【正文】 此外，我還要感謝我的 父母這么多年來(lái)對(duì)我的養(yǎng)育之恩，他們的付出讓我能夠順利進(jìn)入大學(xué)學(xué)習(xí)。感謝老師給予我學(xué)習(xí)上的輔導(dǎo)和幫助，并不斷地指導(dǎo)和鼓勵(lì)我的畢業(yè)設(shè)計(jì)工作。 首先，我衷心地向我 的畢業(yè)設(shè)計(jì)指導(dǎo)老師彭鐵牛表示最誠(chéng)摯的謝意！指導(dǎo)老師對(duì)論文的研究方向、研究?jī)?nèi)容、學(xué)術(shù)思想方面給予了悉心指導(dǎo)和嚴(yán)格要求。電子科技大學(xué)碩士學(xué)位論文 .3542. [9] Rulph Applications Using C and the TMS320C6x DSK.[翻譯 ] 王華、張 建 .北京：電子工業(yè)出版社， 2020. [] 周霖 .DSP 通信工程技術(shù)應(yīng)用 [M].北京：國(guó)防工業(yè)出版社， 2020. [] 汪安民等 .DSP 應(yīng)用開(kāi)發(fā)使用子程序 [M].北京：人民郵電出版社， 2020.頁(yè) 234 7884. [1] 張雄偉等 .DSP 芯片的原理與開(kāi)發(fā)應(yīng)用 [M].北京：電子工業(yè)出版社，2020. [1] TMS320C54x DSP Reference Set， Volume 2： Mnemonic Instrustion 2020. [1] TMS320C54x User’s Guid . [15] 張雄偉等 . DSP 芯片的原理與開(kāi)發(fā)應(yīng)用 [M].第 3 版 .北京：電子工業(yè)出版社， 2020. [1] 鄭紅等 .DSP 應(yīng)用系統(tǒng)實(shí)例 [M].北京：北京航空航天大學(xué)寫(xiě)出版社，2020. [1] 曾義芳 .DSP 開(kāi)發(fā)應(yīng)用技術(shù) [M].北京：北京航空航空大學(xué)出版社， 2020. [1] ：科學(xué)出版社， 2020. [1] 劉劍科、王艷芬、王勝利基 DSP 的信號(hào)發(fā)生器的設(shè)計(jì)制造， 2020. 畢業(yè)論文設(shè)計(jì)即將完成，我的學(xué)生生涯也要告一段落了。所以在設(shè)計(jì)與 DDS 相關(guān)的頻率合成器時(shí)，正確看待 DDS 的各項(xiàng)誤差，充分考慮各個(gè)器件對(duì)系統(tǒng)誤差的影響，是前期設(shè)計(jì)所需要考慮的因素之一。 其他噪聲源帶來(lái)的誤差 DDS 誤差的來(lái)源，主要是前面闡述的三項(xiàng)，它 們大多數(shù)落在離主頻普很近的地方，所以也是影響最大的而又最難去除的誤差。 DAC 轉(zhuǎn)換誤差產(chǎn)生的誤差 DDS 可以在一定頻率范圍的系統(tǒng) 時(shí)鐘下工作，當(dāng) DDS 系統(tǒng)時(shí)鐘頻率選取較高時(shí)， DAC 轉(zhuǎn)換誤差對(duì) DDS 輸出頻譜的影響也變得較大，這時(shí) DAC 誤差引起的誤差信號(hào)電平會(huì)高于另外兩種主要誤差來(lái)源。幅度量化誤差，也可以認(rèn)為是 DDS 中的 DAC 分辨率不夠引起的誤差。 幅度量化誤差在大多數(shù)情況下，每個(gè)相位對(duì)應(yīng)的幅度值都是一個(gè)無(wú)限小數(shù)，它并不能在 ROM 中準(zhǔn)確地存儲(chǔ)，通常 ROM 表的寬度越大，其存儲(chǔ)的數(shù)值就越接近真實(shí)值。 幅度量化產(chǎn)生的誤差 正弦查詢(xún)表 ROM 每個(gè)單元字長(zhǎng)為 D 位，即正弦信號(hào)幅度用 D 位的二進(jìn)制數(shù)來(lái)表示。如果能夠破壞它的周期性，使得截?cái)嗾`差序列變成隨機(jī)序列，就能夠?qū)⒂幸?guī)律的誤差分量編程隨機(jī)的相位噪聲，從而消除相位截?cái)嗾`差所產(chǎn)生的誤差。這相當(dāng)于周期性地引入了一個(gè)截?cái)嗾`差，最終的影響就是輸出信號(hào)帶有一定的諧波分量，表現(xiàn)在輸出的頻譜上就是會(huì)有誤差信號(hào)存在。因此，通常采用高 W 位來(lái)尋址，舍去低的 B NW 位的相位截?cái)喾椒āＳ晒健?fmin 2N??fc，取較大的 N 值，可以做到極高的頻率分辨率。 斷產(chǎn)生的誤差 在 DDS 技術(shù)中，為了得到一定的頻率分辨率，通常相位控制字的位數(shù)取得很大。 DDS 的數(shù)字化處理技術(shù)體現(xiàn)了頻率分辨率高、輸出相位連續(xù)、頻率轉(zhuǎn)換時(shí)間短、便于可集成等優(yōu)越性能，但同時(shí) DDS的全數(shù)字結(jié)構(gòu)也帶來(lái)了不利的因素，豐富的噪聲隨著主頻率一起輸出，使得降低誤差噪聲設(shè)計(jì)成為一個(gè)系統(tǒng)必須考慮的問(wèn)題。 （ 3）如果有必要，可 以將 ST1 中的 INTM 位清 0，全局使能中斷。 使能定時(shí)器中斷的操作步驟如下 假定 INTM 1 ： （ 1）將 IFR 中的 TINT 位置 1，清除尚未處理完的定時(shí)器中斷。 3 重新加載 TCR 初始化 TDDR，重新啟動(dòng)定時(shí)器。 初始化定時(shí)器可采用如下步驟： 1 將 TCR 中的 TSS 位置 1，停止定時(shí)器。 定時(shí)器可用于產(chǎn)生外設(shè)電路所需的采樣時(shí)鐘信號(hào)。 每次當(dāng)定時(shí)計(jì)數(shù)器減少到 0 時(shí)，會(huì)產(chǎn)生一個(gè)定時(shí)器中斷 TINT ，定時(shí)器中斷 TINT 速度可由如下公式計(jì)算。 PSC 由器件的 CPU 提供時(shí)鐘，每個(gè) CPU時(shí)鐘信號(hào)將 PSC 減少 1。在正常工作情況下，當(dāng) PSC 減計(jì)數(shù)到 0 時(shí)， TDDR 的內(nèi)容加載到 PSC。 TOUT 脈沖信號(hào)的周期等于CLKOUT 的周期。 TIM 由預(yù)定標(biāo)塊提供時(shí)鐘，每個(gè)來(lái)自預(yù)定標(biāo)塊的輸出時(shí)鐘使 TIM 減 1。 在正常情況下，當(dāng) TIM 減計(jì)數(shù)到 0 后， PRD 中的內(nèi)容自動(dòng)地加載到 TIM。定時(shí)器由每個(gè) CPU 時(shí)鐘周期減少 1 的預(yù)定標(biāo)器驅(qū)動(dòng)。 片內(nèi)定時(shí)器由三個(gè)存儲(chǔ)器映射寄存器組成，即定時(shí)器寄存器 TIM 、定時(shí)器周期寄存器 PRD 和定時(shí)器控制寄存器 TCR 。定時(shí)器的最高分辨率為處理器的 CPU 時(shí)鐘速度。 片內(nèi)定時(shí)器設(shè)置程序設(shè)計(jì) 片內(nèi)定時(shí)器是一個(gè)可編程的定時(shí)器，它由三個(gè)寄存器組成，分別為定時(shí)器寄存器 TIM 、定時(shí)器周期寄存器 PRD 和定時(shí)器控制寄存器 TCR ?？筛鶕?jù) DSP HPI 接口的 工作時(shí)序置 HPIENA 引腳為高電平，使能 DSP 進(jìn)入 HPI 工作模式，然后設(shè)置 TMS320VC5402 的 HPIC 寄存器和 HPIA 寄存器，使其工作在能夠配合 8 bit HPI Bootloader 狀態(tài)下。這樣，如果使用了該功能，只需設(shè)定一次 HPIA 即可實(shí)現(xiàn)連續(xù)數(shù)據(jù)塊的寫(xiě)入和讀出，只是在實(shí)現(xiàn)時(shí)，數(shù)據(jù)應(yīng)首先從主機(jī)發(fā)到 HPID 中，然后再根據(jù) HPIA 指定的地址把 HPID中的數(shù)據(jù)再寫(xiě)到片內(nèi) RAM 的地址中。當(dāng)?shù)刂芳拇嫫?HPIA 選擇后，直接向它寫(xiě)數(shù)據(jù)就可以了，但是要注意 MSB 和 LSB 的順序。由于 HPIC 是 16 位寄存器，而 HPI 口總是傳送8 位數(shù)據(jù)寬度，所以用 HOST 向 HPIC 寫(xiě)數(shù)據(jù)時(shí)，需要發(fā)送兩個(gè)一樣的 8 位數(shù)據(jù)。 HPI 通信主要是通過(guò)對(duì) HPIA、 HPIC 和 HPID3 個(gè)寄存器賦值來(lái)實(shí)現(xiàn)的。當(dāng)二者產(chǎn)生沖突時(shí)，主機(jī)具有較高的優(yōu)先權(quán)，而在 TMS320VC5402 插人一個(gè)等周期。 HPI 有兩種工作方式：一種是主機(jī)獨(dú)占模式 HOM ；另一種是主機(jī)和 TMS320VC5402 共享模式 SAM 。該接口在 TMS320VC5402 芯片上，內(nèi)部有數(shù)據(jù)寄存器 HPID ，控制寄存器 HPIC 及地址寄存器 HPIA 。它具有先進(jìn)的多總線結(jié)構(gòu) 三條 16 位數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器總線和一條程序存儲(chǔ)器總線 ；其數(shù)據(jù)／程序?qū)ぶ房臻g為 1 M 16 bit： 內(nèi)置 4 k 16 bitP／ DROM 和 16 k 16 bitDARAM；此外，該 DSP 內(nèi)含兩個(gè)多通道緩沖串行口，一個(gè) 8 位并行與外部處理器通信的 HPI 口， 2 個(gè) 16 位定時(shí)器以及 6 通道 DMA 控制器；具有低功耗，適合電池供電設(shè)備等特點(diǎn)。本系統(tǒng)采取 DSP 的 HPI 口和單片機(jī)的 P0 口相連來(lái)作為數(shù)據(jù)傳輸口從而實(shí)現(xiàn)兩者的交互。而 TMS320VC5402 提供有 HPI接口，可專(zhuān)用于 DSP 和主機(jī)之間的通信，因此 DSP 在通過(guò) HPI 口和主機(jī)通信的過(guò)程中完全沒(méi)有硬件和軟件開(kāi)銷(xiāo)，而是由 DSP 自身的硬件來(lái)協(xié)調(diào)沖突，因從而不會(huì)打斷 DSP 正常程序的運(yùn)行。它們之間的通信接口設(shè)計(jì)是整個(gè)系統(tǒng)的一個(gè)關(guān)鍵。 DSP 和單片機(jī)的主機(jī)接口程序設(shè)計(jì) DSP 部分的程序設(shè)計(jì)是最為復(fù)雜也是最為重要的，是整個(gè)信號(hào)發(fā)生器的核心部分，它涉及到好幾部分的編程工作，首先是 TMS320C5402 與 AT89S51 通過(guò)主機(jī)接口 HPI 進(jìn)行通信的編程，以及 DSP 自己內(nèi)部的初始化、定時(shí)器設(shè)置，還有 DSP和 D/A 轉(zhuǎn)換的編程。因此鍵盤(pán)處理程序的任務(wù)是：確定有無(wú)按鍵按下；判斷哪一個(gè)鍵按下；形成鍵編碼；根據(jù)鍵的功能，轉(zhuǎn)向相應(yīng)的處理程序。 初始化程序完成的具體工作步驟如下： （ 1）設(shè)置 PSW 的 RS0,RS1 均為 0，選擇第一組寄存器作為當(dāng)前工作寄存器； （ 2）設(shè)置堆棧指針 SP 70H； （ 3）調(diào)用 LCD 初始化程序； （ 4）送初值給 DSP 主機(jī)接口； （ 5）轉(zhuǎn)鍵盤(pán)掃描程序； 單片機(jī)系統(tǒng)主監(jiān)控程序設(shè)計(jì)流程圖如下： N Y 圖 主監(jiān)控程序設(shè)計(jì)流程圖 按鍵部分采用行列矩陣鍵盤(pán)連接法，這種接法可以有效地節(jié)省單片機(jī)接口資源。輸入的信號(hào)相關(guān)信息通過(guò)運(yùn)行顯示程序，在LCD 上顯示正確的輸入數(shù)據(jù)和提示字符。 單片機(jī)控制部分程序設(shè)計(jì) 程序開(kāi)始后，運(yùn)行初始化程序，包括初始化單片機(jī)、初始化液晶顯示模塊等。 本系統(tǒng)軟件由主監(jiān)控程序模塊、信號(hào)產(chǎn)生模塊、人機(jī)交互模塊構(gòu)成。 DSP 芯片主要是完成信號(hào)的合成，它與單片機(jī)通過(guò)主機(jī)接口進(jìn)行通信，從單片機(jī)中獲得相應(yīng)的命令進(jìn)行不同的波形合成。根據(jù)這樣的功能和操作方法，程序總體結(jié)構(gòu)采用鍵碼分析作業(yè)調(diào)度模型，即作業(yè) 調(diào)度完全服從操作者的意圖。單片機(jī)屬于控制部分，它要完成系統(tǒng)監(jiān)控功能，系統(tǒng)監(jiān)控程序是控制單片機(jī)按照預(yù)定方式運(yùn)轉(zhuǎn)的程序，是整個(gè)系統(tǒng)的框架。當(dāng)系統(tǒng)上電自檢、初始化后，進(jìn)入信號(hào)輸出的模塊，并且自動(dòng)查詢(xún)按鍵情況，以檢測(cè)用戶(hù)可能的輸入指令，確定程序?qū)⒁獔?zhí)行的功能。一個(gè)模塊可以為多個(gè)程序所享有。 5 信號(hào)發(fā)生器的軟件設(shè)計(jì) 軟件總體設(shè)計(jì) 系統(tǒng)軟件采用模塊化設(shè)計(jì)的方法，它是把一個(gè)功能完整的較大的程序分解為若干個(gè)功能相對(duì)獨(dú)立的較小的程序模塊，對(duì)各個(gè)程序模塊分別進(jìn)行設(shè)計(jì)、編程和調(diào)試，最后把各個(gè)調(diào)試好的程序模塊連成一個(gè)大的程序。 本板采 用雙面走線，所以?xún)擅娴木€應(yīng)該盡量垂直，以防止總線間的電磁干擾。第二種方法簡(jiǎn)單易行，因此在電路設(shè)計(jì)中對(duì)元器件空余的輸入管腳均上拉到了高電平。 數(shù)字集成電路的多余輸入管腳閑置時(shí)處于懸空狀態(tài)，從邏輯觀點(diǎn)來(lái)看，與“ 1”的輸入狀態(tài)的邏輯關(guān)系是一樣的，由于開(kāi)路的輸入端 有很高的輸入阻抗，因此容易受到外部的電磁干擾，所以應(yīng)對(duì)器件的空余輸入管腳采用處理措施以防止干擾?；旌闲盘?hào)電路 PCB 的設(shè)計(jì)很復(fù)雜，元器件的布局、布線以及電源和地線的處理將直接影響到電路性能和電磁兼容性能。對(duì)于電路板上上下兩層的空余面積，采取地網(wǎng)鋪銅的形式，并在空處打幾個(gè)孔使兩 層的地網(wǎng)保持電平一致。良好的接地對(duì)高頻電路來(lái)講甚為重要。地線與電源線加粗，盡量減小地線的阻抗，縮短走線長(zhǎng)度等方法。 圖 5402 和 D/A 的連接 電路設(shè)計(jì)中注意的問(wèn)題 （ 1）電源與接地的處理 印刷板上電路出現(xiàn)電磁干擾的問(wèn)題，通常都是因?yàn)殡娫淳€和地線上的噪聲電壓，它不僅會(huì)造成電路工作不正常，還會(huì)產(chǎn)生較強(qiáng)的電 磁輻射。除了 DSP 和 DAC 芯片外，還需要一片 74AC138 作為電路的地址譯碼器。 采用單緩沖方式時(shí)，始終保持低電平，使 DAC 鎖存器處于直通方式，的上升沿鎖存數(shù)據(jù)，并且刷新 DAC 轉(zhuǎn)換器，更新輸出結(jié)果。 采用雙緩沖方式時(shí)，輸入數(shù)據(jù)在的上升沿寄存于輸入寄存器，的低電平被鎖存至 DAC 鎖存器，并刷新 DAC 轉(zhuǎn)換器，更新輸出。 圖 LCD 與單片機(jī)連接 5402 和 D/A 的連接 D/A 轉(zhuǎn)換器采用 TLV5619，它是基于并行 12 位單電源 D/A 轉(zhuǎn)換器?？赏瓿煽蓤D形顯示，也以 顯示 8 4 個(gè) 16 16）點(diǎn)陣 漢字。 人機(jī)接口部分設(shè)計(jì) 為了節(jié)省硬件資源，使電路變得簡(jiǎn)單，鍵盤(pán)輸入部分采用外接 4 4 個(gè)軟鍵盤(pán)，使用軟件掃描的方式獲得按鍵信息，因?yàn)榘存I需要去除抖動(dòng)，這些都采用軟件編程方式實(shí)現(xiàn)，因原理比較簡(jiǎn)單，在此不再贅述。 該片芯片的電流消耗主要取決于器件的運(yùn)算負(fù)載能力，就是說(shuō)如果器件處于全速運(yùn)行的時(shí)候，那么其電流就達(dá)到該芯片的電流消耗的極大值，當(dāng)處于等待狀態(tài)時(shí)，電流消耗就很小，所以我們?cè)诰幊痰臅r(shí)候盡量讓 CPU 處于等待狀態(tài)或休眠狀態(tài)，以降低功耗。 RC 復(fù)位電路成本低，在一般情況下能夠保證系統(tǒng)的正常復(fù)位，但其功耗大，可靠性差，當(dāng)電源出現(xiàn)瞬態(tài)降落時(shí)，由于 R 的相應(yīng)速較慢，無(wú)法產(chǎn)生符合要求的復(fù)位脈沖，另外電阻和電容受環(huán)境溫度的影響大，給設(shè)計(jì)也帶來(lái)一些麻煩，所以采用性能全、價(jià)格低、可靠性高的集成自動(dòng)監(jiān)控復(fù)位芯片復(fù)位電路。晶振我們一般采用 20M 晶振。電容