基于DSP的可调信号发生器设计.docx
《基于DSP的可调信号发生器设计.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《基于DSP的可调信号发生器设计.docx（23页珍藏版）》请在冰点文库上搜索。
基于DSP的可调信号发生器设计
目录
一、设计的目的3
二、设计的内容与要求3
三、设计方案4
四、软件、硬件设计（根据设计内容适当处理，硬件设计应包括PCB5
4.1、软件设计5
4.1.1按键矩阵模块5
4.1.2波形发生模块5
4.1.3数码管显示模块5
4.1.4点阵显示模块5
图3.3点阵模块及原理图6
4.2.14*5按键矩阵6
4.2.2数码管显示7
五、设计总结8
5.1调试结果8
5.2心得体会11
六、参考文献11
七、附录12
一、设计的目的
根据已掌握的《DSP技术及应用》课程知识，完成课程设计要求的项目。
了解正弦波的产生，以及正弦波幅值和频率的调整方法，掌握信号产生的一般方法并学习使用CCS图形显示功能进行程序调试。
通过硬件设计和程序编写过程，加深对《DSP技术及应用》课程知识的理解和掌握，培养应用系统设计的能力，以及分析问题和解决问题的方法，并进一步拓宽专业知识面，培养实践应用技能和创新意识。
二、设计的内容与要求
（一）、课程设计题目：
基于DSP的可调信号发生器设计
（二）、具体设计要求如下：
1）基础设计：
在CCS中运行调试程序代码，输出正弦信号波形，并使用CCS的图像显示窗口，实时显示输出的正弦波。
2）提高设计：
使用DSPF2812的GPIO功能，读取外部手动按键的信号，相应改变正弦信号的幅值、相位、频率和偏移（幅值，采用有符号16位整型变量定义）。
3）附加设计：
使用DSPF2812的GPIO功能，读取外部手动按键的信号，相应输出正弦波、三角波、方波、锯齿波。
并分别实现四种波形的幅值和频率的调节。
4）高级设计：
用8个七段数码管，每隔一秒依次循环显示三种信息，包括：
①日期（格式为2014-06-12）；②自己的学号（格式为学号的低8位，例如学号为112033101的同学，应当显示：
12033101）；③当前的幅值（格式为：
AP-00000～AP-32767）；
频率即每周期的离散采样点数（格式为：
PEAD-012）；
当前按键坐标（格式为：
XX）。
5）终极设计：
利用点阵循环显示本人姓名。
三、
设计方案
本次课程设计是基于DSP的可调信号发生器的设计，系统设计方案框图如图3.1所示。
通过读取外部手动按键的信号，转换显示CCS窗口的波形，按键控制波形如图3.2所示；同时在数码管上动态显示幅值、频率、学号、按键坐标和日期。
图3.1系统设计方案框图
图3.2按键控制波形
四、软件、硬件设计（根据设计内容适当处理，硬件设计应包括PCB
4.1、软件设计
软件设计模块包含了按键矩阵模块、波形发生模块、数码管显示模块、点阵显示模块和综合调试显示结果。
4.1.1按键矩阵模块
使用DSPF2812的GPIO功能，判断按键是否按下keypress=1。
再用标志位flag控制选择输出波形。
4.1.2波形发生模块
通过手动按键控制CCS窗口显示波形：
正弦波、方波、三角波、锯齿波。
（1）正弦波
（2）三角波
（3）锯齿波
（4）方波
4.1.3数码管显示模块
提取幅度的数值，分别放入Amp[]数组中，调用WriteLEDs（）数码管显示，在数码管上显示幅度、频率、学号、日期和按键坐标。
4.1.4点阵显示模块
利用点阵循环显示本人姓名。
图3.3点阵模块及原理图
4.2、硬件设计
硬件电路设计模块包含了矩阵按键电路、数码管显示电路，以及点阵显示电路。
4.2.14*5按键矩阵
4*5的按键矩阵，通过9个GPIO端口来扫描控制，即可判断出哪一个按键被按下。
按键左端接GPIOA11-GPIOA15，按键右端接GPIOA7-GPIOA10。
通过对GPIOA端口进行初始化，按键左端为输出口，按键右端为输入口，将GPIOA11-GPIOA15赋值0，通过对按键右端进行扫描，如果某个按键被按下，则该按键右端对应的GPIO口值为0，否则应为1。
按键矩阵模块及原理图如图4.1所示。
图4.14*5按键矩阵模块及原理图
4.2.2数码管显示
实验箱上有8只8段数码管，使用74F164芯片（串入并出芯片）对数码管进行控制。
8只数码管的控制使用串行方式，实现8只流水数码管。
其中3只电路如图4.2所示，另外5只接线相同。
图4.2数码管模块及其硬件结构
五、设计总结
5.1调试结果
本次课程设计调试结果如下所示：
数码管轮流显示：
图5.1显示当前幅值
图5.3显示每周期的离散采样点数
图5.2显示学号
图5.4显示日期
图5.5显示按键坐标
输出各种波形：
图5.3显示每周期的离散采样点数
图5.6正弦波形
图5.7三角波
图5.8方波
图5.9锯齿波
图5.10波形的幅值与周期
3.点阵显示结果
（显示名字的截图）
5.2心得体会
六、参考文献
顾卫钢.手把手教你学DSP——基于TMS320X281x.北京：
北京航空航天大学出版社,2011.4
苏奎峰,吕强等.TMS320X281xDSP原理及C程序开发北京航空航天大学出版社,2008
TMS320F281xDataSheet.TexasInstruments.
TMS320F28xControlandInterruptsReferenceGuide.TexasInstruments.
TMS320F28xEventManager（EV）ReferenceGuide.TexasInstruments.
TMS320F28xOptimizingC／C++CompilerUser’sGuide.TexasInstruments.
TMS320F28xDSPCPUandInstructionSetReferenceGuide.TexasInstruments.
七、附录
/*************源代码**************/
#include"DSP28_Device.h"
#include
#defineSIZE512
#definepi3.14
intA=1000;//正弦信号幅度
intoffset=0;//正弦信号偏移量
intf=1;//正弦信号频率
ints=0,count=1,flag=0;//正弦信号初始相位
intsine[SIZE];//正弦信号数组
unsignedintt;
intstrnum[]={0xFC,0x60,0xDA,0xF2,0x66,0xB6,0xBE,0xE0,0xFE,0xF6,0xEE,0x3E,0x9C,0x7A,0x9E,0x8E};/*0~9*/
intday[]={0xDA,0x60,0xBF,0xFC,0x67,0x60,0xFC,0xDA};//显示日期
intstudentnum17[]={0xE0,0x60,0x60,0xF2,0xF2,0xFC,0xDA,0x60};//显示学号
intAnum[]={0,0,0,0,0,0x02,0xCE,0xEE};
//显示幅度
intfnum[]={0,0,0,0x02,0x7A,0xEE,0x9E,0xCE};//显示频率
intkey[]={0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x60,0x00,0x60};//显示按键坐标
intch[8]={0xFE,0x60,0x60,0xF2,0xF2,0xFC,0xDA,0x60};//缓存
intch1[8]={0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00};
intstr1[]={0x0900,0xFD08,0x0908,0x0910,0x0920,0x7940,0x4104,0x47FE,
0x4140,0x7940,0x0920,0x0920,0x0910,0x094E,0x5184,0x2100};//名字1
intstr2[]={0x0100,0x0100,0x0104,0xFFFE,0x0100,0x0100,0x0110,0x3FF8,
0x0000,0x0200,0x1180,0x5084,0x5012,0x9012,0x0FF0,0x0000};//名字2
intstr3[]={0x0100,0x0088,0x3FFC,0x2080,0x2080,0x2088,0x3FFC,0x2080,
0x2080,0x2140,0x2140,0x2220,0x2220,0x4410,0x880E,0x3004};//名字3
unsignedint*CPLDDREG=（unsignedint*）0x2004;
unsignedint*CPLDDREGL=（unsignedint*）0x2006;
unsignedint*LEDM_LC=（unsignedint*）0x2018;//16
unsignedint*LEDM_LR=（unsignedint*）0x201A;//16
unionCPLD_DREGLMYDREGL;//
unionCPLD_DREGMYDREG;//16
unsignedintkeypress=0;
unsignedintkeyx,keyy;
voiddelay（unsignedint）;
voidldelay（unsignedint）;
voidFB（void）;//产生方波
voidSJ（void）;//产生三角波
voidJC（void）;//产生锯齿波
voidZX（void）;//产生正弦波
voidWriteLED（unsignedint）;
voidWriteLEDs（unsignedint*）;
voidTime0（）;
voidKeyNO（int*ch2）;
voidXueHao（）;
voidAp（）;
voidPead（）;
voidmain（void）
{
Uint16a=0x0800;
unsignedinti,j,x,y,l,g,k;
InitSysCtrl（）;//初始化系统
DINT;//关中断
IER=0x0000;
IFR=0x0000;
InitPieCtrl（）;//初始化PIE控制寄存器
InitPieVectTable（）;//初始化PIE矢量表
InitGpio（）;//初始化GPIO
EINT;
ERTM;
MYDREG.all=0xffff;//initDREG
MYDREG.bit.BUFFER_OEn=0;//BUFFER_OEn=0
*CPLDDREG=MYDREG.all;
MYDREGL.all=0xffff;//initDREGL
//MYDREGL.bit.LEDM_CSn=0;//LEDM_CSn=0
*CPLDDREG=MYDREG.all;
while
（1）
{
a=0x0800;
/**********逐行逐列按键扫描，将按键所在位置的坐标存入KEYX和KEYY****************************/
for（i=0;i<5;i++）
{
GpioDataRegs.GPADAT.all=0xffff;
GpioDataRegs.GPADAT.all=GpioDataRegs.GPADAT.all&（~（a<delay（500）;
if（GpioDataRegs.GPADAT.bit.GPIOA10==0）{keypress=1;keyx=i;keyy=0;break;}
elseif（GpioDataRegs.GPADAT.bit.GPIOA9==0）{keypress=1;keyx=i;keyy=1;break;}
elseif（GpioDataRegs.GPADAT.bit.GPIOA8==0）{keypress=1;keyx=i;keyy=2;break;}
elseif（GpioDataRegs.GPADAT.bit.GPIOA7==0）{keypress=1;keyx=i;keyy=3;break;}
}
if（keyx==0&&keyy==1&&keypress==1）
{keypress=0;A=A+500;
if（A>30000）A=30000;}
if（keyx==0&&keyy==0&&keypress==1）
{keypress=0;A=A-500;
if（A<0）A=500;}
if（keyx==1&&keyy==1&&keypress==1）
{keypress=0;f=f+1;}
if（keyx==1&&keyy==0&&keypress==1）
{keypress=0;f=f-1;
if（f<0）f=1;}
if（keyx==2&&keyy==1&&keypress==1）
{keypress=0;s=s+1;}
if（keyx==2&&keyy==0&&keypress==1）
{keypress=0;s=s-1;}
if（keyx==3&&keyy==1&&keypress==1）
{keypress=0;offset=offset+1;}
if（keyx==3&&keyy==0&&keypress==1）
{keypress=0;offset=offset-1;}
if（keyx==4&&keyy==0&&keypress==1）
{keypress=0;count=1;}
if（keyx==4&&keyy==1&&keypress==1）
{keypress=0;count=2;}
if（keyx==4&&keyy==2&&keypress==1）
{keypress=0;count=3;}
if（keyx==4&&keyy==3&&keypress==1）
{keypress=0;count=4;}
ch1[2]=strnum[keyx%10];ch1[4]=strnum[keyy%10];
ldelay（10）;
switch（count）
{
case1:
FB（）;break;
case2:
SJ（）;break;
case3:
JC（）;break;
case4:
ZX（）;break;
}
switch（flag）
{
case0:
flag=1;Time0（）;break;
case1:
flag=2;Xuehao（）;break;
case2:
flag=3;Ap（）;break;
case3:
flag=4;Pead（）;break;
case4:
flag=0;KeyNO（ch1）;break;
}
WriteLEDs（ch）;
ldelay（1000）;
for（i=1;i<17;i++）
{
for（j=0;j{
l=i-j-1;
g=~（0x0001<*LEDM_LR=g;
*LEDM_LC=（str1[j]>>8）|（str1[j]<<8）;
delay（12000）;
}
}
ldelay
（1）;
for（i=1;i<17;i++）
{
for（j=0;j{
l=i-j-1;
g=~（0x0001<*LEDM_LR=g;
*LEDM_LC=（str2[j]>>8）|（str2[j]<<8）;
delay（12000）;
}
}
ldelay
（1）;
for（i=1;i<17;i++）
{
for（j=0;j{
l=i-j-1;
g=~（0x0001<*LEDM_LR=g;
*LEDM_LC=（str3[j]>>8）|（str3[j]<<8）;
delay（12000）;
}
}
ldelay
（1）;
}
}
voidFB（void）
{
for（t=0;t{
sine[t]=A*sin（2*pi*f*t/512+s）+offset;
if（sine[t]>0）
sine[t]=A;
else
sine[t]=-A;
}
}
voidSJ（void）
{
intk,T;
T=SIZE/f/2;
k=A/T;
for（t=0;t{
if（（t/T）%2==0）
sine[t]=k*（t%T）+offset;
else
sine[t]=A-k*（t%T）+offset;
}
}
voidJC（void）
{
intk,T;
T=SIZE/f;
k=A/T;
for（t=0;tsine[t]=k*（t%T）+offset;
}
voidZX（void）
{
for（t=0;tsine[t]=A*sin（2*pi*f*t/512+s）+offset;
}
voidXueHao（）
{
unsignedchari;
for（i=0;i<8;i++）
ch[i]=studentnum17[i];
}
voidKeyNO（int*ch2）
{
unsignedchari;
for（i=0;i<8;i++）
ch[i]=ch2[i];
}
voidTime0（）
{
unsignedchari;
for（i=0;i<8;i++）
ch[i]=day[i];
}
voidAp（）
{
ch[0]=Anum[A%10];
ch[1]=Anum[（A/10）%10];
ch[2]=Anum[（A/100）%10];
ch[3]=Anum[（A/1000）%10];
ch[4]=Anum[A/10000];
ch[5]=0x03;
ch[6]=0xCE;
ch[7]=0xEE;
}
voidPead（）
{
ch[0]=fnum[f/10];
ch[1]=fnum[（f%100）/10];
ch[2]=fnum[（f%1000）/100];
ch[3]=0x03;
ch[4]=0x7A;
ch[5]=0xEE;
ch[6]=0x9E;
ch[7]=0xCE;
}
voidWriteLED（unsignedintindex）
{
unsignedinti;
for（i=0;i<8;i++）
{
if（index&（0x01<MYDREGL.bit.LEDSAB=1;
else
MYDREGL.bit.LEDSAB=0;
（*CPLDDREGL）=MYDREGL.all;
MYDREGL.bit.LEDSCLK=0;
（*CPLDDREGL）=MYDREGL.all;
MYDREGL.bit.LEDSCLK=1;
（*CPLDDREGL）=MYDREGL.all;
}
}
voidWriteLEDs（unsignedint*index）
{
unsignedinti,ii;
for（ii=0;ii<8;ii++）
for（i=0;i<8;i++）
{
if（index[ii]&（0x01<MYDREGL.bit.LEDSAB=1;
else
MYDREGL.bit.LEDSAB=0;
（*CPLDDREGL）=MYDREGL.all;
MYDREGL.bit.LEDSCLK=0;
（*CPLDDREGL）=MYDREGL.all;
MYDREGL.bit.LEDSCLK=1;
（*CPLDDREGL）=MYDREGL.all;
}
}
voidldelay（unsignedintk）
{
while（k>0）
{
k--;
delay（5000）;
}
}
voiddelay（unsignedintt）
{
while（t>0）
t--;
}
升级会员 