基于DSP的動態(tài)信號分析儀的研究與開發(fā)
發(fā)布時間:2021-04-30 11:01
本文的主要工作是研究和開發(fā)了一種基于數(shù)字信號處理器(DSP)的新一代動態(tài)信號分析儀。通過DS P應(yīng)用系統(tǒng)程序設(shè)計(jì)、數(shù)字信號處理算法程序設(shè)計(jì)、復(fù)雜可編程邏輯器件(CPLD)譯碼和分頻程序設(shè)計(jì),完成了對四路模擬信號的實(shí)時采樣,實(shí)現(xiàn)了基本的數(shù)字信號分析功能。具體研究內(nèi)容如下:對高性能的DSP芯片TMS320C6713進(jìn)行了深入的研究,使用DSP/BIOS工具對DSP的片內(nèi)存儲器、擴(kuò)展的直接存儲器訪問(EDMA)、多通道緩沖串口(McBSP)等硬件進(jìn)行配置,用鎖相環(huán)技術(shù)提高DSP以及外圍設(shè)備的工作時鐘,在線的情況下通過編程對系統(tǒng)的工作時鐘進(jìn)行控制。設(shè)計(jì)了串行的24位Σ-Δ型模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片ADS1271分別在幀同步和SPI串行接口方式下與TMS320C6713提供的外圍設(shè)備McBSP的接口控制程序,實(shí)現(xiàn)了模數(shù)轉(zhuǎn)換器和DSP的串行通信。采用了EDMA實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)搬移,通過USB2.0與上位機(jī)通信,用硬件中斷管理解決了中斷嵌套的問題,以及CPLD程序設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)譯碼和分頻功能。在DSP芯片內(nèi)實(shí)現(xiàn)了數(shù)字信號處理的一些基本的算法,可以作快速傅立葉變換(FFT)、加窗、功率譜估計(jì)、有限脈沖響應(yīng)(FIR)低通濾波器、...
【文章來源】:南京航空航天大學(xué)江蘇省 211工程院校
【文章頁數(shù)】:82 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
1.1 課題研究的目的和意義
1.2 數(shù)據(jù)采集與處理的發(fā)展現(xiàn)狀
1.3 本論文研究的內(nèi)容
第二章 多通道動態(tài)信號分析儀總體設(shè)計(jì)及功能介紹
2.1 引言
2.2 多通道信號分析儀總體設(shè)計(jì)
2.2.1 多通道動態(tài)信號分析儀的總體結(jié)構(gòu)
2.2.2 多通道動態(tài)信號分析儀的子系統(tǒng)及組成
2.3 系統(tǒng)芯片選型及介紹
2.3.1 數(shù)字信號處理器-TM5320C6713
2.3.2 模數(shù)轉(zhuǎn)換器-AD51271
2.3.3 復(fù)雜可編程邏輯器件-CPLD
2.3.4 通用串行總線U582.0-CY7C68013
2.3.5 存儲器-MT48LC8M16A2&AM29LV8008
2.2.6 動態(tài)信號分析儀設(shè)計(jì)技術(shù)指標(biāo)
2.4 本章小結(jié)
第三章 動態(tài)信號分析儀系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集部分程序設(shè)計(jì)
3.1 引言
3.2 程序設(shè)計(jì)環(huán)境介紹
3.2.1 CCS 開發(fā)環(huán)境
3.2.2 ISE 工程管理器-Project Navigator
3.3 動態(tài)信號分析系統(tǒng)的DSP 程序設(shè)計(jì)
3.3.1 程序總體結(jié)構(gòu)
3.3.2 DSP 的初始化
3.3.3 模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊控制程序設(shè)計(jì)
3.3.4 DSP 主程序設(shè)計(jì)
3.4 CPLD 中的程序設(shè)計(jì)
3.4.1 CPLD 譯碼功能的軟件實(shí)現(xiàn)
3.4.2 CPLD 分頻功能的軟件實(shí)現(xiàn)
3.5 實(shí)驗(yàn)結(jié)果
3.6 本章小結(jié)
第四章 動態(tài)信號分析系統(tǒng)信號處理程序設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)
4.1 引言
4.2 快速傅立葉變換(FFT)算法的DSP 程序?qū)崿F(xiàn)
4.3 加窗的DSP 程序設(shè)計(jì)及實(shí)現(xiàn)
4.4 功率譜估計(jì)
4.5 動態(tài)測試信號抽取和頻率細(xì)化的實(shí)現(xiàn)
4.5.1 動態(tài)測試信號抽取功能的設(shè)計(jì)
4.5.2 頻率細(xì)化(ZOOM)的實(shí)現(xiàn)
4.6 本章小結(jié)
第五章 總結(jié)與展望
5.1 本文的主要工作和貢獻(xiàn)
5.2 后續(xù)研究工作展望
參考文獻(xiàn)
致謝
攻讀碩士期間發(fā)表的主要論文
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]Σ-Δ模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換器綜述[J]. 張媛媛,姜巖峰. 微電子學(xué). 2006(04)
[2]DSP在圖像高速采集中的應(yīng)用[J]. 柳偉生,孫秋柏,吳慶洪,李健兵. 自動化技術(shù)與應(yīng)用. 2005(12)
[3]實(shí)時圖像處理系統(tǒng)中EDMA實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)搬移[J]. 李寶林,黃席樾,楊尚罡,劉欣. 信息技術(shù). 2005(09)
[4]TMS320C6000系列DSP的SPI接口設(shè)計(jì)[J]. 陳明意. 武漢化工學(xué)院學(xué)報(bào). 2004(02)
[5]基于TMS320C6711處理器的存儲體系設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J]. 白建軍,屠海蓉. 裝備指揮技術(shù)學(xué)院學(xué)報(bào). 2004(02)
[6]Σ-Δ模數(shù)轉(zhuǎn)換器工作原理及應(yīng)用[J]. 闕大順,高勇,王燕莉. 武漢理工大學(xué)學(xué)報(bào)(交通科學(xué)與工程版). 2003(06)
[7]通過SPI接口協(xié)議實(shí)現(xiàn)DSP與其它設(shè)備的通信[J]. 張銳. 國外電子元器件. 2003(08)
[8]淺談TMS320C6000中斷程序的實(shí)現(xiàn)方法[J]. 楊輝,秦品健. 信息技術(shù). 2002(09)
[9]從TMS320C6000EDMA的結(jié)構(gòu)來理解和優(yōu)化其應(yīng)用(連載二)[J]. 丁剛. 無線電工程. 2002(08)
[10]從TMS320C6000EDMA的結(jié)構(gòu)來理解和優(yōu)化其應(yīng)用(連載一)[J]. 丁剛. 無線電工程. 2002(07)
本文編號:3169406
【文章來源】:南京航空航天大學(xué)江蘇省 211工程院校
【文章頁數(shù)】:82 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
1.1 課題研究的目的和意義
1.2 數(shù)據(jù)采集與處理的發(fā)展現(xiàn)狀
1.3 本論文研究的內(nèi)容
第二章 多通道動態(tài)信號分析儀總體設(shè)計(jì)及功能介紹
2.1 引言
2.2 多通道信號分析儀總體設(shè)計(jì)
2.2.1 多通道動態(tài)信號分析儀的總體結(jié)構(gòu)
2.2.2 多通道動態(tài)信號分析儀的子系統(tǒng)及組成
2.3 系統(tǒng)芯片選型及介紹
2.3.1 數(shù)字信號處理器-TM5320C6713
2.3.2 模數(shù)轉(zhuǎn)換器-AD51271
2.3.3 復(fù)雜可編程邏輯器件-CPLD
2.3.4 通用串行總線U582.0-CY7C68013
2.3.5 存儲器-MT48LC8M16A2&AM29LV8008
2.2.6 動態(tài)信號分析儀設(shè)計(jì)技術(shù)指標(biāo)
2.4 本章小結(jié)
第三章 動態(tài)信號分析儀系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集部分程序設(shè)計(jì)
3.1 引言
3.2 程序設(shè)計(jì)環(huán)境介紹
3.2.1 CCS 開發(fā)環(huán)境
3.2.2 ISE 工程管理器-Project Navigator
3.3 動態(tài)信號分析系統(tǒng)的DSP 程序設(shè)計(jì)
3.3.1 程序總體結(jié)構(gòu)
3.3.2 DSP 的初始化
3.3.3 模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊控制程序設(shè)計(jì)
3.3.4 DSP 主程序設(shè)計(jì)
3.4 CPLD 中的程序設(shè)計(jì)
3.4.1 CPLD 譯碼功能的軟件實(shí)現(xiàn)
3.4.2 CPLD 分頻功能的軟件實(shí)現(xiàn)
3.5 實(shí)驗(yàn)結(jié)果
3.6 本章小結(jié)
第四章 動態(tài)信號分析系統(tǒng)信號處理程序設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)
4.1 引言
4.2 快速傅立葉變換(FFT)算法的DSP 程序?qū)崿F(xiàn)
4.3 加窗的DSP 程序設(shè)計(jì)及實(shí)現(xiàn)
4.4 功率譜估計(jì)
4.5 動態(tài)測試信號抽取和頻率細(xì)化的實(shí)現(xiàn)
4.5.1 動態(tài)測試信號抽取功能的設(shè)計(jì)
4.5.2 頻率細(xì)化(ZOOM)的實(shí)現(xiàn)
4.6 本章小結(jié)
第五章 總結(jié)與展望
5.1 本文的主要工作和貢獻(xiàn)
5.2 后續(xù)研究工作展望
參考文獻(xiàn)
致謝
攻讀碩士期間發(fā)表的主要論文
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]Σ-Δ模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換器綜述[J]. 張媛媛,姜巖峰. 微電子學(xué). 2006(04)
[2]DSP在圖像高速采集中的應(yīng)用[J]. 柳偉生,孫秋柏,吳慶洪,李健兵. 自動化技術(shù)與應(yīng)用. 2005(12)
[3]實(shí)時圖像處理系統(tǒng)中EDMA實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)搬移[J]. 李寶林,黃席樾,楊尚罡,劉欣. 信息技術(shù). 2005(09)
[4]TMS320C6000系列DSP的SPI接口設(shè)計(jì)[J]. 陳明意. 武漢化工學(xué)院學(xué)報(bào). 2004(02)
[5]基于TMS320C6711處理器的存儲體系設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J]. 白建軍,屠海蓉. 裝備指揮技術(shù)學(xué)院學(xué)報(bào). 2004(02)
[6]Σ-Δ模數(shù)轉(zhuǎn)換器工作原理及應(yīng)用[J]. 闕大順,高勇,王燕莉. 武漢理工大學(xué)學(xué)報(bào)(交通科學(xué)與工程版). 2003(06)
[7]通過SPI接口協(xié)議實(shí)現(xiàn)DSP與其它設(shè)備的通信[J]. 張銳. 國外電子元器件. 2003(08)
[8]淺談TMS320C6000中斷程序的實(shí)現(xiàn)方法[J]. 楊輝,秦品健. 信息技術(shù). 2002(09)
[9]從TMS320C6000EDMA的結(jié)構(gòu)來理解和優(yōu)化其應(yīng)用(連載二)[J]. 丁剛. 無線電工程. 2002(08)
[10]從TMS320C6000EDMA的結(jié)構(gòu)來理解和優(yōu)化其應(yīng)用(連載一)[J]. 丁剛. 無線電工程. 2002(07)
本文編號:3169406
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