阻濾波器設(shè)計(jì) 18 蕩器構(gòu)成時(shí)鐘電路， 也就是在 X1 和 X2/CLKIN 引腳 之間接入一個(gè)晶體來(lái)啟動(dòng) DSP芯片 內(nèi)部振蕩器，如圖 38 所示。要改變鎖相環(huán) PLL 的倍率，必須先把時(shí)鐘模式從 PLL 模式切換到 DIV 模式，然后再切換到新的倍率的 PLL 模式，不允許從一種 PLL 倍率直接切換到另一種 PLL 倍率。所謂引腳的配置，是將相應(yīng)的引腳按照正確的邏輯狀態(tài)進(jìn)行設(shè)置，即用 10K 電阻上拉到高電位，使引腳置為邏輯 1；或?qū)⒁_直接接地，置為邏輯 0。 并且上一章已經(jīng)介紹了實(shí)現(xiàn)帶阻濾波器的 DSP 系統(tǒng)的硬件電路設(shè)計(jì)，進(jìn)而這一章我們來(lái)介紹實(shí)現(xiàn)帶阻濾波器的 CCS 軟件設(shè)計(jì)。 FFT 算法將長(zhǎng)序列的 DFT分解為短序列的DFT，比如 N點(diǎn)的 DFT先分解為 2個(gè) N/2點(diǎn)的 DFT，每個(gè) N/2點(diǎn)的 DFT又分解為 N/4點(diǎn)的DFT，如此這般下去就可以了。不同基的