信息与通信]基于dsp信号发生器的设计

信息与通信]基于dsp信号发生器的设计内容摘要：

刻的了解信号发生器的工作原理。 DSP 信号发生器的总体构成 信号发生器总体设计原理框图如图 21 所示。 图 21 总设计原理框图 用户首先通过键盘输入波形参数，实现了波形的选择和频率相位的设定，通过键盘和 DSP 的接口将波形参数送往 DSP 进行处理。 DSP 获取信息之后，从 RAM 中提取相应 地数据信息，进行处理，并将处理结果送往 DA转化输出部分。 由于 DSP 所处理的数据电平标准与 DA转换器的电平标准不一致，进行转换后将数据送入锁存器，经 DA转换成模拟量数据后输出。 LCD 显示部分的锁存器先将数据转换输出部分的结果锁存，当用户开启 LCD 显示器后即可观察到所选择的波形。 DSP 芯片的选型 本次设计所选用的芯片是 TMS320C5402。 由于其低廉的价格、低功耗和高性能等特点而被广泛应用于通信和个人消费电子领域。 它是 TI 公司在 1996 年推出的定点 DSP 芯片 ,使用先进的修正哈佛结构和 8 总线结 构 ,使处理器性能得到了很大提高。 其片内集成了一个具有高度并行性的算术逻辑单元、片内外设和片内存储器等几部分。 独立的程序和结构总线 ,还允许访问程序存储器和数据存储器 ,实现并行操作。 芯片还可以在数据总线和程序总线之间传递数据 ,以便处理器在一个单一的周期也可以执行乘法累加操作、位移操作、逻辑、算术运算和访问数据和程序存储器的强大功能。 此外 ,芯片支持汇编语言和 C 语言混合编程、灵活的寻址方式和高效的流水线操作使得其适合高速实时信号处理。 谈世磊：基于 DSP 信号发生器设计 4 第三章 硬件设计 硬件组成 本系统由 TMS320C5402 DSP 芯片配 以适当的外围电路，很好的完成了要求的功能。 它主要由 DSP 主控制器，输出 D/A 通道和独立键盘等几个主要部分组成。 基于 DSP 的信号发生器的硬件结构图如图 31 所示。 图 31 信号发生器硬件结构 电源电路和晶振电路的设计 电源电路 一个完整的 DSP系统通常是由数字信号处理芯片和其他相应的外围芯片组成的，下面描述本次设计中所用到的电源电路。 TMS320VC5402 DSP 芯片采用低电压设计，并且使用双电源供电，即内核电源 CVDD和 I/O电源 DVDD。 I/O 电源采用 电源供电，而内核电源采用 供电，降低内核电源的目的是为了降低功耗。 由于 TMS320VC5402 DSP 芯片采用双电源供电，所以在使用时需要考虑它们的加电次序。 在理想情况下， DSP 芯片上的两个电源应该同时加电，但在有些场合很难做到。 若不能做到同时加电，应先对 DVDD 加电，然后再对 CVDD 加电，同时要求 DVDD 电压不超过 CVDD 电压 2V。 这个加电次序主要依赖于芯片内部静电保护电路。 内部保护电路如图 32 所示： 铜陵学院毕业论文 5 图 32 内部静电保护电路图 由 图可以看出， DVDD电压不超过 CVDD电压 2V，即 用 4 个二极管降压，而 CVDD电压不超过 DVDD电压 V，即一个二极管降压，否则可能损坏芯片。 图 33 是产生 的电源电路 图 33 产生 这个是产生 电压的电路图，考虑大部分数字系统使用的电源是 5V，图中 VCC采用 5V电压。 通过电压调节器产生 电压。 图 34 是产生 电压的电路： 谈世磊：基于 DSP 信号发生器设计 6 图 34 产生 这个是产生 电压的电路图，和产生 电压的电路相同，在考虑大部分数字系统使用的电源是 5V 的情况下，图中 VCC 采用 5V 电压。 再通过电压调节器产生 电压。 晶振电路 振荡器是用来将直流电源能量转换为一定波形的交变振荡信号能量的转换电路。 利用石英晶体的压电效应可以做成晶体谐振器。 石英晶振的固有频率十分稳定，它的温度系数（温度变化 1176。 C 所引起的固有频率相对变化量）在 106以下。 另外，石英晶振的振动具有多谐性，即除了基频振动以外，还可利用其泛音振动。 前者称基频晶体，后者称泛音晶体。 在工作频率较高的晶体振荡器中，多采用泛音晶体振荡电路。 在泛音晶振电路中，为了保证振荡器能准确地振荡在所需要的奇次泛音上，不但必须有效的抑制 掉基频和低次泛音上的寄生振荡，而且必须正确的调节电路的环路增益，使其在工作泛音频率上略大于 1，满足起振条件。 而在更高的泛音频率上都小于 1，不满足起振条件。 本次设计所用的晶振电路如图 35 所示 ： 图 35 晶振电路图 铜陵学院毕业论文 7 复位电路 在 S2 不闭合的情况下， RS为 高电平， DSP 处于正常工作状态。 当按一下 RESET键后， 就会 产生一个复位信号， TMS320C5402 的 RS就有 产生 一个低电平脉冲，实现系统 复位。 图 36 复位电路 数模转换部分设计 D/A 转换器采用 TLV5619，它是基于并行 12 位单电源 D/A 转换器。 器件在 CS 为低电平时被选中，可以实现 12 位数据的双缓冲和单缓冲两种方式。 采用双缓冲方式时，输入数据在 WE 的上升沿寄存于输入寄存器， LDAC 的低电平被锁存至 DAC锁存器，并刷新 DAC 转换器，更新输出。 为了实现数据的双缓冲，控制具有负载特性的 DAC， LDAC 必须在 WE 的上升沿呗驱动为低电平。 采用单缓冲方式时， LDAC 始终保持低电平，使 DAC 锁存器处于直通方式， WE 的上升沿锁存数据，并且刷新 DAC转换器，更新输出结果。 TLV5619 与 TMS320VC5402 的连接方式如下所示。 除了 DSP 和 DAC 芯片外，还需要一片 74AC138 作为电路的地址译码器。 DAC采用单缓冲方式，占用 DSP 芯片的资源为 0x0084H。 谈世磊：基于 DSP 信号发生器设计 8 图 37 DSP芯片与 D/A芯片的硬件电路连接图 LCD 显示电路的设计 本次设计所用的 LCD 显示器为 LCM320240，它是由北京青云公司生产的 320x240 点阵 LCD模块。 支持 4/8 位 6800/8080MPU 接口，提供中英文文字对齐功能，内含 7602 个简体中文字型，内建粗体宁形与行距设定，工作电源 ()与 DSP 兼容。 本次论文设计采用的是 6800 时序， 8位数据并行方式。 图 38为显示电路原理图。 键盘电路的设计 通过键盘可选择波形的形式，可输入不同的参数或数字而得到不同的输出结果。 此系统的键盘采用矩阵式键盘实现，如图 39 所示。 铜陵学院毕业论文 9 图 38 显示电路原理图 谈世磊：基于 DSP 信号发生器设计 10 图。