【文章內(nèi)容簡介】 位從最低位開始傳輸。數(shù)據(jù)發(fā)送完之后，可以 發(fā)送奇偶校驗(yàn)位。奇偶校驗(yàn)位用于有限差錯檢測，通信雙方在通信時需約定一致的奇偶校驗(yàn)方式。就數(shù)據(jù)傳送而言，奇偶校驗(yàn)位是冗余位，但它表示數(shù)據(jù)的一種性質(zhì)，這種性質(zhì)用于檢錯，雖有限但很容易實(shí)現(xiàn)。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。停止位是 一幀數(shù)據(jù) 的結(jié)束標(biāo)志。在異步 串行通信中，幀 數(shù)據(jù)以圖所示的格式一個一個地傳送。在發(fā)送間隙，即空閑時，通信線路總是處于邏輯 “1”狀態(tài)，每個字符數(shù)據(jù)的傳送均以邏輯 “0”開始。 異步串行通信數(shù)據(jù)格式示意圖如圖 所示。 18 圖 異步串行通信數(shù)據(jù)格式示意圖 數(shù)字信號處理 FIR 數(shù)字濾波器 ? FIR 數(shù)字濾波器理論基礎(chǔ) 為了與硬件實(shí)現(xiàn)相對應(yīng)，數(shù)字濾波器常常用網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)來表示。在數(shù)字濾波器的網(wǎng)絡(luò)表示中，基本單元常有加法器、延遲器、乘常數(shù)器等。 數(shù)字濾波器從實(shí)現(xiàn)方式上可分為 FIR 濾波器和 IIR 濾波器；從功能上可分為低通濾波器、高通濾波器、帶通濾波器、帶阻濾波器等。數(shù)字濾波器的直接形式示意圖如圖 ，圖 所示。 19 1b0b2bMb1z ?1z ?1z ?…1a?2a?La?()xn 1z ?1z ?1z ?…()yn 圖 數(shù)字濾波器直接形式 I 示意圖 1b0b2bMb1z?1z?z?… 1z?…1a2a?Ma?La?()xn ()yn 圖 數(shù)字濾波器直接形式 II 示意圖 FIR 數(shù)字濾波器又稱有限沖激響應(yīng)數(shù)字濾波器，其設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)的主要兩種方法是傅里葉級數(shù)法和頻率采樣法。 基于 DSP 的三維 LED 顯示器 采用的數(shù)字濾波器是基于傅里葉級數(shù)法的 20 FIR 濾波器。頻率響應(yīng) ()jdHe? 給定時，利用傅里葉級數(shù)法進(jìn)行濾波器的設(shè)計(jì)，其具體實(shí)現(xiàn)步驟為： 1. 利用傅里葉變換從 ()jdHe? 得到單位采樣響應(yīng) ()dhn，即 1( ) ( )2 j jnddh n H e e d? ??? ?? ?? ? 公式 2. 以 0n? 為中心將 ()dhn截短為長度為 N 的 ()hn，以 ()hn作為 FIR 濾波器的單位采樣響應(yīng)，它的頻率響應(yīng) ()jHe? 應(yīng)該和 ()jdHe? 接近，且當(dāng)截取長度 N 增大時， ()jHe? 逐漸接近 ()jdHe? ，因此選取合適的長度 N ； 3. 對于截短的 ()hn，可以在時間上右移 ( 1)/2N? 個采樣時間間隔； 4. 由于截?cái)鄷a(chǎn)生吉布斯振蕩，從而使通帶的波動和阻帶的衰減無法減小，為了克服這一缺點(diǎn) ，通常對 ()hn加上以 ( 1) / 2nN?? 點(diǎn)為對稱的窗函數(shù)，又稱窗口法。 ? FIR 數(shù)字濾波器軟件流程圖 開 始設(shè) 計(jì) 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(jìn) 行 擴(kuò) 展確 定 濾 波 器初 始 條 件進(jìn) 行 正 向 濾 波進(jìn) 行 反 向 濾 波反 轉(zhuǎn) 并 刪 除 擴(kuò) 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(yùn)算級是蝶形運(yùn)算單元。以基 2 DIT 為例，每一個蝶形運(yùn)算結(jié)構(gòu)可以完成一次基本的迭代運(yùn)算， 即 11( ) ( ) ( ) rm m m NX k X k X j W???? 公式 11( ) ( ) ( ) rm m m NX j X k X j W???? 公式 式中 ,m表示第 m 列迭代， k, j 為數(shù)據(jù)所在行數(shù)。其 蝶形運(yùn)算如圖 所示，由一次復(fù)乘和兩次復(fù)加組成。 圖 DIT 蝶形運(yùn)算結(jié)構(gòu) 由圖 可以看出，某一列的任何兩個節(jié)點(diǎn) k 和 j 的節(jié)點(diǎn)變量進(jìn)行蝶形運(yùn)算后，得到的結(jié)果為下一列 k、 j 兩節(jié)點(diǎn)的節(jié)點(diǎn)變量，而和其他節(jié)點(diǎn)變量無關(guān)，因而可以采用原位運(yùn)算，即每個蝶形的兩個輸出值仍放回這個蝶形的兩個輸入所在的存儲器中。每列的 N/2 個蝶形運(yùn)算全部完成后，再開始下一列的蝶形運(yùn)算。這樣存儲數(shù)據(jù)只 需 N 個存儲單元， DIF 亦是如此。 ? FFT 算法流圖 以 N=8 點(diǎn)的 FFT運(yùn)算為例，做出它的 DIT和 DIF 運(yùn)算流圖，如圖 和圖 所示。由此運(yùn)算流圖可以找出存儲單元內(nèi)容的變化流程。 22 圖 N=8 DIT 運(yùn)算流圖 圖 N=8 DIF 運(yùn)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(diǎn)的 FFT 變換，然后對信號做頻域 內(nèi)的分析，并計(jì)算獲取三維顯示數(shù)據(jù)。 三維圖形幾何變換 LED 的 三維 圖形 顯示 在圖形做變換時所采用的理論基礎(chǔ)為計(jì)算機(jī)圖形學(xué)的部分理論，以下是關(guān)于三維圖形幾何變換的數(shù)學(xué)理論基礎(chǔ)介紹。 齊次坐標(biāo) 三維空間中的點(diǎn) ( , , )px yz 可用 ( , , )hx hy hz 來表示，稱 ( , , )hx hy hz 為三維空間中點(diǎn) ( , , )px yz 的齊次作標(biāo)表示。三維空間的齊次作標(biāo)表示不是唯一的，齊次 坐標(biāo) ( , , , )hx hy hz h 轉(zhuǎn)為 ( , , ,1)xyz 的過程稱為齊次坐標(biāo)表示的正?；?，稱( , , ,1)p x y z 為 ( , , )px yz 的正?；R次作標(biāo)。 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。伸出右手， 大姆指指向 x 軸的正方向，食指指向 y 軸的正方向，則與手心垂直的中指方向就是 z 軸方向。 設(shè)變換前的點(diǎn) ( , , )px yz ,變換后的點(diǎn) ( , , ,1)p x y z? ? ? ， 則有變換矩陣 T a b c pd e f qTg h i rl m n s????????? 變換公式為： ( , , ,1 ) ( , , ,1 )x y z T x y z? ? ??? 公式 變換矩陣子矩陣的作用： 24 a b cd e fg h i????????：使三維圖形產(chǎn)生局部比例、旋轉(zhuǎn)、錯切等變換； []l m n ：使三維圖形產(chǎn)生平移變換； pqr??????????：使三維圖形產(chǎn)生透視變換； ??s ：使三維圖形產(chǎn)生整體比例變換； 平移變換 把空間點(diǎn) ( , , )Px yz 沿著 ,xyz 三 個 方向分別平移 ,x y zTT T 的變換 公式 為 ： ( , , ) ( , , ,1)x y z x y z T? ? ? ?? 公式 其中 平移變換矩陣 T 1 0 0 00 1 0 00 0 1 01X Y ZTT T T????????? 局部比例變換 設(shè)沿 ,xyz 三軸的比例系數(shù)分別為 ,x y zs s s ，則局部比例變換公式為： ( , , ,1 ) ( , ,