【正文】 與此同時(shí)，同學(xué)給我的幫助也很多，使得我在設(shè)計(jì)過程中少走了不少彎路。首先是王言章老師，平時(shí)雖然很 忙，但是我們一有問題請教王老師的時(shí)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(xué)習(xí)單片機(jī)多一些，當(dāng)我面對 DSP 時(shí)，幾乎所有的知識都是新的，在這個(gè)過程中，我收獲很大，學(xué)到了很多新的知識和技能。但是由于 DSP 也是之前一直想選的畢業(yè)設(shè)計(jì)題目，我就抱著挑戰(zhàn)的態(tài)度一直在努力學(xué)習(xí)著。在這三個(gè)月的過程中，我一直累并快樂著。 C 語言程序設(shè)計(jì) 北京：清華大學(xué)出版社， 2020 TAN Language Programing. Beijing: Tsinghua University Publishing House,2020 [7] 森 榮二著，薛培鼎譯。 DSP 控制器原理及應(yīng)用 北京：科學(xué)出版社， 2020 NING Gaidi， ZENG Junxiang， LUO Yiping. DSP Controller Principle and :Science Press,2020 36 [5] 楊章偉 編譯。 TMS320F2812 原理與開發(fā) .，北京：電子工業(yè)出版社， 2020 SU Kuifeng， LV Qiang， GENG Qingfeng， CHEN Shengjian. The principle and development of TMS320F2812. Beijing: Publishing House of Electronics Industry, 2020. [3] 蘇奎峰、呂強(qiáng)、常天慶、張永秀編著。 參考文獻(xiàn) [1] 萬山明編著。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。 最后進(jìn)行論文的編寫。 之后就開始進(jìn)行軟硬件的各種設(shè)計(jì)，編程，學(xué)習(xí) CCS 集成開發(fā)環(huán)境，學(xué)習(xí)建立工程，學(xué)習(xí)利用 DSP 的各部分模塊來實(shí)現(xiàn)畢業(yè)設(shè)計(jì)要求的功能，學(xué)習(xí)設(shè)計(jì)濾波器， DA 以及調(diào)理電路，不斷明確設(shè)計(jì)思路，改進(jìn)設(shè)計(jì)方案，最終敲定一個(gè)相對比較具體又可以實(shí)現(xiàn)的方案，開始進(jìn)一步設(shè)計(jì)。 圖 1kHz正弦波輸入計(jì)算 FFT結(jié)果 圖 DSP計(jì)算 1kHz正弦波 FFT的結(jié)果，由于它的橫坐標(biāo)是時(shí)域，因此橫坐標(biāo)為 *10^（ 4），取倒數(shù)結(jié)果約為 1kHz，縱坐標(biāo)誤差 33 較大。 （ 5） FFT結(jié)果觀察：用 view—— graph—— time/frequency項(xiàng)觀察，如下圖所示。 29 圖 通過陷波網(wǎng)絡(luò)的波形 在通過陷波網(wǎng)絡(luò)掃頻信號如圖 ，左邊是經(jīng)過陷波網(wǎng)絡(luò)的不是頻率為 3kHz的正弦波，右邊是經(jīng)過陷波網(wǎng)絡(luò)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(luò)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。 第 4 章 設(shè)計(jì)結(jié)果 （ 1） 掃頻信號：用示波器觀察，如下圖所示： 圖 掃頻信號 用示波器觀察， DA轉(zhuǎn)換后信號 幅值為 2v*=， 周期為 *3==667Hz 作為輸出信號接后續(xù)電路。 m++。 n=sqrt(n)。 q=ipcb[i+1]。iSampleLong/2。//劈分 256點(diǎn)復(fù)數(shù)結(jié)果 m=0。//調(diào)用 256點(diǎn)復(fù)數(shù) FFT運(yùn)算 (amp。//位倒序處理 (amp。i++) {ipcb[i] = Ad_data[i]。//復(fù)制旋轉(zhuǎn)因子 for(i=0。//cal()函數(shù)處理數(shù)據(jù)起始位置 (amp。 圖 蝶形運(yùn)算符號 第二次分解： 將1(r)X按 r取奇、偶分為 2個(gè) N/4點(diǎn)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(gè)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 k W X k kNNX k X k W X k k? ? ? ??? ?? ? ? ? ??? ? 在 F2812中， TI公司直接提供了用于計(jì)算 FFT的函數(shù)，因此給我們帶來了很大方便，我們只要學(xué)會使用計(jì)算 FFT的如何使用語句即可。 周期性： 22()j m lN j mm lN mNNNNW e e W??? ? ?? ? ? ? （ 32） 對稱性： 2Nm mNNWW? ?? （ 33） 時(shí)域抽取法 F思想： 首先， N點(diǎn)序列 x(n)分為奇序列 x2(n)和偶序列 x1(n)，分別計(jì)算這兩個(gè)序列可求得 x(n)的 FFT。另外，旋轉(zhuǎn)因子 W的周期性、對稱性可以減少不必要的計(jì)算。 20世紀(jì)中科學(xué)家發(fā)現(xiàn) 了 DFT的一種快速算法，使 DFT的運(yùn)算效率提高，推動數(shù)字信號的發(fā)展。 FFT 模塊 DFT（傅里葉變換）用于信號分析處理，它是一種非常重要的變換。例如，若CONVxx 中 的值為 11，則選擇 ADCINB3管腳。例如，若 CONVxx 中的值為 5，則選擇需要進(jìn)行 AD轉(zhuǎn)換信號的輸入管腳為 ADCINA5。本次設(shè)計(jì)采用的是 24 級聯(lián)順序采樣的模式，則 CONVxx 中共有 4 個(gè)位定義是從哪個(gè)管腳輸入。 AD有順序采樣以及同時(shí)采樣兩種工作模式。若只需要一個(gè)通道輸入信號， 16個(gè)通道任意一個(gè)都可選擇。排序器分別有 SEQ1和 SEQ2，也可級聯(lián)為 SEQ。它比普通單采樣轉(zhuǎn)換分辨率高是因?yàn)樽詣优判蚱髟试S相同通道多次轉(zhuǎn)換，因而可以實(shí)現(xiàn)過采樣算法。排序器在級聯(lián)模式下變?yōu)閱? 16 通道。 //遞增模式， x/1分頻，內(nèi)部時(shí)鐘，使能比較，使用自己的周期，立即啟動定時(shí)器計(jì)數(shù) ADC 設(shè)置模塊 ADC（模數(shù)轉(zhuǎn)換器）有 16個(gè) 12位通道，可通過軟件設(shè)置成兩個(gè) 8 通道，或一個(gè) 16 通道，本次設(shè)計(jì)因?yàn)橹恍枰斎胍粋€(gè)通道，所以兩種方式都沒有什么影響。 //給周期寄存器賦值 =1。 具體實(shí)現(xiàn)語句如下： 22 =0xfd11。在外設(shè)中斷未被屏蔽的情況下將產(chǎn)生外設(shè)中斷請求。 定時(shí)器按照寄存器 TxCON 中的 TMODE1， TMODE0 位確定的工作 模式工作分別是停止 /保持模式、連續(xù)增計(jì)數(shù)模式、定向增 /減計(jì)數(shù)模式還是連續(xù)增 /減計(jì)數(shù)模式，較為常用的是第二種和第三種。 16 位 TxCON（定時(shí)器控制寄存器）。 16 位 TxCMPR（定時(shí)器比較寄存器）。 AD 采集模塊 AD采集模塊實(shí)現(xiàn)信號采集需要如下兩個(gè)步驟： (1)利用事件管理器中的定時(shí)器定時(shí)決定采樣頻率； (2)設(shè)置 ADC模塊； 其軟件流程圖如下所示 , 20 圖 信號調(diào)理電路 事件管理器定時(shí)設(shè)置 在 AD采集過程中，利用事件管理器 EV的通用定時(shí)器實(shí)現(xiàn)采樣頻率的確定。 中心頻率 fo=1/2πRC = 18 帶寬 f2f1=2（ 2Kf） = 增益 Kf=1+RF/Rf= Q點(diǎn) Q=1/2(2Kf)= 圖 陷波網(wǎng)絡(luò)模塊電路圖 使用 multsim 中的波特圖 實(shí)現(xiàn)了仿真 ，如圖 所示。 選擇較小電容 也是 為了使電路運(yùn)行更穩(wěn)定 ， 這里取 C= fo=1/2πRC 可得 R的值約為 27K，考慮到實(shí)際連接電路的問題，減少元件的個(gè)數(shù)，取 R1=R2=56K。通過電容電阻的諧振作用實(shí)現(xiàn)帯阻作用，通過 358芯片實(shí)現(xiàn)放大信號的作用。 本有源帶阻濾波器主要通過 雙 T網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)。圖中 Q1 的作用是將電流輸出型信號改為電壓輸出型信號； Q2的作用是由于輸出是反向的電壓，因此此處是起到反相器的作用。 DAC0832 包含有 8 位 DAC 寄存器、 8 位輸入寄存器、 8位 D/A 轉(zhuǎn)換器，它的采樣頻率高達(dá) 5MHz，因而可以實(shí)現(xiàn)對需要采樣率高于 1MHz 的正弦波的采集。