【正文】 able_s,*AR5+ STM d_coef_s,AR3 STM d_xs,AR2 STM c_l_s,AR4 ST 7FFFh,c_l_s SQUR *AR2+,A ST A,*AR2 ||LD *AR4,B MASR *AR2+,*AR3+,B,A MPYA A STH A,*AR2 MASR *AR2,*AR3+,B,A MPYA *AR2+ ST B,*AR2 ||LD *AR4,B MASR *AR2,*AR3+,B,A MPYA *AR2+ ST B,*AR2 ||LD *AR4,B MASR *AR2,*AR3+,B,A MPYA d_xs STH B,d_sinx RET cosx: .def d_xc,d_cosx d_coef_c .usect coef_c,4 .data table_c .word 0249h .word 0444h .word 0aabh .word 4000h d_xc .usect cos_vars,1 d_squr_xc .usect cos_vars,1 d_temp_c .usect cos_vars,1 d_cosx .usect cos_vars,1 c_l_c .usect cos_vars,1 .text SSBX FRCT STM d_coef_c,AR5 RPT 3 MVPD table_c,*AR5+ STM d_coef_c,AR3 STM d_xc,AR2 STM c_l_c,AR4 ST 7FFFh,c_l_c SQUR *AR2+,A ST A,*AR2 ||LD *AR4,B MASR *AR2+,*AR3+,B,A MPYA A STH A,*AR2 MASR *AR2,*AR3+,B,A MPYA *AR2+ ST B,*AR2 ||LD *AR4,B MASR *AR2,*AR3+,B,A SFTA A,1,A NEG A MPYA *AR2+ MAR *AR2+ RETD ADD *AR4,16,B STH B,*AR2 RET .end MEMORY { PAGE 0: EPROM: =0E000h, len=1000h VECS: =0FF80h, len=0080h PAGE 1: SPRAM: =0060h, len=0020h DARAM1: =0080h, len=0010h DARAM2: =0090h, len=0010h DARAM3: =0200h, len=0200h } SECTIONS { .text :EPROM PAGE 0 .data :EPROM PAGE 0 STACK :SPRAM PAGE 1 sin_vars :DARAM1 PAGE 1 coef_s :DARAM1 PAGE 1 cos_vars :DARAM2 PAGE 1 coef_c :DARAM2 PAGE 1 sin_x : align(512){ } DARAM3 PAGE 1 .vectors :VECS PAGE 0 } .title .ref _c_int00 .sect .vectors B _c_int00 .end 五、總結(jié) 本次課程設(shè)計中遇到一些課堂中從未有過的問題，通過網(wǎng)絡(luò)查找和同學(xué)交流，大大促進(jìn)了設(shè)計進(jìn)程。sin(theta)=x(1x^2/2*3(1x^2/4*5(1x^2/6*7(1x^2/8*9)))) 。 正弦信號發(fā)生器程序清單 。 圖 主程序流程圖 在程序中，應(yīng)在第 N1 個脈沖周期里計算占空比，并在第 N 個脈沖周期里輸出波形，這就 要求在設(shè)計時要在一個脈沖周期內(nèi)完成計算，如果選用 20MHz 的晶振，那么，在一倍頻下，執(zhí)行一條執(zhí)行只需 50ns，若輸出 400Hz 的正弦波，即每一個周期（即 ）要輸出200 個脈沖，這樣，也就是說，一個脈沖需要 s（相當(dāng)于 12500/50=250 條指令）。所謂獨立式，就是將每一個獨立鍵按一對一地直接接到 I/O 輸入線上，而在讀鍵值時，直接讀 I/O 口，每一個鍵的狀態(tài)通過讀入鍵值的一位（二進(jìn)制位）來反應(yīng)，所以這種方式也稱為一維直讀方式，這種方式的查鍵軟件比較簡單，但占用 I/O 線較多，一般在鍵的數(shù)量較少時采用，不過，由于 DSP 芯片有足夠的 I/O 接口可供使用，因而可大大方便設(shè)計，設(shè)計時可以充分利用這一特點來連接硬件，至于按鍵的削 抖動措施，則可在軟件中完成。 人機(jī)接口部分 驅(qū)動器設(shè)計 位驅(qū)動器電路由兩片集成電路組成，即由位驅(qū)動的 CMOS 芯片和將 TTL 電平轉(zhuǎn)換成 CMOS 電平的電平轉(zhuǎn)換芯片組成，電平轉(zhuǎn)換芯片可以和輸出通道的電平轉(zhuǎn)換芯片共用一片 74HCT244（本部分使用4 路，輸出通道使用 3 路），其主要作用是對 DSP 輸出的 TTLDSP 的 PWN 輸出 輸出 緩沖 電路 電平轉(zhuǎn)換電路 低通 濾波 電路 減法 電路 電平與 5V CMOS 電平進(jìn)行匹配，從而帶動具有 CMOS 電平的位驅(qū)動器，根據(jù)動態(tài)掃描顯示的要求，位驅(qū)動器需要選用每路輸出吸收電流都要大于 200mA 的芯片，因此，本設(shè)計選用了 TI 公司的 74LS06來做 LED 的大電流驅(qū)動器件。 AD624 是高精度低噪聲儀用放大器，若外接一只增益電阻，即可得到 11000 之間的任意增益值，其誤差小于 1%。 系統(tǒng)中的減法 電路的主要作用是把 010V 直流脈動信號的轉(zhuǎn)換成 5～ +5V 的正弦交流信號，并使其電壓增益為 1。這一部分電路由兩個芯片組成。 微輸出 D/A 通道部分 本系統(tǒng)的輸出通道部分主要負(fù)責(zé)實現(xiàn)波形的輸出，此通道的入口為 TMS320LF2407 的 PWM8 口，可輸出 SPWM 等幅脈沖波形，出口為系統(tǒng)的輸出端，這樣，經(jīng)過一系列的中間環(huán)節(jié)，便可將 PWM 脈沖波轉(zhuǎn)化為交流正弦波形，從而實現(xiàn)正弦波的輸出，其原理框圖如圖 所示。 SPWM 波形的產(chǎn)生和輸出就是由這一部分完成的，它由兩個完 全相同的模塊（ EVA 和 EVB）組成，每個模塊都含有 2 個通用定時器、 3 個比較器、 6 至 8 個 PWM 發(fā)生器、 3 個捕獲單元和 2個正交脈沖編碼電路（ QEP）。 )))((( 87165143121 !8!6!4!21)c os (22228642?????????????xxxxxxxxx DSP 微控制器 TMS320LF 2407 PGE 段驅(qū)動器 2*SN74LS07 四位 LED 位驅(qū)動器 74LS07 緩沖及電平轉(zhuǎn)換電路 輸出三相 正弦波 獨立式四 鍵功能鍵 盤 有源濾波 電路 減法電路 放大電路 AD624 電源（自帶復(fù)位功能） Clock Circuit 圖 基于 DSP的信號發(fā)生器系統(tǒng)框圖 控制器 部分 本系統(tǒng)采用 TI 公司的 TMS320LF2407 DSP 處理器 ，該器件具有外設(shè)集成度高，程序存儲器容量大， A/D 轉(zhuǎn)換精度高，運算速度高，I/O 口資源豐富等特點，芯片內(nèi)部集成有 32KB 的 FLASH程序存儲器、2KB 的數(shù)據(jù) /程序 RAM，兩個事件管理器模塊（ EVE 和 EVB）、 16 通道 A/D 轉(zhuǎn)換器、看門狗定時器模塊、 16 位的串行外設(shè)接口（ SPI）模塊、 40 個可單獨編程或復(fù)用的通用輸入輸出引腳（ GPIO）以及 5 個外部中斷和系統(tǒng)監(jiān)視模塊。 產(chǎn)生正弦波的算法正弦函數(shù)和余弦函數(shù)可以展開成泰勒級數(shù)，其表達(dá)式： 取泰勒級數(shù)的前 5 項，得近似計算式： ??????? !9!7!5!3)s i n( 9753 xxxxxx??????? !8!6!4!21)c os ( 8642 xxxxx))))(((( 981761541321 !9!7!5!3)s i n(22229753??????????????xxxxxxxxxxx 遞推公式： sin(nx) = 2cos(x)sin[(n1)x]sin[(n2)x] cos(nx) = 2cos(x)sin[(n1)x]cos[(n2)x] 由遞推公式可以看出，在計算正弦和余弦值時 ,需要已知 cos(x)、sin(n1)x、 sin(n2)x 和 cos(n2)x。 泰勒級數(shù)展開法是根據(jù)泰勒展開式進(jìn)行計算來實現(xiàn)正弦信號，它能精確地計算出一個角度的正弦和余弦值，且只需要較小的存儲空間。 通常有兩種方法可以產(chǎn)生正弦波，分別為查表法和泰勒級數(shù)展開法。 ，得到其濾波前后波形變化圖； ，得到其濾波前后頻譜變化圖。 抗混疊 濾波器 A/D 數(shù)字信號處理器 D/A 低通濾波器 x(n) y(n) x(t) y(t) 二、系統(tǒng)設(shè)計 總體方案 DSP 的特點，本設(shè)計采用 TMS320C54X 系列的 DSP 作為正弦信號發(fā)生器的核心控制芯片。近來新興的一些學(xué)科，如人工智能、模式識別、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等，都與數(shù)字信號處理密不可分。 圖 數(shù)字信號處理系統(tǒng)簡化框圖 數(shù)字信號處理是以眾多學(xué)科為理論基礎(chǔ)的，它所涉及的范圍極其廣泛。數(shù)字信號處理器對 x(n)進(jìn)行處理，得到輸出數(shù)字信號 y(n),經(jīng) D/A 轉(zhuǎn)換器變成模擬信號。其中抗混疊濾波器的作用是將輸入信號 x(t)中高于折疊頻率的分量濾除，以防止信號頻譜的混疊。 圖一是數(shù)字信號處理系統(tǒng)的簡化框圖。數(shù)字信號 處理是一種通過使用數(shù)學(xué)技巧執(zhí)行轉(zhuǎn)換或提取信息，來處理現(xiàn)實信號的方法，這些信號由數(shù)字序列表示。 目錄 一、概述 ............................................... 3 二、系統(tǒng)設(shè)計 ........................................... 4 總體方案 ............................................ 4 正弦波信號發(fā)生器 .................................... 4 三、 硬件設(shè)計 ........................................... 5 硬件 組成 部分 ................................