28335 - DSP实验报告

XXXXXX大学

研究生实验报告

课程名称： DSP技术应用 综合设计名称：电量参数计算和发送

学生姓名： 班级学号： 学科名称：

2012年5月25日

研究生实验报告

一、综合实验题目和要求

1、实验设计要求

要求1：对给定的波形信号，采用

TMS320F28335的浮点功能计算该信号的以下时域参数：信号的周期T（频率f也需要计算），信号的均方根大小Vrms、平均值Vavg（即直流量）、峰峰值Vpp。

其中，均方根Vrms的计算公式（数字量的离散公式）如下：

NV12rms?N?u(i) i式中，N为采样点数，u(i)为采样序列中的第i个采样点。

要求2：所设计的软件需要计算采样的波形周期个数，并控制采样点数大于1个波形周期，小于3个波形周期大小。

要求3：对采样的数据通过串口发送至PC界面。 2、实验目的

主要考核学生对TMS320F28335浮点处理器、A/D模块、SCI模块和信号时域分析等知识的掌握。

产生的波形可选择正弦波，也可以是其它任意波形。如果波形中添加了随机噪声，则建议采用软件设计中加入数字滤波算法，否则可能计算中产生较大的误差。

实验所需的频率不能太大，（建议范围：10Hz~100kHz），采样点建议在256点左右（自己任意设定也可，不少于32点）。

二、硬件框图

JTAG口PC机USB仿真器SEED-DTK29335综合实验系统SCI接口LCDAD接口DSP信号发生器小键盘

图1 系统硬件框图

图1 给出了该综合实验的硬件框图，首先通过小键盘设置波形的参数，包括频率、幅值以及波形等。然后通过信号发生器产生模拟信号，由DSP28335的AD通道6进行采样处理。DSP与PC机之间通过串口进行通信，由DSP28335的SCIb通道处理。

ADC模块有16个转换通道，可配置成两个独立的8通道转换模块，分别对应于管理器A和B，根据用户需求，两个独立的8通道转换模块可以级联成一个8通道模块，在ADC模块中尽管可以多通道输入和有两个排序器，但只有一个A/D转换器可以。

两个8通道模块可以自动对一系列转换进行排序，而且每个模块都可以通过多路复用开关选择任何一个通道。在级联模式下，自动排序器将作为一个单一的8通道排序器。对于每个排序器，当转换结束时，选择通道的转换结果被储存在相应的结果寄存器中。在DSP28335，自动排序模式允许用户对统一通道进行多次采样。模拟输入与数字输

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出的关系如下

数字输出值＝4095?模拟输入值-ADCLO3

系统控制模块高速预定标器系统时钟ADC模块高速外设时钟ADCINA0.模Result Reg0.拟.开Ｓ/H-AResult Reg1.ADCINA7关.12位.ADCResult Reg7模块ADCINB0Result Reg8模.拟.开Ｓ/H-B.ADCINB0关Result Reg15S/WADC控制寄存器S/WGPIO/XINT2_EVAADCSOCSOC排序器１排序器１SOCEVB图2 ADC模块结构框图

外设时钟HSPCLK通过ADCTRL3寄存器的SDCCLKPS(3:0)位分频，然后再通过通过ADCTRL1寄存器中的CPS位进行二分频。另外，ADC模块还可以通过扩展采样/

获取周期，调整信号源的阻抗，这是由ADCTRL1寄存器中的ACQ_PS(3:0)位决定的。这些位并不影响采样/保持和转换过程，但可以通过增大脉冲长度增加采样的时间长度。

图3 ADC内核时钟以及采样/保持时钟

三、程序流程图

1、主程序流程图

程序使用两个中断：ADC中断和CPU

定时器2中断。ADC用于对波形进行采样、滤波、存储以及计算波形的有效值、峰峰值、平均值，并使用串口发送；CPU定时器2中断用于计算波形周期和频率。

系统初始化初始化GPIO、SCI清除所有中断，初始化PIE向量表初始化CPU定时器2初始化ADC使能中断等待中断响应

图4 主程序流程图

图4给出了主程序流程图，该程序的主要步骤是进行初始化——使能中断——等待中断响应。

2、子程序流程图

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中中中中中中N中中中中中中中中中中中中中中=1024中YN中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中ADC中中中ADC中中中中中AD中中中中中

5 ADC中断服务子程序

开始信号采集并存储Voltage1[i]获取前一个采样点Voltage1[i-1]低通滤波，根据两次采样值修正此次采样值结束

图7滤波程序段 中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中T1中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中T3中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中 6 定时器2中断服务子程序采集1024个数据点MAX=Voltagelb[0]MIN=Voltagelb[0]MAXVoltagelb[i]?NYMIN=Voltagelb[i]i==1024?i++Y结束

图8求最大值最小值程序段

图

图

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采集1024个数据点计算1024个点的和以及平方和平方和除以1024后开根号，累加和除以1024得出结果即为有效值和平均值

图9求有效值和平均值程序段

图5~图10给出了所有子程序的框图，下面分别说明各个程序的设计思想：

(1)AD中断子程序(图5)：该程序对波形进行采样，滤波以及存储，并求出有效值，峰峰值和平均值。采样后的波形存储在一个长度为1024的数组里。为了减少CPU开销，程序设定为采样累计到1024个点后再进行波形的有效值，峰峰值和平均值计算。

(2)定时器2中断子程序(图6)：该程序通过定时器中断来实现对波形等时间间隔的判断和处理，从而可以较为精确的计算出波形周期和频率。在波形每次正向过零点时，计算出两次过零点的时间间隔，并乘以定时器2中断周期，从而得到波形的实际周期。定时器2中断周期设置为10us。

(3)滤波程序(图7)：该程序对1024个点进行了低通值滤波，根据本次采样点和上次采样点，来修正本次的采样值。滤波公式如

开始将得到的浮点数据转化成整型将个十百千位进行分离Nbuff是否为空？Y转为ASCII码写入buff结束

图10串口通信程序段

下，程序中取K=0.15。

Voltage(n)?K*Voltage(n)?(1?K)*Voltage(n?1) (4)求最大值最小值程序(图8)：该程序定义数组第一个值为初值，再比较1023个点，如果找到更大的点，则赋给最大值对应的变量；如果找到更小的点就赋给最小值对应的变量。

(5)求有效值和平均值程序段(图9)：有效

值的计算：将1024个点的平方值相加求平均后，再开根号。平均值的计算：将1024个点求和然后求平均。

(6)SCI通信程序(图10)：PC端为串口接收助手，为了使显示界面上显示的是实际数值，发送之前将有关的数据量的个十百千位拆开，并转换为ASCII码进行发送。在发送之前检测SCIb_buff是否为空，若不为空则等待。串口发送子程序定义了一个计数器，以控制串口发送的速率。

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