信号处理板的采集与显示模块的设计与实现

论文摘要

高速信号采集与显示技术在数字信号处理中起着非常重要的作用,信号采集部分的性能直接影响信号处理的结果进而决定整个系统的的性能。现代高速信号采集的高速度是建立在使用大规模集成电路、超高速数字信号处理器的基础上的。高速信号显示技术实时显示采集到的高速数据,通过液晶显示器直观地显示模拟信号,这样可以方便的分析处理信号。本文详细论述了高速信号采集与显示的设计和实现方案,提出了DSP+FPGA设计思路,并对系统各部分功能的实现方法做了详细的分析介绍。本设计使用TI公司的高性能浮点型DSP芯片TMS320C6713作为信号采集与显示系统的核心,它负责控制整个系统的运行,同时进行数据处理。Altera公司的FPGA（现场可编程门阵列）作为整个系统的外围控制器,负责控制系统的其它功能模块,EP2CS90F1020控制AD9244模数转换器的工作,EP2CS35F484负责控制LCD（液晶显示）控制器。信号采集部分主要由FPGA控制,在FPGA内部用逻辑构成控制器和存储器,输出逻辑时序驱动AD9244工作,使用两个缓冲器对信号进行乒乓采集,DSP负责生成数字、汉字字模数据库和图形数据,这些数据通过FPGA发送给LCD控制器进行信息显示。本文对高速信号采集与显示系统的设计方法进行了较深入地学习和研究。使用FPGA和DSP两种高速信号处理芯片,可以随时对可编程逻辑器件中的逻辑控制器和存储器进行修改,不需要改变外围电路,就可以改变系统的功能以适应不同的需求。论文开展的主要研究工作包括：系统的结构设计、系统的硬件实现及系统中各个软件的编写,其中主要是开发DSP的程序和FPGA的VHDL程序。最后经过硬软件调试证明系统设计合理、工作比较稳定正常,达到设计目标。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第1章 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 国内外研究动态
• 1.2.1 高速信号采集的发展概况
• 1.2.2 高速数字信号处理器的发展
• 1.2.3 可编程逻辑器件的发展
• 1.3 论文主要工作
• 第2章 高速信号采集与显示系统方案设计
• 2.1 系统方案论证
• 2.2 高速信号采集与显示系统结构设计
• 2.2.1 高速信号采集与显示系统信号处理流程
• 2.2.2 系统整体结构设计
• 2.2.3 系统组成及功能
• 2.3 本章小结
• 第3章 高速信号采集与显示系统组成
• 3.1 信号采集模块
• 3.1.1 数据采集芯片选择
• 3.1.2 AD9244结构组成和技术特性
• 3.1.3 AD9244的信号差分输入电路
• 3.2 液晶显示的设计
• 3.2.1 显示模块的设计
• 3.2.2 LCD液晶控制器的选择
• 3.3 键盘模块的设计与实现
• 3.3.1 键盘原理
• 3.3.2 键盘设计
• 3.4 本章小结
• 第4章 高速信号采集与显示系统的软件设计
• 4.1 高速信号采集模块的软件设计
• 4.1.1 采样控制部分
• 4.1.2 数据采集部分
• 4.1.3 数据传输部分
• 4.2 DSP的初始化配置
• 4.2.1 外部存储器接口（EMIF）
• 4.2.2 EMIF对SDRAM的读写程序
• 4.2.3 DSP锁相环及时钟初始化
• 4.2.4 主机接口HPI
• 4.3 显示控制部分的软件设计
• 4.3.1 显示部分的设计
• 4.3.2 显示部分的仿真
• 4.4 屏幕显示函数的设计
• 4.4.1 图形点的显示
• 4.4.2 图形直线的显示
• 4.4.3 文字的显示
• 4.4.4 波形的显示
• 4.5 键盘模块的设计程序
• 4.5.1 键盘的程序设计
• 4.5.2 键盘的程序的仿真
• 4.6 系统的调试
• 4.7 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表的论文和取得的科研成果
• 致谢