第8.0章__DSP技术典型应用实例

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第8章 DSP技术典型应用实例 第8章 DSP技术典型应用实例

8.1 DSP最小系统电路设计8.2 正弦波信号发生器设计 8.3 语音信号采集 8.4 步进电动机的DSP控制 8.5 Matlab语言在DSP设计中的应用

本章小结习题

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第8章 DSP技术典型应用实例

8.1 DSP最小系统电路设计8.1.1 TMS320C5409芯片C5490内部具有16K×16bit的ROM和32K×16bit的RAM。 芯片内部RAM和ROM可根据PMST寄存器中的OVLY、DROM 位灵活设置。数据区，00H~5FH为存储器映射寄存器， 60H~70H为双寻址RAM(DARAM),80H~1FFFH为DARAM, 2000H~7FFFH为单寻址RAM(SARAM)。当DROM=1时，内部 的C000H~FFFFH同时被映射在数据区。当OVLY=1时，内部的 80H~1FFFH和2000H~7FFFH同时被映射为程序区。FF80H开始 存储固有的中断矢量，当芯片工作在微计算机模式时，起始地 址为C000H的16K×16bit ROM也被映射到程序区。 C5409具有一个可屏蔽存储器保护选项，用来保护片内存 储器的内容。当选定此项时，所有外部产生的指令都不能访问 片内存储器空间。2016年1月10日 2

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8.1.2 JTAG仿真口的连接 JTAG仿真口连接需要和仿真器上给出的端子一致。 如果DSP 和仿真器之间的连接电缆超过 6in,采用如图所示接法， 在数据传输端加一驱动。在大多数情况下，只要板子和仿真器之 间的连接电缆不超过6in,数据传输端可不加驱动。DSP的EMU0 和EMU1端需要用电阻上拉，推荐阻值为4.7kΩ或10kΩ。

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第8章 DSP技术典型应用实例 8.1.3 电源转换芯片 在TI公司的DSP系列中，C2xx系列、C54x采用单一5V电源 供电；而C54xx采用3.3V和1.8V电源供电，其中I/O采用3.3V电 源供电，芯片内核电压采用1.8V电源供电。而实际常用的只有 5V电源，所以必须采用电源转换芯片。 TPS73xx系列是TI公司为了配合DSP而设计的电源转换芯片， 下面着重介绍TPS7301的应用，其硬件接线如图所示。

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第8章 DSP技术典型应用实例 8.1.4 时钟信号的接入

C54xx 系列时钟端子为 X1 和 X2/CLKIN ,如果采用无源晶振， 用这两个端子就可以了，接法如图 8.4(a) 所示。如果采用有源晶 振，直接连接X2端子，接法如图8.4(b)所示。

图8.4 晶振的接线图

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8.2 正弦波信号发生器设计正弦波信号发生器已被广泛地应用于通信、仪器仪表和 工业控制等领域的信号处理系统中。 用DSP实现正弦波信号发生器通常有三种方法： (1) 查表法 将某个频率的正弦/余弦值计算出来后制成一个表， 通过查表的方式来实现正弦波，主要用于对精度要求不很高 的场合。 (2) 泰勒级数展开法 根据泰勒展开式进行计算来实现正弦信号， 它能精确地计算出一个角度的正弦和余弦值

,且只需要较小 的存储空间。 (3) 迭代法 利用数字震荡器通过迭代方法产生正弦信号。 本节主要介绍用泰勒级数展开法来实现正弦波信号。2016年1月10日 6

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第8章 DSP技术典型应用实例 8.2.1 产生正弦波的算法 正弦函数和余弦函数可以展开成泰勒级数，其表达式：

取泰勒级数的前5项，得近似计算式：

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由式(3)和由式(4)可推导出递推公式：

sin(nx) = 2cos(x)sin[(n-1)x]-sin[(n-2)x] cos(nx) = 2cos(x)sin[(n-1)x]-cos[(n-2)x]

(5) (6)

由递推公式可以看出，在计算正弦和余弦值时, 需要已知cos(x)、sin(n-1)x、sin(n-2)x和cos(n-2)x。

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8.2.2 正弦波的DSP实现1.计算一个角度的正弦值

计算一个角度x的正弦值，可利用泰勒级数的展开式，采 用子程序的调用方式来实现。 在调用前先在数据存储器d_xs单元中存放x的弧度值，计 算结果存放在d_sinx单元中。程序中要用到一些存储单元存放数据和变量，存储单 元的分配如下： d_xs:x; d_squr_xs: x2 d_temp_s:暂存； d_sinx:计算结果sinx c_1_s:7FFFh (数值1);d_coef_s :泰勒系数2016年1月10日 9

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图8.3计算正弦值存储单元的分配 程序清单sinx.asm: .title “sinx.asm” .mmregs ;定义符号 .def start ;定义符号 .ref sin_start,d_xs,d_sinx ;建立堆栈 STACK: .usect “STACK”,102016年1月10日 10

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第8章 DSP技术典型应用实例 start: STM #STACK+10,SP ;设置堆栈指针 ；设置页指针 LD #d_xs,DP ;x→d_xs ST #6487H,d_xs ;调用子程序 CALL sin_start end: B end ;子程序 sin_start: ;定义符号 .def sin_start d_coef_s .usect “coef_s”,4 ;定义数据空间存放系数 ；定义程序空间存放系数 .data ;c1=1/(8 9) table_s: .word 01C7H ;c2=1/(6 7) .word 030BH ;c3=1/(4 5) .word 0666H ;c4=1/(2 3) .word 1556H d_xs .usect “sin_vars”,1 ;定义1个数据空间存放x d_squr_xs .usect “sin_vars”,1 ;定义1个数据空间存放x2 d_temp_s .usect “sin_vars”,1 ;定义1个暂存单元 d_sinx .usect “sin_vars”,1 ;定义数据空间存放结果 2016年1月10日 1 c_1_s .usect “sin_vars”,1 ;定义数据空间存放数值 11

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第8章 DSP技术典型应用实例 .text SSBX STM RPT MVPD STM STM STM ST SQUR ST || LD MASR MPYA2016年1月10日 12

FRCT #d_coef_s,AR4 #3 #table_s,*AR4+ #d_coef_s ,AR2 #d_xs,AR3 #c_1_s,AR5 #7FFFH,c_1_s *AR3+,A A,*AR3 *AR5,B *AR3+,*AR2+,B,A A

;设置小数运算 ；设置系数表首地址 ；设置重复操作次数 ；向系数表传送泰勒系数 ；系数表首地址送AR2

;x单元地址送AR3;数值1地址送AR5 ;将数值1送c_l_s单元 ；求x的平方值 ；x2值存入d_squr_xs单元 ；B=1 ;A=1-x2/72,T=x2

;A=T A= x2(1-x2

/72)

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STH MASRMPYA ST || LD MASR

;(d_temp_s)=x2(1-x2/72) A,*AR3 ;A=1-x2/42(1-x2/72) *AR3-,*AR2+,B,A ;T= x2(1-x2/72) ;B=x2(1-x2/42(1-x2/72)) *AR3+ ;(d_temp_s)=x2(1-x2/42(1-x2/72)) B,*AR3 ;B=1

*AR5,B *AR3-,*AR2,B,A

MPYA ST || LD MASRMPYA STH RET .end

*AR3+ x2/72))) B,*AR3 *AR5,B *AR3-,*AR2,B,A

;A=1-x2/20(1-x2/42(1-x2/72)) ;B=x2(1-x2/20(1-x2/42(1;(d_temp_s)=B=… ;B=1

;A=1-x2/6(1-x2/20(1-x2/42(1-x2/72))) d_xs ;B=x(1-x2/6(1-x2/20(1-x2/42(1-x2/72)))) B,d_sinx ;计算sinx结果存入d_sinx单元 ；子程序返回13

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第8章 DSP技术典型应用实例 2.计算一个角度的余弦值 计算一个角度x的余弦值，可利用泰勒级数的展开式(8.4), 并采用子程序的调用方式来实现。 计算余弦值与计算正弦值相同。 存储单元分配图：程序存储器 数据存储器 d_xc d_squr_xc d_temp_c d_cosx c_1_c d_coef_c

x x2 cosx 7FFFH c1=0249H c2=0444H c3=0AABH c4=4000hH

table_c

c1=1/(7 8) c2=1/(5 6) c3=1/(3 4) c4=1/2

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3.正弦波的实现实现步骤如下： (1)利用sin_start和cos_st …… 此处隐藏：2806字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……