【正文】 ........ 5 控制器 部分 .......................................... 6 人機(jī)接口部分 ........................................ 7 四、 軟件設(shè)計(jì) ........................................... 8 流程圖 ............................................. 8 正弦信號(hào)發(fā)生器程序清單 .............................. 9 五、 總結(jié) .............................................. 14 參考文獻(xiàn) .............................................. 14 一、概述 數(shù)字信號(hào) 處理 (Digital Signal Processing，簡稱 DSP)是一門涉及許多學(xué)科而又廣泛應(yīng)用于許多領(lǐng)域的新興學(xué)科。正弦信號(hào)發(fā)生器是信號(hào)中最常見的一種，它能輸出一個(gè)幅度可調(diào)、頻率可調(diào)的正弦信號(hào)，在這些信號(hào)發(fā)生器中，又以低頻正弦信號(hào)發(fā)生器最為常用，在科學(xué)研究及生產(chǎn)實(shí)踐中均有著廣泛應(yīng)用?；?DSP 的信號(hào)發(fā)生器設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)題目： 正弦信號(hào)發(fā)生器 專業(yè)班級(jí) 學(xué) 號(hào) 學(xué)生姓名 指導(dǎo)教師 摘要 正弦信號(hào)發(fā)生器是信號(hào)中最常見的一種，它能輸出一個(gè)幅度可調(diào)、頻率可調(diào)的正弦信號(hào)，在這些信號(hào)發(fā)生器中，又以低頻正弦信號(hào)發(fā)生器最為常用，在科學(xué)研究及生產(chǎn)實(shí)踐中均有著廣泛應(yīng)用。 目前，常用的信號(hào)發(fā)生器絕大部分是由模擬電路構(gòu)成 的，當(dāng)這種模擬信號(hào)發(fā)生器用于低頻信號(hào)輸出往往需要的 RC 值很大，這樣不但參數(shù)準(zhǔn)確度難以保證，而且體積大和功耗都很大，而由數(shù)字電路構(gòu)成的低頻信號(hào)發(fā)生器，雖然其低頻性能好但體積較大，價(jià)格較貴，而本文借助 DSP 運(yùn)算速度高，系統(tǒng)集成度強(qiáng)的優(yōu)勢設(shè)計(jì)的這種信號(hào)發(fā)生器，比以前的數(shù)字式信號(hào)發(fā)生器具有速度更快，且實(shí)現(xiàn)更加簡便。 目前，常用的信號(hào)發(fā)生器絕大部分是 由模擬電路構(gòu)成的，當(dāng)這種模擬信號(hào)發(fā)生器用于低頻信號(hào)輸出往往需要的 RC 值很大，這樣不但參數(shù)準(zhǔn)確度難以保證，而且體積大和功耗都很大，而由數(shù)字電路構(gòu)成的低頻信號(hào)發(fā)生器，雖然其低頻性能好但體積較大，價(jià)格較貴，而本文借助 DSP 運(yùn)算速度高，系統(tǒng)集成度強(qiáng)的優(yōu)勢設(shè)計(jì)的這種信號(hào)發(fā)生器，比以前的數(shù)字式信號(hào)發(fā)生器具有速度更快，且實(shí)現(xiàn)更加簡便。 20 世紀(jì) 60 年代以來，隨著計(jì)算機(jī)和信息技術(shù)的飛速發(fā)展， 數(shù)字信號(hào)處理 技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生并得到迅速的發(fā)展。在過去的二十多年時(shí)間里，信號(hào)處理已經(jīng)在通信等領(lǐng)域得到極為廣泛的應(yīng)用。此系統(tǒng)先將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，經(jīng)數(shù)字信號(hào)處理后，再轉(zhuǎn)換成模擬信號(hào)輸出。隨后，信號(hào)經(jīng)采樣和 A/D 轉(zhuǎn)換后，變成數(shù)字信號(hào) x(n)。此信號(hào)經(jīng)低 通濾波器，濾除不需要的高頻分量，最后輸出平滑的模擬信號(hào) y(t)。例如，在數(shù)學(xué)領(lǐng)域，微積分、概率統(tǒng)計(jì)、隨機(jī)過程、數(shù)值分析等都是數(shù)字信號(hào)處理的基本工具，與網(wǎng)絡(luò)理論、信號(hào)與系統(tǒng)、控制論、通信理論、故障診斷等也密切相關(guān)?？梢哉f，數(shù)字信號(hào)處理是把許多經(jīng)典的理論體系作為自己的 理論基礎(chǔ)，同時(shí)又使自己成為一系列新興學(xué)科的理論基礎(chǔ)。 。 正弦波信號(hào)發(fā)生器 正弦波信號(hào)發(fā)生器已被廣泛地應(yīng)用于通信、儀器儀表和工業(yè)控制等領(lǐng)域的信號(hào)處理系統(tǒng)中。 查表法是通過查 表的方式來實(shí)現(xiàn)正弦波，主要用于對(duì)精度要求不很高的場合。 本次主要用泰勒級(jí)數(shù)展開法來實(shí)現(xiàn)正弦波信號(hào)。 三、硬件設(shè)計(jì) 硬件 組成部分 基于 DSP 的信號(hào)發(fā)生器的硬件結(jié)構(gòu)圖如圖 所示，它主要由 DSP 主控制器，輸出 D/A 通道和人機(jī)界面等幾個(gè)主要部分組成。 TMS320LF2407 芯片中的事件管理模塊（ EV）是一個(gè)非常重要的組成部分。由于 TMS320LF2407 有 544 字的雙口RAM（ DARAM）和 2K 字的單口 RAM（ SARAM）；而本系統(tǒng)的程序僅有幾 KB，且所用 RAM 也不多，因此不用考慮存儲(chǔ)器的擴(kuò)展問題，而對(duì)于 TMS320LF2407 的 I/O 擴(kuò)展問題，由于 TMS320LF2407 器件有多達(dá) 40 個(gè)通用、雙向的數(shù)字 I/O（ GPIO）引腳，且其中大多數(shù)的基本功能和一般 I/O 復(fù)用的引腳，而實(shí)際上，本 系統(tǒng)只需要 17 路 I/O 信號(hào)，這樣，就可以為系統(tǒng)剩余 50%多的 I/O 資源，因此可以說，該方案既不算浪費(fèi)系統(tǒng)資源，也為系統(tǒng)今后的升級(jí)留有余地。 圖 輸出通道 的原理結(jié)構(gòu) 圖 中的緩沖電路的作用是對(duì) PWM口輸出的數(shù)字量進(jìn)行緩沖，并將電壓拉高到 5V 左右，以供后級(jí)模擬電路濾波使用。一片用三態(tài)緩沖器，由于 PWM 口的輸出為 V 的 TTL 電平，這樣，在設(shè)計(jì)時(shí)就應(yīng)當(dāng)選用輸入具有 5V 的 TTL 輸入， CMOS 輸出電平的轉(zhuǎn)換芯片（如 TI 公司的 74HCT04）；另一片則可選用 TOSHIBA 公司出品的光電耦合器 6N137；輸出端連接的 5V 精密穩(wěn)壓電源可選用 BURRBROWN 公司生產(chǎn)的 REF02 型精密穩(wěn)壓電源，以輸出標(biāo)準(zhǔn)的 5V 電壓。設(shè)計(jì)使可利用差分式電路來實(shí)現(xiàn)其功能，為了簡化電路，可以選用較為常用的 AD 公司的 AD524，并將 AD524 接成電壓跟隨器的形式，同時(shí)適當(dāng)?shù)倪x取電阻以滿足要求，此外，為了使產(chǎn)生的正弦波信號(hào)具有 25mA 的驅(qū)動(dòng)能力，可選用 AD624 來構(gòu)成末級(jí)的信號(hào)放大電路。由于 AD624 的建立時(shí)間只有 15μ s，所以它非常適宜在 高速數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)中使用。 鍵盤設(shè)計(jì) 本系統(tǒng)選用四個(gè)獨(dú)立式按鍵，分別接入 PF3PF6 口，并使用四個(gè)220Ω 上拉電阻接 VCC。 四、軟件設(shè)計(jì) 流程圖 本系統(tǒng)軟件可以按照模塊化設(shè)計(jì)思想來編寫，包括主程序、常數(shù)計(jì)算程序、占空比計(jì)算程序和相應(yīng)的一些功能子程序，主程序用于調(diào)用各功能子程序、初始化變量、查詢鍵盤、判斷顯示數(shù)據(jù)是否需要刷新、同時(shí)判斷一個(gè)脈沖是否完成發(fā)送等工作，具體方案見圖 所示的流程圖。而執(zhí)行一個(gè)占空比的計(jì)算程序只需要幾十條指令，這種算法從軟件開銷上考慮是可以實(shí)現(xiàn)的。This function generates the sine wave of angle using the Taylor series expansion 。cos(theta)=1x^2/2*3(1x^2/4*5(1x^2/6*7(1x^2/8*9))) 。并在過程中進(jìn)一步提高自身的創(chuàng)作、創(chuàng)新水平，扎實(shí)基礎(chǔ)，擴(kuò)展所學(xué)。在理論課的基礎(chǔ)上進(jìn)行實(shí)驗(yàn)實(shí)習(xí)，是對(duì)本門課程的深入學(xué)習(xí)和掌握，在以后的工作學(xué)習(xí) 中，數(shù)字信號(hào)的處理都是采用計(jì)算機(jī)仿真的方法進(jìn)行測試，因此，掌握基于計(jì)算機(jī)的數(shù)字信號(hào)處理方法對(duì)以后的工作和學(xué)習(xí)有很大的幫助。北京：電子工業(yè)出版社 [3] 劉湘濤、江世民 .單片機(jī)原理與應(yīng)用 [M].電子工業(yè)出版社 , 2006. [4] 戴明楨，周建江 .TMS320C54XDSP 結(jié)構(gòu)，原理及應(yīng)運(yùn) [M]北京航空航天出版社 [5] 趙紅怡 .DSP 技術(shù)與應(yīng)用實(shí)例 .西安 :電子工業(yè)出版社 ,2020 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 簡明指導(dǎo)手冊(cè) 1 畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 )總論 概 述 高等院校的畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 )教學(xué)過程是實(shí)現(xiàn)本科培養(yǎng)目標(biāo)及規(guī)格的重要培養(yǎng)階段。 畢業(yè) 設(shè)計(jì) (論文 )的基本概念 （ 1） 畢業(yè)設(shè)計(jì)的內(nèi)涵 畢業(yè)設(shè)計(jì)是高等學(xué)校應(yīng)屆畢業(yè)生，畢業(yè)前接受課題任務(wù)，所進(jìn)行的設(shè)計(jì)過程，并取得其設(shè)計(jì)成果。畢業(yè)論文表明作者在科學(xué)研究工作中取得的新成果或提出的新見解，并表明作者具有的科研能力與學(xué)識(shí)水平。 畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 )的特點(diǎn)與功能 （ 1）畢 業(yè)設(shè)計(jì)的特點(diǎn)與功能 ①畢業(yè)設(shè)計(jì)的特點(diǎn) 高等院校學(xué)生畢業(yè)設(shè)計(jì)具有設(shè)計(jì)內(nèi)容的科學(xué)性、設(shè)計(jì)思想的新穎性、設(shè)計(jì)表述的規(guī)范性、設(shè)計(jì)條件的約束性、設(shè)計(jì)過程的綜合性、設(shè)計(jì)結(jié)果的實(shí)用性等工程設(shè)計(jì)的特點(diǎn)外，還具有畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)的確定首先考慮教學(xué)基本要求、畢業(yè)設(shè)計(jì)時(shí)間的限定性及學(xué)業(yè)的規(guī)定性、畢業(yè)設(shè)計(jì)是在指導(dǎo)教師指導(dǎo)下獨(dú)立完成的等特點(diǎn)。教學(xué)與教育功能 畢業(yè)設(shè)計(jì)教學(xué)過程是高等院校培養(yǎng)計(jì)劃的重要組成部分；是進(jìn)行設(shè)計(jì)科學(xué)教育，強(qiáng)化工程意識(shí)，接受工程基本訓(xùn)練，提高工程實(shí)踐能力的重要培養(yǎng)階段；是培養(yǎng)優(yōu)良的思維 品質(zhì)，進(jìn)行綜合素質(zhì)教育的重要途徑。在畢業(yè)設(shè)計(jì)階段，通過畢業(yè)設(shè)計(jì)教學(xué)與教育功能的實(shí)現(xiàn)，有益于學(xué)生科學(xué)的智能結(jié)構(gòu)的形成及綜合素質(zhì)的全面培養(yǎng)。社會(huì)功能 畢業(yè)設(shè)計(jì)課題來源于實(shí)際，畢業(yè) 設(shè)計(jì)成果直接或間接為經(jīng)濟(jì)建設(shè)服務(wù)，為生產(chǎn)、科研服務(wù)，為社會(huì)服務(wù)，以實(shí)現(xiàn)畢業(yè)設(shè)計(jì)的社會(huì)功能。畢業(yè)論文課題的確定，首先要符合教學(xué)基本要求，同時(shí)也要兼顧科學(xué)研究實(shí)際需要，緊密聯(lián)系實(shí)際。畢業(yè)論文具有時(shí)間的限定性及學(xué)業(yè)的規(guī)定性。畢業(yè)論文是在指導(dǎo)教師指導(dǎo)下獨(dú)立完成的。教學(xué)與教育功能 畢業(yè)論文教學(xué)過程是高等學(xué) 校培養(yǎng)計(jì)劃的重要組成部分，是學(xué)生畢業(yè)前提交的一份具有一定理論與實(shí)際價(jià)值的學(xué)術(shù)論文。通過畢業(yè)論文的教學(xué)過程，培養(yǎng)學(xué)生探求未知、探索真理的科學(xué)精神，以及優(yōu)良的科學(xué)品質(zhì)與科學(xué)素養(yǎng)；培養(yǎng)學(xué)生從事科學(xué)研究的基本能力。 然后， 通過開發(fā)研究的成果應(yīng)用于生產(chǎn)實(shí)際，為社會(huì)服務(wù)。 3 大學(xué) 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）簡明指導(dǎo)手冊(cè) 畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 )教學(xué)各階段流程 表 1 畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 )教學(xué)各階段流程 指導(dǎo)教師上報(bào)課 1教研室 (課程組 )召開會(huì)議進(jìn)行課題審查、論證（要求紀(jì)錄 院系（學(xué)術(shù)委員會(huì)）或邀請(qǐng)校外專家對(duì)教研室上報(bào)課題進(jìn)行評(píng) 對(duì)學(xué)生公布課題，并確保一名學(xué)生做一個(gè)課題（或子課題 院系匯總通過評(píng)審的 課題，并作為教學(xué)執(zhí)行計(jì)劃報(bào)教務(wù) 指導(dǎo)教師指導(dǎo)學(xué)生查閱相關(guān)文獻(xiàn)（包括一定數(shù)量的外文文獻(xiàn) 2 畢業(yè)生就課題撰寫開題報(bào)告，開題報(bào)告包括以下內(nèi)容 、實(shí)驗(yàn)方 （或階段性結(jié)果 開題報(bào)告答辯（各院系制定答辯辦法，報(bào)教務(wù)處備案 中期檢查，院系制定檢查方 檢查形 （含工作進(jìn)展情況、存在問題、下一步計(jì)劃安排等 ，學(xué)生進(jìn)行答 檢查組對(duì)學(xué)生的 工作作出檢查結(jié) ，提出意見或建 終止畢業(yè)設(shè)計(jì)（ 院系向教務(wù)處報(bào)中期檢查工作總 4 畢業(yè)答辯及成績?cè)u(píng)定按 “大學(xué) 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）工作規(guī)范 ”進(jìn) 行 4 大學(xué) 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）簡明指導(dǎo)手冊(cè) 畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 )程序安排表 內(nèi) 容 教研室（課程組）確定指導(dǎo) 調(diào)研、選題，填寫選題審批表；院系畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）領(lǐng)導(dǎo)小組審批選題； 負(fù) 責(zé) 人 以適當(dāng)形式向?qū)W生公布課題、學(xué)生選題（指導(dǎo)教師選題必 以前 2 匯總選題，編制畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文 )教學(xué)執(zhí)行計(jì)劃報(bào)教務(wù)處 第 7 學(xué)期 15周前 院 系 主任、教學(xué)秘書 3 完成畢業(yè)實(shí)習(xí) (畢業(yè)調(diào)研 )報(bào)告及外文翻譯、開題報(bào)告。教務(wù)處隨機(jī)進(jìn) 行進(jìn)行抽查。 完成 第 8學(xué)期 14周 第 教研室（課程組）、院系 6 院系部將畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 )成績 前 院 系 主任 處 學(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 )復(fù)答辯 8 院系組織優(yōu) 秀畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文 )評(píng)選，按教務(wù)處要 第 8 學(xué)期 17周 指 導(dǎo) 教師、院系主任 畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 )按有關(guān)要求存檔 畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 )選題 選題的基本原則 選題是搞好畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 )的前提，對(duì)畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 5 大學(xué) 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）簡明指導(dǎo)手冊(cè) （ 1）課題必須符合本專業(yè)的培養(yǎng)目標(biāo)及教學(xué)基本要求。 課題的確定程序及學(xué)生選題 （ 1）課題確定程序?yàn)椋? ①指導(dǎo)教師在深入實(shí)際調(diào)查研究的基礎(chǔ)上，結(jié)合自身研究開發(fā)實(shí)際提出課題，并填寫《畢 ②經(jīng)教研室（課題組）主任初審后，由院系組織同行專家評(píng)審，并報(bào)送院系主任批準(zhǔn)； （ 2）學(xué)生的選題。各指導(dǎo)教師應(yīng)將課題的提出背景、目的、意義及預(yù)期成果向?qū)W生作一簡要介紹，學(xué)生根據(jù)自己的情況在教師指導(dǎo)下選題。 （ 1）畢業(yè)實(shí)習(xí)的目的 畢業(yè)實(shí)習(xí)是學(xué)生深入生產(chǎn)實(shí)踐、社會(huì)實(shí)踐等一線實(shí)際取得感性認(rèn)識(shí)，從中了解實(shí)際工作過程和生產(chǎn)或社會(huì)需求過程，結(jié)合所學(xué)過的理論知識(shí)，使認(rèn)識(shí)向深化發(fā)展。 （ 2）畢業(yè)實(shí)習(xí)的要求 6 大學(xué) 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）簡明指導(dǎo)手冊(cè) 畢業(yè)實(shí)習(xí)要求學(xué)生利用各種有效方法和手段了解本專業(yè)所涉及的各方面的實(shí)際情況，完成實(shí)習(xí)任務(wù)。向一線工作人員學(xué)習(xí)，了解研究者與生產(chǎn)者、創(chuàng)作者的實(shí)踐感受、認(rèn)識(shí)、經(jīng)驗(yàn)、建議和優(yōu)良 作風(fēng)。向文獻(xiàn)資料學(xué)習(xí)，了解信息資料中反映出來的先進(jìn)的作品 畢業(yè)實(shí)習(xí)的途徑與方法 畢業(yè)實(shí)習(xí)的途徑主要有兩個(gè)，一個(gè)是實(shí)地考察（畢業(yè)實(shí)習(xí)或現(xiàn)場調(diào)查），一個(gè)是收集資料，二者相互配合。 （ 2）到與課題或?qū)I(yè)有關(guān)的展覽會(huì)、展銷會(huì)去考察。