【正文】 ............................................................. 27 談世磊：基于 DSP 信號發(fā)生器設(shè)計 II 插圖清單 圖 21 總設(shè)計原理框圖 ....................................................3 圖 31 信號發(fā)生器硬件結(jié)構(gòu) ................................................4 圖 32 內(nèi)部靜電保護電路圖 ................................................5 圖 33 產(chǎn)生 的 電源電路 ...............................................5 圖 34 產(chǎn)生 的電源電路 ...............................................6 圖 35 晶振電路圖 ........................................................6 圖 36 復位電路 ..........................................................7 圖 37 DSP 芯片與 D/A 芯片的硬件電路連接圖 .................................8 圖 38 顯示電路原理圖 .....................................................9 圖 39 矩陣鍵盤實現(xiàn) 電路 ..................................................9 圖 41 主函數(shù)流程圖 .....................................................12 圖 42（ a） 外部中斷流程圖 ...............................................13 圖 42（ b） 外部中斷執(zhí)行順序 ..............................................13 圖 43 LCD初始化程序 ....................................................14 圖 44 正弦波算法流程圖 .................................................15 圖 45 正弦波流程圖 .....................................................16 圖 46 正弦波調(diào)試程序 ...................................................18 圖 47 方波流程圖 .......................................................19 圖 48 方波調(diào)試程序 .....................................................21 圖 49 三角波流程圖 .....................................................22 圖 410 三角波調(diào)試程序 ..................................................24 銅陵學院畢業(yè)論文 III 基于 DSP信號發(fā)生器設(shè)計 摘 要 信號發(fā)生器是控制系統(tǒng)的重要組成部分，也是工業(yè)自動化不可或缺的基礎(chǔ)技術(shù)，在許多高科技領(lǐng)域得到了非常廣泛的應(yīng)用。其在電子設(shè)計與測試、仿真、通信 工程起著很重要的作用，具有廣泛的應(yīng)用，大大加速了設(shè)計和測試電子的工作效率，在電子技術(shù)和信號仿真應(yīng)用方面起著很重要的作用。硬件 系統(tǒng)由數(shù)據(jù)處理模塊、人機接口模塊、D/A 轉(zhuǎn)換模塊等組成。軟件系統(tǒng)由主程序和功能子程序組成，通過 CCS仿真調(diào)試程序，輸出正弦、方波、三角波三種信號，可用于測試 數(shù)字系統(tǒng)和模擬系統(tǒng)的性能并 具有良好的人機接口，操作人員可通過矩陣式鍵盤設(shè)定三種波形的參數(shù)，同時在 LCD液晶顯示器上觀察輸出。 Manmachine conversation interface。 CCS 銅陵學院畢業(yè)論文 1 第一章 緒論 工程背景 隨著電子技術(shù)的 快 速發(fā)展，信號發(fā)生器作為工業(yè)產(chǎn)品特別是電力、電子產(chǎn)品的生產(chǎn)和研制領(lǐng)域中最重要的測試設(shè)備之一， 也是 工業(yè)自動化中不可或缺的基礎(chǔ)技術(shù)，廣泛地應(yīng)用于控制 和 通信領(lǐng)域，如工業(yè) 控制、 教學與科研、 醫(yī)學研究 、制造模擬試驗、傳感仿真等。 在 系統(tǒng)開發(fā)與研究中，多通道任意信號發(fā)生器也日益成為系統(tǒng)的調(diào)試 和 研發(fā)中 不可缺少 的工具，其應(yīng)用也 越來越 廣泛。其中心臟模擬人為醫(yī)護人員提供訓練儀器，而如何產(chǎn)生適當?shù)男碾娦盘杽t是心臟模擬人的關(guān)鍵技術(shù)之一。 信號發(fā)生器的研究現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢 信號發(fā)生器在通信、控制領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用，它主要用作激勵信號源。信號發(fā)生器起初是使用單片機等處理器對程序進 行控制，并依靠指令執(zhí)行來實現(xiàn)對波形信號的輸出。其它一些甚至只需要利用一些特定芯片，外接很少的電容和電阻等元件，便可以產(chǎn)生精確的正弦波、方波，三角波及脈沖等多種波形。信號發(fā)生 器可作為虛擬儀器的一 種 模塊實現(xiàn)，用戶可 以 通過圖形界面編輯波形，向屏幕輸出演示，或 者 通過卡口機向外輸出波形。 隨著計算機技術(shù)和微電子技術(shù)的快速發(fā)展，很多新型的高速處理器例如 DSP、 16 位單片機被廣泛地應(yīng)用于控制系統(tǒng)之當中，這些器件的優(yōu)點是處理速度快、可靠性好、集成度高；與此同時一些先進的智能控制算法也被應(yīng)用到實際的系統(tǒng)中。 談世磊：基于 DSP 信號發(fā)生器設(shè)計 2 主要工作和內(nèi)容安排 本文主要以 TI 公司的 TMS320C5402 芯片 為控制核心， 分別從 硬件結(jié)構(gòu)和軟件設(shè)計等方面對基于 DSP 的信號發(fā)生器進行了深入的研究。 分析 TMS320C5402 系列 DSP 的原理和 Protel99SE 的使用方法。根據(jù) DSP 信號發(fā)生器的硬 軟 件設(shè)計方案 完成 了各個模塊的設(shè)計和整個系統(tǒng)的級聯(lián)， 形成 了整個 DSP 信號發(fā)生器系統(tǒng) 。 主要簡述了 本設(shè)計的工程背景，對信號發(fā)生器進行了概述，簡要介紹了當前 DSP 信號發(fā)生器的研究現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢，講述了本文主要工作和內(nèi)容安排。根據(jù)系統(tǒng)的設(shè)計目標及性能要求，從原理出發(fā)，確定了 DSP 信號發(fā)生器硬件系統(tǒng)的總體設(shè)計框圖，闡述了基于 DSP 信號發(fā)生器 設(shè)計目標要求 ，詳細討論了 DSP 芯片的 選型及所選型號的性能。在第二 章 的基礎(chǔ)上詳細分析硬件電路各部分的設(shè)計原理，把整個硬件設(shè)計分為 電源電路和晶振電路部分、復位電路部分 、 D/A 轉(zhuǎn)換 部分、 鍵盤電路等 部分進行實現(xiàn)。根據(jù)系統(tǒng)的設(shè)計目標，確定系統(tǒng)的主函數(shù)流程，分別介紹了 DSP 處理主程序、鍵盤處理子程序、 LCD 顯示子程序、數(shù)字量波形的實現(xiàn)。 銅陵學院畢業(yè)論文 3 第二章 總體方案的分析和設(shè)計 設(shè)計目標要求 本次設(shè)計一個 DSP 信號發(fā)生器，通過軟硬件實現(xiàn)了正弦波，方波，三角波的設(shè)計。它既可產(chǎn)生 16 位數(shù)字量信號直接測試數(shù)字系統(tǒng)的性能，也可通過 D/A 轉(zhuǎn)換把數(shù)字信號轉(zhuǎn)換成模擬信號以測試模擬系統(tǒng)的性能。 從軟硬件兩個方面更加深刻的了解信號發(fā)生器的工作原理。 圖 21 總設(shè)計原理框圖 用戶首先通過鍵盤輸入波形參數(shù)，實現(xiàn)了波形的選擇和頻率相位的設(shè)定，通過鍵盤和 DSP 的接口將波形參數(shù)送往 DSP 進行處理。 由于 DSP 所處理的數(shù)據(jù)電平標準與 DA轉(zhuǎn)換器的電平標準不一致，進行轉(zhuǎn)換后將數(shù)據(jù)送入鎖存器，經(jīng) DA轉(zhuǎn)換成模擬量數(shù)據(jù)后輸出。 DSP 芯片的選型 本次設(shè)計所選用的芯片是 TMS320C5402 。它是 TI 公司在 1996 年推出的定點 DSP 芯片 ,使用先進的修正哈佛結(jié)構(gòu)和 8 總線結(jié) 構(gòu) ,使處理器性能得到了很大提高。獨立的程序和結(jié)構(gòu)總線 ,還允許訪問程序存儲器和數(shù)據(jù)存儲器 ,實現(xiàn)并行操作。此外 ,芯片支持匯編語言和 C 語言混合編程、靈活的尋址方式和高效的流水線操作使得其適合高速實時信號處理。它主要由 DSP 主控制器，輸出 D/A 通道和獨立鍵盤等幾個主要部分組成。 圖 31 信號發(fā)生器硬件結(jié)構(gòu) 電源電路和晶振電路的設(shè)計 電源電路 一個完整的 DSP系統(tǒng)通常是由數(shù)字信號處理芯片和其他相應(yīng)的外圍芯片組成的，下面描述本次設(shè)計中所用到的電源電路。 I/O 電源采用 電源供電，而內(nèi)核電源采用 供電，降低內(nèi)核電源的目的是為了降低功耗。在理想情況下， DSP 芯片上的兩個電源應(yīng)該同時加電，但在有些場合很難做到。這個加電次序主要依賴于芯片內(nèi)部靜電保護電路。 圖 33 是產(chǎn)生 的電源電路 圖 33 產(chǎn)生 這個是產(chǎn)生 電壓的電路圖，考慮大部分數(shù)字系統(tǒng)使用的電源是 5V，圖中 VCC采用