【正文】 1 所示： 圖 ３ 1 89C51 引腳配置 VCC：供電電壓。 。 。 UART 通道 。 個 16 位定時器 /計數(shù)器 。 8 位內(nèi)部 RAM。 0 Hz~24 Hz。 10 年 。 2 KB 可編程閃速存儲器 。功能強大的 89C51 單片機可為您提供許多高性價比的應(yīng)用場合，可靈活應(yīng)用于各種控制領(lǐng)域 167。 89C51 芯片的描述 89C51 是一種帶 4K 字節(jié)閃爍可編程可擦除只讀存儲器（ FPEROM— Falsh Programmable and Erasable Read Only Memory）的低電壓，高性能 CMOS8位微處理器，俗稱單片機。不過對用戶而言 ,該過程是透明的。數(shù)據(jù)寄存器 HPID,嚴格說應(yīng)該叫做數(shù)據(jù)緩 沖寄存器 ,因為最終數(shù)據(jù)是要寫到片內(nèi) RAM 的。另外 ,HPIA 具有自動增長的功能 ,在每寫入一個數(shù)據(jù)前和每寫入一個數(shù)據(jù)后 ,HPIA 會自動加 1。在使用上 ,由于 HPIC 是 16 位寄存器 ,而 HPI8 是 8 位的數(shù)據(jù)寬度 ,所以在 HOST 向 HPIC 寫數(shù)據(jù)時 ,需要發(fā)送兩個一樣的 8 位數(shù)據(jù)。 HPIA是地址寄存器 ,HPIC 是控制寄存器 ,而 HPID 是數(shù)據(jù)寄存器。 TMS320C54x 系列發(fā)展到 TMS320VC5402 的時候 ,其 HPI 已經(jīng)得到了增強 ,被稱為 HPI8。 HPI 有 8 根數(shù)據(jù)線 HD(0～ 7),在 TMS320C54x 與 HOST 傳送數(shù)據(jù)時 ,HPI 能自動將外部接口傳來的連續(xù)數(shù)據(jù)組合成 16 位數(shù)后傳送給 DSP。 TMS320C54x系列 DSP芯片中的 HPI,能夠順序傳送或隨機傳送數(shù)據(jù) ,產(chǎn)生HOST 中斷和 C54x 中斷 ,接口靈活 ,并可通過 DMA 總線訪問片內(nèi) RAM。數(shù)據(jù)寄存器 HPLD，只能被主機訪問。另外 HPIA 具有自動增長的功能，在自動增尋址模式下，一次數(shù)據(jù)讀會使 HPIA 在數(shù)據(jù)讀操作后增加 1，而一個數(shù)據(jù)寫操作會使 HPIA 操作前預(yù)先增加 l。地址寄存器 HPIA，只能被主機直接訪問。控制寄存器 HPIC 既可以被主機直接訪問，又可以被 DSP 片上 CPU 訪問。 VC5402 HPI 口是一個增強的 8 位主機接口，它通過 HPI 控制寄存器 HPIC、地址寄存器 HPIA 和數(shù)據(jù)鎖存器 HPID 來實現(xiàn)與主機之間的通信。 VC5402 是 TI公司推出的一款性價比極高的 16位定點處理器。 HPI 有兩種工作方式：共用尋址方式 (SAM)和僅主機尋址方式 (HOM)。主機是HPI 口的主控者， HPI 口作為一個外設(shè)與主機連接，使主機的訪問操作很方便。在本系統(tǒng)中，我們用用主機接口HPI 把經(jīng)過處理后的結(jié)果傳送給控制芯片 89c51。 主機接口 由前面分析我們知道，由于 DSP 的控制功能不是非常強大 ,在應(yīng)用中往往不得不把 DSP 作為目標系統(tǒng)專門負責(zé)復(fù)雜的運算 ,而另外使用一個主機 (PC機或是單片機 )對整個系統(tǒng)的運行實行控制。第三種傳數(shù)方 式就是通過芯片的 DMA 與串口相連 ,由串口同步事件觸發(fā) DMA 完成數(shù)據(jù)的傳送。每當(dāng)串口接收到一 個字 (新接收的數(shù)據(jù)復(fù)制到 DRR[1,2]寄存器中 )或發(fā)送的字從 DXR 寄存器拷貝到 XSR 寄存器中時 ,都會改變串口控制寄存器 1(SPCR1)中的 RDDY 和串口控制寄存器 2(SPCR2)中的 XRDY 標志位 ,所以 CPU 可以通過不斷查詢的方法知道數(shù)據(jù)是否發(fā)送完畢以及是否接收到新的數(shù)據(jù) ,從而決定下一步操作。串口接收數(shù)據(jù)的過程與發(fā)送基本類似 ,但方向相反且 VC5402 的多通道串口的接收帶三個緩沖器。然后在幀同步 FSX和時鐘 CLKX 的作用下 ,將 XSR 寄存器中的數(shù)據(jù)逐位移到 DX 引腳輸出。由于 MCBSP 內(nèi)帶有一個可編程的采樣和幀同步時鐘產(chǎn)生器 ,所以串口接收、發(fā)送時鐘和幀同步等信號既可由內(nèi)部產(chǎn)生 ,也可以由外部輸入?？删幊痰臅r鐘和幀同步極性。可選的數(shù)據(jù)寬度 : 1 1 24 或 32 位 ?？瑟毩⒕幊痰陌l(fā)送和接收幀同步 。連續(xù)的發(fā)送和接收數(shù)據(jù)流功能 。 VC5402 的 MCBSP 是一種同步串行接口 ,支持多種通信方式和 SPI協(xié)議 ,該串口可以根據(jù)設(shè)計者的不同需求進行配置 ,使用非常靈活。 利用緩沖區(qū)的目的是進行音效的實時處理。它有兩個串行口，在本設(shè)計中我們只用其中一個，我們用并行帶緩沖器多通道同步串行口 MCBSP0作為從聲卡到 DSP芯片的數(shù)據(jù)傳輸通道。 串行口 MCBSP DSP 芯片在系統(tǒng)設(shè)計中作為數(shù) 據(jù)處理器。 本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 12 實時控制系統(tǒng)中，當(dāng)編寫循環(huán)時間要求苛刻的程序時，不允許中斷干涉，此時，可以通過查詢此引腳的方式控制程序的流向，以避免中斷引起的失控現(xiàn)象。編程時，根據(jù)程序的要求通過此引腳的置位 (1)或清零 (o)，可以控制外設(shè)的工作。 I／ O 端口引腳： 2 個軟件可編程控制的通用 I／ O 引腳。 HR／ W(18 腳 )：主機向 HPI 讀寫信號。 HINT／ TOUTl(51 腳 )： HPI 向主機申請中斷信號。主機通過這兩個引腳信號的不同組合選擇通訊控制內(nèi)容。判斷主機送來的是第一還是第二個字節(jié)。如果主機的地址和數(shù)據(jù)總線復(fù)用，則此引腳連接到主機的地址鎖存端，它的下降沿鎖存 字節(jié)識別和主機控制信號，若主機地址與數(shù)據(jù)線分開，則此引腳高電平。作為 HPI 的使能輸入端，每次尋址期間必須為地電平。 BDX0(59 腳 )/BDXl(60 腳 )：串口 0/1 的串行數(shù)據(jù)發(fā)射輸出，不發(fā)送信號時為高阻。 BCLKX0(41 腳 )/BCLKXl(42 腳 )：串口 0/1 的同步時鐘信號。 本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 11 BFSR0(43 腳 )/BFSRl(44 腳 )：串口 0/1 的同步接收信號。 INT0(64 腳 )、 INT1(65 腳 )、 INT2(66 腳 )、 INT3(67 腳 )：可屏蔽外部中斷。 6．外部中斷引腳：一個不可屏蔽中斷， 4 個可屏蔽中斷。 5．?dāng)?shù)據(jù)引腳： 16 個數(shù)據(jù)引腳可并行傳輸 16 位數(shù)據(jù)。 4．地址引腳： 20 個地址引腳可尋址 1 M 字的外部程序空間、 64 K 字外部數(shù)據(jù)空間、 64 K 字的片外 I／ O 空間。 MP／ MC(32 腳 )： DSP 工作方式選擇信號。 lAQ(29 腳 )：中斷請求信號。 HOLDA(23 腳 )：響應(yīng)控制存儲器請求信號。 R／ W(23 腳 )：讀／寫信號。 IS(22 腳 )： I／ O 設(shè)備選擇信號。 PS(20 腳 )：外部程序存儲器片選信號。 DS(21 腳 )：外部數(shù)據(jù)存儲器片選信號。 MSTRB(24 腳 )：外部數(shù)據(jù)存儲器選通信號。 本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 10 3．控制引腳：提供控制信號，有些引腳是功能復(fù)用引腳。 X2/CLKIN(97 腳 )：接外部晶體振蕩器的另一個引腳。 2．時鐘 引腳：時鐘發(fā)生器由內(nèi)部振蕩器和鎖相環(huán) PLL 電路構(gòu)成，可以有兩種方式提供參考時鐘輸入。 DVDD ( 3 5 ? 11 130 腳 )，電壓為 + V。 本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 9 圖２ — １ C5402 引腳圖 1．電源引腳：電源電壓分為兩種，提供 CPU 核使用的核電壓 CVDD 、提供片上外設(shè)使用的 I/O 電壓 DVDD 。本書以 TMS320VC5402PGE 為例介紹主要引腳的名稱和功能。 C54x 的引腳功能 介紹 C54x 的硬件結(jié)構(gòu)，熟悉并掌握所用器件的硬件結(jié)構(gòu)及特性是應(yīng)用設(shè)計的基礎(chǔ)。 仿真：符合 邊界掃描邏輯標準的片內(nèi)掃描仿真邏輯接口。 電源：低功耗 ,工作電 源有 和 (內(nèi)核 ),用節(jié)電模式的 IDLEIDLE2 及 IDLE3 指令做功率控制 ,可禁止 CLKOUT 信號。 指令集：支持單 指令循環(huán)和塊循環(huán) ,存儲塊移動指令提供了高效的程序和數(shù)據(jù)存儲器管理 ,支持 32bit 長字操作數(shù)指令 ,支持兩個或三個操作數(shù)讀指令 ,支持并行存儲和并行加載的算術(shù)指令、條件存儲指令和中斷快速返回 ,支持定點 DSP C 語言編譯器。數(shù)據(jù)總線具有總線保持特性 】【 7 。指數(shù)編碼器在一個周期里計算一個40bit 累加器的指數(shù)值 。連接一個 40bit的專用加法器 ,可用來 進行非流水單周期乘 /加 (MAC)運算 。 CPU 增強的多總線結(jié)構(gòu) ,三條獨立的 16bit 數(shù)據(jù)存儲器總線和一條程序存儲器總線 。 167。許多 DSP 芯片內(nèi)部都采用多總線結(jié)構(gòu)，這樣保證在一個機器周期內(nèi)可以多次訪問程序空間和數(shù)據(jù)空間。 DSP 芯片普遍采用數(shù)據(jù)總線與程序總線分離的哈佛結(jié)構(gòu)或改進的哈佛結(jié)構(gòu)，比傳統(tǒng)處理器的馮 主要技術(shù)指標： 主處理器： TMS320VC5402，主頻 100M DRAM 片內(nèi)： 16K 16 位， 0 等待 片外： 64K 16 位， 15ns ROM 片內(nèi)： BOOT ROM， 4K 16 位 以太網(wǎng) ： 1 通道，兼容 NE2020，最高傳輸速率 10M 擴展 McBSP ：接口電平 ，工作溫度 070℃ 本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 7 第 2章 音頻信號發(fā)生器的硬件描述 167。 在 DSK5402 的系統(tǒng)中主要集成了 DSP、 SRAM、 UART、以太網(wǎng)、按鍵等，這樣能夠使其應(yīng)用個人數(shù)字助理 、語音處理 (例如 VOIP)、 靜態(tài)圖象 （例如指紋識別）、網(wǎng)絡(luò)安全 、 DSP 語音處理教學(xué)、 TMS320C5000 開發(fā)原型等領(lǐng)域。 167。 （ 8） 提供上電復(fù)位、手動復(fù)位，系統(tǒng)可靠，穩(wěn)定。 （ 6） 外擴微動按鍵。 （ 2） 片上存儲器 DARAM： 16K 16 位 ROM： 4K 16 位 （ 3） 片上外設(shè) MCBPS 同步串口 2 通道 （ 4）外擴 SRAM，基本配置 64K 16 位。 接口也在用到串口、耳機插孔。 167。 （ 5） AIC23B 是高性能立體聲音頻 Codec 芯片，內(nèi)置耳機輸出放大器，內(nèi)部高度集成模數(shù)轉(zhuǎn)換（ ADCs）和數(shù)模轉(zhuǎn)換（ ADCs）部件，支持單通道 MIC 和雙通道 LINE IN 兩種輸入方式（二選一），且對輸入和輸出都具有可編程增益調(diào)節(jié)。 （ 3）單片機 AT89C51 單元：系統(tǒng)的主控制器，控制其它模塊協(xié)調(diào)。 方案系統(tǒng)框圖 方案系統(tǒng)框圖如圖 11 所示 : 本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 4 P C D S P A I C 2 3 B P H O N ER S 2 3 2 M C B S P O 聲 音圖 11 系統(tǒng)框圖 各模塊說明： （ 1） PC 為電腦，是人機交互的載體。 167。這里介紹一種采用 DSP 實現(xiàn)的正弦信號發(fā)生器，其調(diào)幅、調(diào)頻功能均由軟件實現(xiàn)，而且有較好的可擴展性、穩(wěn)定性，與計算機接口方便。該信號發(fā)生器所產(chǎn)生的正弦波波形清晰、穩(wěn)定性好，調(diào)頻、調(diào)幅功能均由軟件實現(xiàn) 】【 12 。并且外圍器件較多，容易出錯。本方案采用可編程邏輯器件以其速度高、規(guī)模大、可編程，以及有強大 EDA 軟件支持等特性，十分適合實現(xiàn) DDS 技術(shù)?？紤]在短時間內(nèi)做出來的困難較大，所以不采用本方案。但一般應(yīng)具備穩(wěn)定性與準確度高，頻率連續(xù)可 調(diào)的特點 】【 1 。 系統(tǒng)方案選擇 信號發(fā)生器是產(chǎn)生各種電信號的設(shè)備，輸出的信號應(yīng)滿足一定的技術(shù)要求，信號的輸出頻率號輸出電平應(yīng)在較寬的范圍可調(diào)并準確定標。 通過本設(shè)計旨在掌握 DSP 芯片的結(jié)構(gòu)、引腳定義，熟悉 CCS5000 開發(fā)環(huán)境；掌握 DDS 信號發(fā)生原 理；掌握定點運算等特殊處理方法；學(xué)會編寫串口控制程序。頻率控制寄存器可以串行或并行的方式裝載并寄存用戶輸入的頻率控制碼；而相位累加器根據(jù)頻率控制碼在每個時鐘周期內(nèi)進行相位累加，得到一個相位值；正弦計算器則對該相位值計算數(shù)字化正弦波幅度。 采用直接數(shù)字合成（ DDS）技術(shù)，在 DSP 上建立一個信號發(fā)生器，可產(chǎn)生指定頻率的正弦波、方波等信號。該芯片在單片內(nèi)包括了輸入鎖存和高穩(wěn)定的電壓參考源。 D/A 由于信號發(fā)生器的精度要求高，數(shù)模轉(zhuǎn)換部分采用了 AD767。它采用修正的增強型哈佛結(jié)構(gòu)，程序和數(shù)據(jù) 分開存放，內(nèi)部具有 8 組高度并行總線，一組程序總線、 3 組數(shù)據(jù)總線和 4 組地址總線，從而保證完成并行指令操作。硬件設(shè)計這是一個以 TMS320C5402 為核心 DSP 系統(tǒng)，發(fā)生波形時， DSP 通過接口電路實現(xiàn)對波形參數(shù)的控制，產(chǎn)生高精度的正弦波，經(jīng)模數(shù)轉(zhuǎn)換后輸出 。 課題以易于集成、功耗低、體積小、重量輕、可靠性高，且易于程控，使用相當(dāng)靈活為基本指導(dǎo)思想。目前，單片機系統(tǒng)以價格低廉、開發(fā)環(huán)境完備、開發(fā)工具齊全、應(yīng)用資料眾多、功能強大且程序易于移植等優(yōu)點而得到廣泛應(yīng)用。 信號與信號處理是信息科學(xué)中近十幾年來發(fā)展最為迅速的學(xué)科之一。雖然不能說這個世界已經(jīng)是一個數(shù)字化的世界，因為這個世界本身主要還是由模擬的信息組成的，但