基于DSP的信号采集与处理系统的设计与实现

发布时间：2020-04-12 01:14

【摘要】： 随着信息科学的迅猛发展,数字信号处理已成为一门关键技术,而数字信号处理器(DSP)芯片的出现为实现数字信号处理算法提供了可能。DSP芯片存储系统采用了哈佛结构,并使用多级流水线技术,以其强大的数据处理功能在通信和信号处理等领域得到了广泛应用,成为研究的热点。 本文论述了一种基于数字信号处理器(DSP)的数据采集与处理系统的设计方案,并给出了具体的软硬件实现。系统使用TI公司的TMS320LF2407A型号的DSP芯片作为核心处理器,实现了控制A/D采样、处理采样数据、显示处理结果并响应按键等功能。论文主要从以下几个方面论述整个系统的设计方案: (1)分析了系统进行可行性,包括简要的理论基础,处理器和开发板的选型,系统性能参数的设定等。 (2)详细研究了系统理论基础,包括谱分析原理,误差分析,以及2048点实序列FFT变换在DSP上高效实现(节省时间和空间)。 (3)设计了系统硬件电路,包括前端输入信号调理电路和抗混叠滤波电路的设计及实现,开发板硬件资源分配(包括存储器分配,ADC模块配置等),和液晶接口、键盘接口的实现。 (4)实现了系统软件设计,包括整个系统程序流程的设计,各个模块应用程序的实现,.cmd文件的配置,FLASH下载以及系统指标参数、频率分辨率和采样频率的设定。 (5)论证了系统算法的正确性和系统性能的精确性,从理论、实验数据分析、以及Matlab仿真等多角度分析了实验结果,并给出了改进的方案和可行性分析。 从整体上看,所设计的系统,合理地实现了信号采集和处理系统的功能。其设计方法简便可行,可作为廉价的信号采集平台,或者稍加改进作为简易数字示波器或频谱分析仪器。
【图文】：

液晶显示模块组成。模拟信号经过抗混叠滤波器处理后用刀D进行采样转换成数据流，在DsP的控制下进行时域和频域处理【’7]。在液晶屏中显示信号波形和频域分析结果。其系统结构框图如图2一1所示。模拟信号调理电路抗混叠之波处理采样数字信号处理实现液品显示图2一1信号采集与处理系统流程图 2.2TMS320LF2407A系列DSP概述自从TI于1982年推出第一款DSP以来，处理器的技术水平得到了巨大的提高，也缔造了TI公司在数字信号处理器领域中的稳固地位[’8]。如图2一2。...报赞砚趁力平六 六图2一 2TMS320系列数字信号处理器平台从一般性的应用到特殊应用，TI公司推出的TMS32O系列DSP覆盖了非常广的应用领域。用户必须充分理解各类数字信号处理器的特点和适用领域，刁‘

2.2.1本课题DSP处理器的选型根据本课题控制系统的实际需要，结合考虑DSP的综合性能评价指标，本系统采用 TMS320LF2407ADSP芯片，硬件电路板如图2一3。图2一 3DSP一TMS320LF24O7A硬件电路板处理器选型的主要原因在于[2’】:①有效减少系统外围接口芯片电路。系统拟采用TI公司的TMs320LF2407A芯片，其内部带有复位监控单元(wDT)I22]，数/模(刀D)单元和通讯接口(ScI)单元。这样便可有效地减少系统体积，，简化电路设计，方便调试，提高设计的可靠性、稳定性，这使得研发人员集中精力于数字信号处理算法的设计、优化和分析。②易于数字信号处理的实现[23]，方便扩展系统功能。由于DsP器件主要是为了满足数字信号处理任务要求而开发的，因此其硬件结构特点(如内部带有硬件乘法器、累加器，采用流水线工作方式和并行结构等)决定了DSP更适应
【学位授予单位】：武汉理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2009
【分类号】：TP368.12

【参考文献】

相关期刊论文 前6条

1 王淑芳,张国英,马景兰,高艳铃,张福斌,李致荣;基于DSP的数据采集系统开发与实现[J];北京石油化工学院学报;2005年01期

2 徐淑正 ,汪蕙 ,杨华中 ,许宏吉;TMS320C30与A/D和D/A接口的设计[J];电子技术应用;2002年06期

3 胡琥,万秋玉,周彤;FIR数字滤波器的DSP实现[J];哈尔滨理工大学学报;2004年01期

4 周金治;基于Matlab与DSP的FIR数字滤波器软硬件实现[J];现代电子技术;2005年17期

5 伍小芹;吴秋丽;;FIR数字滤波器在DSP上的实现[J];现代电子技术;2007年01期

6 文玮玮,董金明;数字滤波器在定点DSP上的实现[J];遥测遥控;2002年01期

本文编号：2624083