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DSP课程设计总结

（20XX-20XX学年第2学期）

题 目 ： DSP课程设计

专业班级 ： 电子08-3

学生姓名 ：

学 号 ： 

指导教师 ：

设计成绩 ：

20XX 年 6 月

目 录

一 设计目的

二 系统分析

2.1设计要求

2.2主要任务

三 硬件设计

3.1 硬件总体结构

3.2 DSP模块设计

3.3 电源模块设计

3.4 时钟模块设计

3.5 存储器模块设计

四 软件设计

4.1 软件总体流程

4.2 核心模块及实现代码

五 课程设计总结

六 参考文献

一 设计目的

1、通过设计一个功能完备，能够独立运行的精简DSP硬件系统，熟悉Altium Designer的开发应用环境，达到熟练掌握如何绘制出系统的功能框图、使用AD（Altium Designer）绘制出系统的原理图和PCB版图的目的。

2、通过数据采集处理和控制系统设计，熟悉软件CCS环境，掌握采集和处理数字信号的方法。

二 系统分析

2.1设计要求

2.1.1设计一个功能完备，能够独立运行的精简DSP硬件系统。绘制出系统的功能框图、使用AD（Altium Designer）绘制出系统的原理图和PCB版图。

2.1.2利用实验箱的模拟信号产生单元产生不同频率的信号，或者产生两个

率的信号的叠加。在DSP中采集信号，并且对信号进行频谱分析，滤波等。通过键盘选择算法的功能，将计算的信号频率或者滤波后信号的频率在LCD上显示

2.2主要任务

2.2.1在硬件系统设计中，使用word软件或者Visio软件绘制出系统的框图，要求框图能体现：具体的核心芯片（DSP、FLASH等）的名称，芯片互联的主要引脚（地址线，数据线和控制线）。根据设计的硬件系统结构，绘制系统的原理图和绘制系统的PCB板图。

2.2.2在软件设计中，对外部输入的模拟信号采集到DSP内存，会用CCS软件显示采集的数据波形。对采集的数据进行如下算法分析：

（1）频谱分析：使用fft算法计算信号的频率。

（1）对信号进行IIR滤波或FIR滤波，并且计算滤波前后信号的频率，

并且将结果在LCD上显示。

三 硬件设计

3.1 硬件总体结构

3.2 DSP模块设计

3.3 电源模块设计

3.4 时钟模块设计

3.5 存储器模块设计

四 软件设计

4.1 软件总体流程

4.2 核心模块及实现代码

4.2.1信号采集并进行AD转换

/*

;***********************************************************************

;* 北京达盛科技有限公司

;* 研 发 部

;*

;* http://www.techshine.com

;*

;*--------------------------------------------- 文件信息 ---------------

;*

;* 文件名称 : IO.C

;* 文件功能 : 该文件为测试数字量输入输出的测试程序,CPU=TMS320VC5402

;* 接口说明： 输入IN： IO的 8000H 74ls244

;* 输出OUT： IO的 8001H 74ls273

;*-----------------------------------------------------------------------

*/

//------------------头文件--------------------------------------

#include "DspRegDefine.h" //VC5402 寄存器定义

#include "stdio.h" //输入输出头文件

//---------------------------------------------------------------

/* ****************** 宏定义 ***************

************************************************************

*/

#define UCHAR unsigned char

#define UINT16 unsigned int

#define UINT32 unsigned long

#define TRUE 1

#define FALSE 0

#define OUTH 0x5555

#define OUTL 0xaaaa

#define Length 256

//---------------------------------------------------------------

/* ****************** 端口定义***************

************************************************************

*/

//---------------------------------------------------------

ioport UINT16 port8002; //定义输出io端口为0x8001;

/*

**********************************************************************

*************** 所使用的函数原型 *****************

**********************************************************************

*/

UINT16 i = 0,fft=0;

UINT16 data_buff[256];

double buff_data[256];

double data_buffim[256];

double Xr[256];

double Xi[256];

double X[256];

void cpu_init(void); //初始化CPU

extern void kfft(double pr[Length],double pi[Length],int n,int k,double fr[Length],double fi[Length],int l,int il);

void Delay(int numbers); //延迟

/*

************************************************************************

*********************** 函数定义 ******************

************************************************************************

*/

//--------------------------------------------------------------------

// 函数名称 : void cpu_init(void)

// 函数说明 : 初始化CPU

// 输入参数 : 无

// 输出参数 : 无

//--------------------------------------------------------------------

void cpu_init(void)

{

asm(" nop ");

asm(" nop ");

asm(" nop ");

*(unsigned int*)CLKMD=0x0; //switch to DIV mode clkout= 1/2 clkin

while(((*(unsigned int*)CLKMD)&01)!=0);

*(unsigned int*)CLKMD=0x77ff; //switch to PLL X 1 mode

*(unsigned int*)PMST=0x3FF2;

*(unsigned int*)SWWSR=0x7fff;

*(unsigned int*)SWCR=0x0001;

*(unsigned int*)BSCR=0xf800;

//--------------------------------------------------------------------

asm(" ssbx intm "); //Disable all mask interrupts

*(unsigned int*)IMR=0x0004; //使能int2中断

asm(" rsbx INTM"); //开总中断

*(unsigned int*)IFR=0xffff;

//--------------------------------------------------------------------

asm(" nop ");

asm(" nop ");

asm(" nop ");

}

/*

***********************************************************

- 函数名称 : void Delay(int numbers)

- 函数说明 : 延时

- 输入参数 : numbers

- 输出参数 : 无

***********************************************************

*/

void Delay(int numbers)

{

int i,j;

for(i=0;i＜4000;i++)

for(j=0;j＜numbers;j++);

}

interrupt void ExtInt2() //中断2中断子程序

{

*(unsigned int*)IFR=0xFFFF;

data_buff[i] = port8002 & 0x00ff;

i++;

if(i == 256)

{

i = 0;

}

}

/*

************************************************************

****************** 主函数 *******************

************************************************************

*/

void main()

{

//--------------CPU初始化--------------------------------

cpu_init();

for(;;)

{

}

//---------------------程序结束-----------------------

4.2.2 使用fft算法计算信号的频率。

void kfft(double pr[Length],double pi[Length],int n,int k,double fr[Length],double fi[Length],int l,int il)

{

int it,m,is,i,j,nv,l0;

double p,q,s,vr,vi,poddr,poddi;

for (it=0; it＜=n-1; it++)

{ m=it; is=0;

for (i=0; i＜=k-1; i++)

{ j=m/2; is=2*is+(m-2*j); m=j;}

fr[it]=pr[is]; fi[it]=pi[is];

}

pr[0]=1.0; pi[0]=0.0;

p=6.283185306/(1.0*n);

pr[1]=cos(p); pi[1]=-sin(p);

if (l!=0) pi[1]=-pi[1];

for (i=2; i＜=n-1; i++)

{ p=pr[i-1]*pr[1]; q=pi[i-1]*pi[1];

s=(pr[i-1]+pi[i-1])*(pr[1]+pi[1]);

pr[i]=p-q; pi[i]=s-p-q;

}

for (it=0; it＜=n-2; it=it+2)

{ vr=fr[it]; vi=fi[it];

fr[it]=vr+fr[it+1]; fi[it]=vi+fi[it+1];

fr[it+1]=vr-fr[it+1]; fi[it+1]=vi-fi[it+1];

}

m=n/2; nv=2;

for (l0=k-2; l0＞=0; l0--)

{ m=m/2; nv=2*nv;

for (it=0; it＜=(m-1)*nv; it=it+nv)

for (j=0; j＜=(nv/2)-1; j++)

{ p=pr[m*j]*fr[it+j+nv/2];

q=pi[m*j]*fi[it+j+nv/2];

s=pr[m*j]+pi[m*j];

s=s*(fr[it+j+nv/2]+fi[it+j+nv/2]);

poddr=p-q; poddi=s-p-q;

fr[it+j+nv/2]=fr[it+j]-poddr;

fi[it+j+nv/2]=fi[it+j]-poddi;

fr[it+j]=fr[it+j]+poddr;

fi[it+j]=fi[it+j]+poddi;

}

}

if (l!=0)

for (i=0; i＜=n-1; i++)

{ fr[i]=fr[i]/(1.0*n);

fi[i]=fi[i]/(1.0*n);

}

if (il!=0)

for (i=0; i＜=n-1; i++)

{ pr[i]=sqrt(fr[i]*fr[i]+fi[i]*fi[i]);

if (fabs(fr[i])＜0.000001*fabs(fi[i]))

{ if ((fi[i]*fr[i])＞0) pi[i]=90.0;

else pi[i]=-90.0;

}

else

pi[i]=atan(fi[i]/fr[i])*360.0/6.283185306;

}

}

使用FFT进行运算后的波形

4.3求系统单位脉冲响应h（n）

void firdes(double npass)

{

int t;

for (t=0; t＜FLen; t++)

{

h[t] = sin((t-(FLen-1)/2.0)*npass*pi)/(pi*(t-(FLen-1)/2.0));

}

if (t == ((FLen-1)/2)) h[t]=npass;

}

4.4对信号进行FIR滤波

interrupt void int2()

{

in_x[m] = port8002;

in_x[m] &= 0x00FF;

m++;

intnum = m;

if (intnum == Len)

{

intnum = 0;

xmean = 0.0;

for (i=0; i＜Len; i++)

{

xmean = in_x[i] + xmean;

}

xmean = 1.0*xmean/Len;

for (i=0; i＜Len; i++)

{

x[i] = (double)(in_x[i] - xmean);

}

for (i=0; i＜Len; i++)

{

for (p=0; p＜FLen; p++)

{

xmid[FLen-p-1] = xmid[FLen-p-2];

}

xmid[0] = x[i];

r = 0;

rm= 0;

for (j=0; j＜FLen; j++)

{

r = xmid[j] * h[j];

rm = rm + r;

}

y[i] = rm;

}

m=0;

flag = 1;

}

}

滤波后的波形

五 课程设计总结

通过这次数字信号课程设计，我觉得学到了很多东西。它让我懂得了什么是课程设计，为我们以后的毕业设计打下了一些基础。更重要的是通过这次课程设计，我多少清楚了在以后的工作中我们这个专业能做些什么，也为我们以后的工作积累了一些经验，很有意义。

在课程设计开始时，我还不是很明白我们到底要做些什么，或者说怎么去实现。因为不知道DSP原理图和PCB图，也没接触过protel DXP软件和CCS软件。但是大家都差不多，都会有这种感觉的。车到山前必有路，有路必有大众车。在宋博士的一步步带领和指导下，我们也几乎能跟上，比如，在课程设计一中，在老师的指导下，我至少明白了我们到底要做些什么，实现步骤是什么，也就是说实验目的和实验步骤明确了。由于还不熟悉软件的使用，所以具体实现还是遇到很多问题，比如说课程设计一中遇到了以下问题。一是如何创建自己的原理图并增加到原理图库个中，二是封装元件时，对不同的元件要用什么来封装，特别是对电容和非们的封装。三是布线时由于布局不好，所以布线虽然完成了，但布线很不整齐紧凑。等等一些问题。最后在老师和同学的指导和帮助下，但几乎解决了。特别是布线这一环节中，我花了很多时间进行了第二次布线，虽然还是不是十分完美，但感觉比第一次好多了，毕竟有了第一次布线的经验。最后再画板铺铜，总算完成了。至少知道了设计一个硬件系统，需要先设计结构框图，再画出原理图，再进行布线，最后画板铺地铺电源层等。

第二个软件设计实验比较难，主要是算法的实现比较难。比如FFT变换的实现和卷积的实现等。但在老师的讲解下，大部分都明白了，至于fft的实现，以后再研究。至少明白了这个课程设计的流程，即先进行采集外部信号并进行A/D转换，将转换后的信号采集到DSP内存，会用CCS软件显示采集的数据波形，使用fft算法计算信号的频率对信号进行卷积运算IIR滤波或FIR滤波等。

老师说过，如果我们这次课程设计能拿到九十分以上还找不到工作的话，他负责给我们找，。确实，如果我们能把这个课程设计做出来，并且几乎弄懂了，那以后找工作真不愁了。通这次课程设计，把理论运用于实践，使得我们加深了对理论知识的理解，锻炼了思考问题分析问题和解决问题的能力，收益很多，特别是把PCB板画出了，很高兴。这次实践为我们以后的毕业设计打下了一些基础，也为我们以后的工作积累了一些经验。

这次课程设计，我们四个班几乎都是有宋博士你带领，并且连续工作四个小时，所以老师你辛苦了。

六 参考文献

《DSP系统设计和BIOS编程即应用实例》机械工业出版社 赵加祥

《跟我学Protel DXP电路设计与制版》人民邮电出版社 甘登岱

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1两周的课程设计结束了，在这次的课程设计中不仅检验了我所学习的知识，也培养了我如何去把握一件事情，如何去做一件事情，又如何完成一件事情。在设计过程中，与同学分工设计，和同学们相互探讨，相互学习，相互监督。学会了…

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