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基于DSP的数字信号发生器设计

作　者: 王正刚
导　师: 徐志良；黄成
学　校: 南京理工大学
专　业: 检测技术与自动化装置
关键词: ATMega128单片机 TMS320F2812DSP 双口RAM 数字信号发生器 人机交互
分类号: TP368.12
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
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内容摘要


本文简要介绍了信号发生器的研究现状及发展状况,详细阐述了传统信号发生器和数字信号发生器的设计原理。从功能、成本、体积、重量上讲述了数字信号发生器的特点和优越性。在此基础上给出了系统设计的整体方案,包括硬件和软件设计方案;并对这两部分做了进一步的阐述。系统硬件电路的设计主要包括系统电源电路的设计、CPU及其外围电路的设计、人机交互接口电路的设计、双口RAM电路的设计等。本系统采用双CPU结构,由ATMega128单片机实现人机交互和TMS320F2812DSP实现波形发生这两部分构成。系统的软件设计主要包括三部分:外设模块驱动程序的设计、系统处理主程序设计、数字量波形信号的算法设计。各模块驱动程序的设计为系统硬件提供了访问函数的接口,便于系统功能的实现;系统处理主程序设计主要包括双CPU之间的通信以及数字量波形信号的产生与显示。数字量波形信号的产生是由DSP的定时中断服务程序来实现的,定时器每隔1ms产生一次中断,定时输出阶跃、等速、正弦三种数字量波形信号,用于测试数字伺服系统及其它测量电路的各项性能指标。经过软、硬件的调试,数字信号发生器所产生的三种波形信号具有精度高,波形稳定,失真小的特点;并且系统工作可靠稳定,操作简单实用,具有很好的应用前景。

全文目录


摘要  3-4
Abstract  4-7
1 绪论  7-11
  1.1 课题的应用背景  7
  1.2 信号发生器发展状况  7-9
  1.3 本课题的研究目的  9-10
  1.4 论文的主要研究内容  10-11
2 数字信号发生器总体设计  11-26
  2.1 概述  11
  2.2 信号发生器方案综述  11-14
    2.2.1 传统信号发生器的设计原理  11-14
    2.2.2 数字信号发生器的设计原理  14
  2.3 数字信号发生器的总体方案设计  14-17
    2.3.1 数字信号发生器的性能指标  14-15
    2.3.2 系统总体方案设计  15-17
  2.4 硬件设计方案  17-21
    2.4.1 主处理器模块  17-18
    2.4.2 人机交互模块  18-20
    2.4.3 双口RAM模块  20
    2.4.4 CAN通信模块  20
    2.4.5 串口通信模块  20-21
  2.5 软件设计方案  21-25
    2.5.1 系统整体设计  22
    2.5.2 人机交互软件方案  22-24
    2.5.3 双口RAM通信软件方案  24-25
    2.5.4 CAN通信软件方案  25
  2.6 本章小结  25-26
3 数字信号发生器的硬件设计  26-42
  3.1 系统的硬件总体设计  26-30
    3.1.1 主控芯片的介绍  26-30
    3.1.2 系统硬件整体结构  30
  3.2 系统各个模块的硬件设计  30-41
    3.2.1 控制板电源电路设计  30-32
    3.2.2 CPU及其外围电路设计  32-37
    3.2.3 键盘、显示电路设计  37-39
    3.2.4 双口RAM通信电路设计  39-40
    3.2.5 CAN模块电路设计  40-41
    3.2.6 串口模块电路设计  41
  3.3 本章小结  41-42
4 数字信号发生器的软件设计  42-65
  4.1 系统外设模块驱动程序设计  42-61
    4.1.1 软件开发调试工具  42-44
    4.1.2 DSP的初始化  44-48
    4.1.3 CAN通信模块的软件设计  48-50
    4.1.4 双口RAM通信模块的软件设计  50-54
    4.1.5 键盘、LCD显示驱动设计  54-61
  4.2 系统处理主程序设计  61-64
    4.2.1 键盘执行波形发生的软件设计  61-62
    4.2.2 系统功能实现的软件设计  62-64
  4.3 本章小结  64-65
5 数字量波形信号的实现  65-76
  5.1 定时中断服务程序  65-66
  5.2 数字量波形信号的算法设计  66-75
    5.2.1 阶跃信号  66-67
    5.2.2 等速信号  67-72
    5.2.3 正弦信号  72-75
  5.3 本章小结  75-76
6 系统调试及其结果分析  76-80
  6.1 数字信号发生器输出信号的比较分析  76-78
  6.2 结果分析  78-80
7 系统设计的结论与展望  80-82
  7.1 结论  80
  7.2 不足与展望  80-82
致谢  82-83
参考文献  83-86
附录A:数字信号发生系统的电路原理图  86-87
附录B:数字信号发生系统的硬件实物图  87

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中图分类: > 工业技术 > 自动化技术、计算机技术 > 计算技术、计算机技术 > 微型计算机 > 各种微型计算机 > 微处理机
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