【正文】 ng in a higher frequency, widely used features. The System is prised core TMS320VC5402 DSP chip is produced by TI 16bit fixedpoint processing chip, puting speed, programmable features, flexible interface and peripheral circuits rich features. Select the chip to chip as the core of the design of the signal generator, it is possible to improve the signal generator to produce the signal frequency, the signal generator has a broader application. The design of the hardware part is posed of the DSP chip and the D / A converter chip TLC7528 DSP chip for generating various waveforms, D / A converter chip used to convert digital signals to analog signals. On the basis of the above hardware, by software programming to achieve the waveform of the triangular wave, sine wave, etc.. Keywords: DSP。 signal generator。隨著 技術(shù)的進(jìn)步，各領(lǐng)域?qū)π盘?hào)發(fā)生器的要求也越來(lái)越高， 最早 的 信號(hào)發(fā)生器多是用模擬電路設(shè)計(jì)的 ， 這使信號(hào)發(fā)生器的性能受到了很多的限制 ， 隨著大規(guī)模集成電路的應(yīng)用 ， 信號(hào)發(fā)生器也開始數(shù)字化 ， 但是大部分都用硬件設(shè)計(jì)很少有用軟件來(lái)設(shè)計(jì) ，由于用硬件設(shè)計(jì)的 電路存在波形質(zhì)量差，控制難，可調(diào)范圍小，電路復(fù)雜和體積大等缺點(diǎn) ，所以 一旦工作需求功能有增加，則電路復(fù)雜程度會(huì)大大增加。信號(hào)源主要給被測(cè)電路提供所需要的已知信號(hào)，然后用 其它儀表測(cè)量感興趣的參數(shù)。 目前我國(guó)已經(jīng)開始研制任意波形發(fā)生器，并取得了可喜的成果。 寧夏理工學(xué)院畢業(yè) 論文 2 第二章 整體方案 本設(shè)計(jì)所設(shè)計(jì)的信號(hào)發(fā)生器正是針對(duì)以上缺點(diǎn)，利用 DSP 芯片采用程序設(shè)計(jì)的方法來(lái)產(chǎn)生信號(hào) ，由于 DSP 芯片具有 小巧靈活、控制方便、 成本低、易于產(chǎn)品化、抗干擾能力、適應(yīng)范圍廣、運(yùn)算速度快，控制加靈活等特點(diǎn)，所以，該設(shè)計(jì)所設(shè)計(jì)的信號(hào)發(fā)生器能夠達(dá)到更高的頻率，控制改變波形也更加靈活。第四章則主要介紹了軟件編程和軟件的調(diào)試方法，我們使用 C 語(yǔ)言來(lái)進(jìn)行軟件編程，通過(guò) C5000 對(duì)軟件程序進(jìn)行調(diào)試，以得到所需要波形。 寧夏理工學(xué)院畢業(yè) 論文 3 第三章 硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì) 系統(tǒng)的組成及實(shí)現(xiàn)功能 本 次 設(shè) 計(jì) 所 設(shè) 計(jì) 的 信 號(hào) 發(fā) 生 器 是 采 用 TI 公 司 生 產(chǎn) 的 DSP 芯片TMS320VC5402 和 D/A 轉(zhuǎn)換芯片 TLC7528 組成，其中 DSP 芯片 TMS320VC5402是系統(tǒng)的核心。 2） 產(chǎn)生的各種波形可以改變相位、頻率和幅度。整個(gè)硬件系統(tǒng)所要做的就是正確連接 DSP 芯片和 D/A 轉(zhuǎn)換芯片，確保芯片正常工作，整個(gè)系統(tǒng)能正常運(yùn)行。 DSP芯片是通過(guò)使用 ICETEK— 作為連接 PC 機(jī)與 DSP 芯片的工具， 當(dāng)DSP 對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算以后，它就把得到的數(shù)據(jù)輸出到 D/A 轉(zhuǎn)換器 TLC7528，D/A 轉(zhuǎn)換器對(duì)接收到的離散的數(shù)字信號(hào)進(jìn)行運(yùn)算，把數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換為連續(xù)的模寧夏理工學(xué)院畢業(yè) 論文 4 擬信號(hào)，然后通過(guò)示波器把模擬波形輸出到示波器上。整個(gè)硬件方案圍繞 DSP 和 D/A 轉(zhuǎn)換器展開，這個(gè)硬件方案可以產(chǎn)生正弦波、三角波等常見波形。近年來(lái)，由于 DSP 技術(shù)的飛速發(fā)展，其運(yùn) 算速度有了很大的提高，由于本方案選擇了 DSP 作為產(chǎn)生信號(hào)源的芯片，所以，相對(duì)于運(yùn)算速度較慢的單片機(jī)來(lái)說(shuō)，DSP 產(chǎn)生的信號(hào)源頻率可以達(dá)到更高。 核心電路芯片 TMS320VC5402 TMS320VC5402 數(shù)字信號(hào)處理器是 TI公司為實(shí)現(xiàn)低功耗，高速實(shí)時(shí)信號(hào)處理而專門設(shè)計(jì)的 16 位定點(diǎn)數(shù)字信號(hào)處理器，采用改進(jìn)的哈佛結(jié)構(gòu)，具有高度寧夏理工學(xué)院畢業(yè) 論文 5 的操作靈活性和運(yùn)行速度，適用于遠(yuǎn)程通信等實(shí)時(shí)嵌入式應(yīng)用的需要。 TMS320VC5402 具有的主要優(yōu)點(diǎn)如下： (1) 圍繞一組程序總線、三組數(shù)據(jù)總線和四組地址總線而建立的改進(jìn)哈佛結(jié)構(gòu)，提高了系統(tǒng)的多功能性和操作的靈活性。 (2) 具有高度的并行性和專用硬件邏輯的 CPU 設(shè)計(jì)，提高了芯片的性能。 (4) 模塊化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，使派生器件得到了更快的發(fā)展。 (6) 采用先進(jìn)的靜態(tài)設(shè)計(jì)技術(shù)，進(jìn)一步降低了功耗，使芯片具有更強(qiáng) 的應(yīng)用能力。 各部分功能如下： (1) 中央處理器（ CPU） 寧夏理工學(xué)院畢業(yè) 論文 6 它是 DSP 芯片的核心，它有以下特點(diǎn)： (a) 采用多總線結(jié)構(gòu)，通過(guò)一組程序總線、三組數(shù)據(jù)總線和四組地址總線來(lái)實(shí)現(xiàn)。 (c) 1717 位并行乘法器，與 40 位專用加法器相連，可用于進(jìn)行非 流水線的單周期乘法 — 累加運(yùn)算。 (2)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器 RAM (a) 雙尋址 RAM：在一個(gè)指令周期內(nèi)，可對(duì)其進(jìn)行兩次存取操作，一次讀出和一次寫入； (3) 程序存儲(chǔ)器 ROM TMS320VC5402 的程序存儲(chǔ)器可由 ROM 和 RAM 配置而成，程序空間可以定義在 ROM 上，也可以定義在 ROM 上。降低對(duì)外部 ROM的要求，增強(qiáng)系統(tǒng)整體抗干擾性能。 另外，芯片還配有主機(jī)接口 HPI，同步串行口和 64K 字的 I/O 空間， HPI寧夏理工學(xué)院畢業(yè) 論文 7 和串行口通過(guò)控制，用做通用 I/O 口使用。 (5) 定時(shí)器 定時(shí)器是一個(gè)軟件可編程計(jì)數(shù)器，用來(lái)產(chǎn)生定時(shí)中斷。其中 寄存器 TIM、 PRD 和 TCR 都是存儲(chǔ)映像寄存器，它們?cè)跀?shù)據(jù)存儲(chǔ)器中的地址分別為 0024H、 0025H 和 0026H。 PRD用來(lái)存放定時(shí)時(shí)間常數(shù)。 定時(shí)器結(jié)構(gòu)圖如圖所示： 預(yù) 定 分 頻 系 數(shù)預(yù) 標(biāo) 定 時(shí) 器周 期 寄 存 器定 時(shí) 寄 存 器錯(cuò) 位錯(cuò) 位S R E S E TT R BC L C K O U TT S ST I N TT O U T 圖 定時(shí)器結(jié)構(gòu)框圖 (6) 中斷系統(tǒng) 寧夏理工學(xué)院畢業(yè) 論文 8 TMS320VC5402 的中斷系統(tǒng)具有硬件中斷和軟件中斷。 軟件中斷：有程序指令 INTR、 TRAP 和 RESET 所引起的中斷。 TMS320VC5402 中斷系統(tǒng)設(shè)置有兩個(gè)中斷寄存器，分別為中斷標(biāo)志寄存器和中斷屏蔽寄存器。 中斷屏蔽寄存器：也 是一個(gè)存儲(chǔ) 映像的 CPU 寄存器，主要用于屏蔽外部和內(nèi)部的硬件中斷。由于 RS 和 NMI 都不包含在 IMR 中，因此 IMR 對(duì)這兩個(gè)中斷不能進(jìn)行屏蔽。不同型號(hào)的器件配置不同的 HPI 口，可分為 8 位標(biāo)準(zhǔn) HPI 口、 8 位增強(qiáng)型 HPI 接口和16 位增強(qiáng)型 HPI 接口。 (9) 片外圍電路 具有軟件可編程等待狀態(tài)發(fā)生器；設(shè)有可編程分區(qū)轉(zhuǎn)換邏輯電路；帶有內(nèi)部震蕩器或外部時(shí)鐘源的片內(nèi)鎖相環(huán)發(fā)生器；支持全雙工操作的串行口，可進(jìn)行 8 位或 16 位串行通信。 寧夏理工學(xué)院畢業(yè) 論文 10 D/A 轉(zhuǎn)換器 TLC7528 TLC7528C是雙路、 8 位數(shù)字－模擬轉(zhuǎn)換器，內(nèi)部具有各自單獨(dú)的數(shù)據(jù)鎖存器，其特性包括兩 DAC 非常精密的一致性，數(shù)據(jù)通過(guò)公共 8 位輸入口轉(zhuǎn)送至兩DAC 數(shù)據(jù)鎖存器的任意一個(gè)。器件的裝載周期與隨機(jī)存取存儲(chǔ)器的寫周期類似，能方便地與大多數(shù)通用微處理器總線或端口相接口。 2 或 4 象限的乘法功能使該器件成為許多微處理器的增益設(shè)置和信號(hào)控制的良好選擇。 TLC7528C 的工作溫度范圍從 0℃ 至 70℃。 1. 結(jié)構(gòu)框圖： TLC7528的結(jié)構(gòu)框圖如圖所示 ： 寧夏理工學(xué)院畢業(yè) 論文 11 圖 TLC7528 的結(jié)構(gòu)框圖 2. 基本參考應(yīng)用圖示如下 ： I n p u t B u f f e r L a t c hC o n t r o l L o g i cL a t c hD A C AD A C AVD D 1 7D B 0 1 4D B 7 7D A C A / 6D A C BC S 1 5 W R 1 6 D G N DR E F BR E B AO U T A O U T BR F B B A G N D 圖 TLC7528的基本參考應(yīng)用圖 3. TLC7528 的引腳描述 ： 表 TLC7528的引腳定義 寧夏理工學(xué)院畢業(yè) 論文 12 引腳 名稱 描述 引腳 名稱 描述 1 AGND 模擬地 11 OUTB 通道 2 輸出 2 OUTA 通道 1 輸出 12 RFTB 通道 2 反饋電壓 3 RFBA 通道 1 反饋電壓 13 REFB 通道 2 參考電壓 4 REFA 通道 1 參考電壓 14 VDD 驅(qū)動(dòng)電壓 5 DGND 數(shù)字地 15 WR 讀寫選通 6 A/B 通道 1， 2 選通 16 CS 片選 7 DB7 數(shù)據(jù)位 7 17 DB0 數(shù)據(jù)位 0 8 DB6 數(shù)據(jù)位 6 18 DB1 數(shù)據(jù)位 1 9 DB5 數(shù)據(jù)位 5 19 DB2 數(shù)據(jù)位 2 10 DB4 數(shù)據(jù)位 4 20 DB3 數(shù)據(jù)位 3 4. 簡(jiǎn)單應(yīng)用及時(shí)序介紹 TLC7528 的兩路轉(zhuǎn)換通道分別映射在 5416I/O 空間的地址 0x1000 和0x1001。 TLC7528 啟動(dòng)轉(zhuǎn)換時(shí)序如圖所示： 寧夏理工學(xué)院畢業(yè) 論文 13 圖 TLC7528 啟動(dòng)轉(zhuǎn)換時(shí)序 5. TLC7528 的工作原理 TLC7528 包括兩個(gè)相同的 8 位乘法 D/A 轉(zhuǎn)換器 DACA 和 DACB。二進(jìn)制加權(quán)電流在 DAC 輸出與 AGND 之間切換，于是在每一個(gè)梯形網(wǎng)絡(luò)分支中保持恒定電流，與開關(guān)狀態(tài)無(wú)關(guān)。 TLC7528 通過(guò)數(shù)據(jù)總線、 CS、 WR 以及 DACA 與 DACB 等控制信號(hào)與微處理器接口。在此方式下，輸入鎖存器是透明的，輸入數(shù)據(jù)直接影響模擬輸