基于DSP的数字信号发生器设计

论文摘要

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。

论文目录

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