欧美极品高清xxxxhd,国产日产欧美最新,无码AV国产东京热AV无码,国产精品人与动性XXX,国产传媒亚洲综合一区二区,四库影院永久国产精品,毛片免费免费高清视频,福利所导航夜趣136

 找回密碼
 立即注冊

QQ登錄

只需一步，快速開始

搜索
查看: 9026|回復: 2
收起左側

DSP信號采集處理與控制系統設計總結實驗報告(卷積 FFT FIR 濾波算法源碼)

  [復制鏈接]
ID:275213 發表于 2018-1-12 15:05 | 顯示全部樓層 |閱讀模式

dsp高速數字處理系統設計總結與實驗報告

（2017-2018 學年第 1 學期）

題    　目 ：_高速數字處理系統設計__

專業班級 ：___電子15-2班_______

學生姓名 ：________　王　宇_________

學　　號 ：＿＿    1505020223_______

指導教師 ：____宋華軍、周衛東_____

設計成績 ：_________________________


一設計目的

通過對基于TMS320VC5416的信號采集處理與控制系統的設計掌握PCB設計軟件AD(Altium Designer) 的使用方法，以及卷積、FFT、FIR 濾波器等數字信號處理算法并熟悉 TI 的 DSP 集成開發環境 CCS軟件的使用，掌握基于 DSP的系統設計流程。


二系統分析2.1 設計要求

①設計一個功能完備，能夠獨立運行的精簡 DSP 硬件系統。繪制出系統的功能框圖、使用AD（Altium Designer）繪制出系統的原理圖和PCB 版圖。

②利用實驗箱的模擬信號產生單元產生不同頻率的信號，或者產生兩個頻率的信號的疊加。在 DSP 中采集信號，并且對信號進行頻譜分析，濾波等。通過鍵盤或者串口命令選擇算法的功能，將計算的信號頻率或者濾波后信號的頻率在LCD 上顯示。

主要功能如下：

一、  對外部輸入的模擬信號采集到DSP 內存，會用CCS 軟件顯示采集的數據波形。

二、  對采集的數據進行如下算法分析：

（1） 頻譜分析：使用fft 算法計算信號的頻率。

（2） 對信號進行IIR 濾波或FIR 濾波，并且計算濾波前后信號的頻率。

三、  外部鍵盤或者從計算機來的串口命令選擇算法功能，并且將結果在LCD 上顯示。

2.2 主要任務

①繪制出DSP系統的功能框圖、使用AD（Altium Designer）繪制出系統的原理圖和PCB 版圖。

②在 DSP 中采集信號，用CCS 軟件顯示采集的數據波形，以及對采集的數據進行算法分析。

三 硬件設計3.1 硬件總體結構



3.2 DSP 模塊設計


3.3 電源模塊設計

將5V電源電壓轉換為3.3V和1.6V電源


3.4 時鐘模塊設計

此處由外部晶振提供時鐘信號

3.5 存儲器模塊設計

3.6 JTAG模塊設計


3.7 TMS320VC5416 最小系統 PCB 版圖

板上包括了支持TMS320VC5416獨立運行的時鐘電路、復位電路、Flash模塊、JTAG仿真接口電路以及電源模塊等。

四軟件設計

4.1 軟件總體流程


4.3 程序運行效果

①：采集的數據及其FFT計算結果：


②：51階濾波器波形：

③：濾波前后信號頻譜圖：

④：采集數據波形和濾后波形比較：



LCD顯示結果：

五課程設計總結

為期兩周的課程設計結束了。此次課程設計包含硬件設計以及軟件設計兩個方面，從PCB板的繪制，到CCS軟件的使用，利用軟件實現卷積，FFT算法，濾波器等實驗。 首先，感謝兩位老師：宋老師，周老師的辛勤付出。

在此次課程設計中，在硬件設計部分，首先從硬件整體模塊的設計，到PCB板原理圖的繪制，再到最后PCB板的繪制，收獲頗豐。真正的理解了實際中做一件東西的具體流程，也學會了些許步驟。在拿到一項設計任務時，首先應當了解實際目的，設計要求，從最終的要求出發，一步一步的去完成，同時也要查閱各種資料，找到對應的參照項目，這樣會省去很多的時間。而一個典型的硬件設計應當包括復位電路，時鐘電路，存儲器接口，模數接口，通訊接口。在硬件設計的第一步整體模塊的設計中，我們應當確定整體的芯片需求以及外圍電路的設計，選擇合適的芯片，設計恰當的外圍電路已達到設計的最終要求。而在畫PCB板原理圖時，應當詳細的畫出各個模塊，細節部分不能忽視，包括一個電阻，電容，學會新建元器件庫，會畫部分器件的封裝，打到最后的編譯無錯誤。在最后的繪制PCB板的過程中，首先確定元器件的封裝無錯誤，然后進行元器件的擺放以及鏈接。而在此過程中，要注意規則的設置，以及層數的設計，到達利用最少的層數去完成所需的硬件。

在軟件部分的設計中，從剛開始的熟悉CCS編譯環境，到AD采樣，再到對采樣的數據進行快速傅里葉運算，進行頻譜分析，以及后來的對采樣的信號進行濾波，設計IIR和FIR濾波器對AD采樣的信號進行處理，觀察處理后的信號的頻譜，掌握利用軟件進行卷積運算，FFT運算，FIR濾波器的設計等。在這一部分的設計過程中，發現由于自己的C語言知識不夠牢固，對軟件部分的實現產生了很大的阻礙，一定的編程能力本來對于電子的學生來說是很重要的，但是在長期的學習中很多人只側重于理論知識的學習，而忽略的實際的動手能力，我們都是這一群人中的一個，導致了最后的動手能力，編程能力急劇下降。

在這次的課程設計中，由于自己比較喜歡干貨，不太喜歡理論知識的學習，所以在動手這一方面，自己是較為感興趣的，也真正的全身心的投入進去，同時又學到了很多東西，接觸之前未曾接觸過的知識，不斷地提升自己，在實踐中成長。同時在此次設計中，發現了自己的許多不足，雖然自己對于動手方面比較感興趣，但是自己的理論知識的儲備不夠完善，編程能力較為低下等，這都是對于自身發展的很大的阻礙，希望在今后的學習生活中能夠不斷地完善自己，充實自己，學習更多的知識，更大程度的增強自己的動手能力。最后，再次感謝兩位老師的辛勤付出。

六參考文獻

【1】 吳鎮揚.數字信號處理[J] 2009,(第1期).

【2】 鄒理和.數字信號處理.上冊.北京：國防工業出版社，1985.

【3】 張雄偉，曹鐵勇.DSP芯片的原理與開發應用.第二版.北京：電子工業出版社 2000.

4.2 核心模塊及實現代碼

FFT算法程序：

  1. void kfft(double pr[LEN],double pi[LEN],int n,int k,double fr[LEN],double fi[LEN],int l,int il)
  2. {
  3.                 int it,m,is,i,j,nv,l0;
  4.     double p,q,s,vr,vi,poddr,poddi;
  5.     for (it=0; it<=n-1; it++)
  6.       { m=it; is=0;
  7.         for (i=0; i<=k-1; i++)
  8.           { j=m/2; is=2*is+(m-2*j); m=j;}
  9.         fr[it]=pr[is]; fi[it]=pi[is];
  10.       }
  11.     pr[0]=1.0; pi[0]=0.0;
  12.     p=6.283185306/(1.0*n);
  13.     pr[1]=cos(p); pi[1]=-sin(p);
  14.     if (l!=0) pi[1]=-pi[1];
  15.     for (i=2; i<=n-1; i++)
  16.       { p=pr[i-1]*pr[1]; q=pi[i-1]*pi[1];
  17.         s=(pr[i-1]+pi[i-1])*(pr[1]+pi[1]);
  18.         pr[i]=p-q; pi[i]=s-p-q;
  19.       }
  20.     for (it=0; it<=n-2; it=it+2)
  21.       { vr=fr[it]; vi=fi[it];
  22.         fr[it]=vr+fr[it+1]; fi[it]=vi+fi[it+1];
  23.         fr[it+1]=vr-fr[it+1]; fi[it+1]=vi-fi[it+1];
  24.       }
  25.     m=n/2; nv=2;
  26.     for (l0=k-2; l0>=0; l0--)
  27.       { m=m/2; nv=2*nv;
  28.         for (it=0; it<=(m-1)*nv; it=it+nv)
  29.           for (j=0; j<=(nv/2)-1; j++)
  30.             { p=pr[m*j]*fr[it+j+nv/2];
  31.               q=pi[m*j]*fi[it+j+nv/2];
  32.               s=pr[m*j]+pi[m*j];
  33.               s=s*(fr[it+j+nv/2]+fi[it+j+nv/2]);
  34.               poddr=p-q; poddi=s-p-q;
  35.               fr[it+j+nv/2]=fr[it+j]-poddr;
  36.               fi[it+j+nv/2]=fi[it+j]-poddi;
  37.               fr[it+j]=fr[it+j]+poddr;
  38.               fi[it+j]=fi[it+j]+poddi;
  39.             }
  40.       }
  41.     if (l!=0)
  42.       for (i=0; i<=n-1; i++)
  43.         { fr[i]=fr[i]/(1.0*n);
  44.           fi[i]=fi[i]/(1.0*n);
  45.         }
  46.     if (il!=0)
  47.       for (i=0; i<=n-1; i++)
  48.         { pr[i]=sqrt(fr[i]*fr[i]+fi[i]*fi[i]);
  49.           if (fabs(fr[i])<0.000001*fabs(fi[i]))
  50.             { if ((fi[i]*fr[i])>0) pi[i]=90.0;
  51.               else pi[i]=-90.0;
  52.             }
  53.           else
  54.             pi[i]=atan(fi[i]/fr[i])*360.0/6.283185306;
  55.         }
  56.    }
復制代碼

卷積程序：


  2. void Convolveok(           //卷積函數
  3.      double *x,                                          //              原始輸入數據
  4.      double *h,                                          //              沖擊響應
  5.      double *y,                                          //              卷積輸出結果
  6.      UINT16 Leng,                                           //  序列長度
  7.      UINT16 h_Len)                          
  8. {
  9.                             UINT16 m,p,j;
  10.                             double r,rm;
  11.                             double xmean = 0.0;
  12.                             double xmid[100];
  13.                             for(m=0;m<h_Len;m++)
  14.                             {
  15.                                           xmid[m] = 0.0;
  16.                             }
  17.                   for (m=0; m<Leng; m++)
  18.                             {
  19.                                           xmean = x[m] + xmean;
  20.                             }                           
  21.                             xmean = 1.0*xmean/Length;
  22.                            
  23.                             for (m=0; m<Leng; m++)
  24.                             {
  25.                                           x[m] = x[m] - xmean;
  26.                             }
  27.                             for (m=0; m<Leng; m++)
  28.                             {
  29.                                           for (p=0; p<h_Len; p++)
  30.                                              {
  31.                                                            xmid[h_Len-p-1] = xmid[h_Len-p-2];
  32.                                              }
  33.                                              xmid[0] = x[m];
  34.                                           r = 0.0;
  35.                                           rm= 0.0;
  36.                                           for (j=0; j<h_Len; j++)
  37.                                           {            
  38.                                                         r  = xmid[j] * h[j];
  39.                                                         rm = rm + r;
  40.                                              }
  41.                                           y[m] = rm;
  42.                                }
  43. }
復制代碼


頻譜函數，求最大值和次大值函數：

  2. void pinpu(double pr[Length])
  3. {
  4.               num1=0;
  5.               num2=0;
  6.               v=0;
  7.               for(k=0;k<128;k++)
  8.               {
  9.                             value[k]=0;
  10.                             number[k]=0;
  11.               }
  12.               for(k=1;k<127;k++)
  13.               {
  14.                             if(pr[k]>=pr[k-1]&&pr[k]>=pr[k+1])
  15.                             {
  16.                                           value[v]=pr[k];
  17.                                           number[v]=k;
  18.                                           v++;
  19.                             }
  20.               }
  21.               max1=value[0];
  22.               max2=value[0];
  23.               for(k=1;k<=127;k++)
  24.               {
  25.                             if(value[k]>=max1)
  26.                             {
  27.                                           max2=max1;
  28.                                           max1=value[k];
  29.                                           num2=num1;
  30.                                           num1=number[k];
  31.                             }
  32.                             else if(value[k]>=max2)
  33.                             {
  34.                                           max2=value[k];
  35.                                           num2=number[k];
  36.                             }
  37.                             fk1=250000/256*num1;
  38.                             fk2=250000/256*num2;
  39.                             if(fk1>fk2)
  40.                             {
  41.                                           fk3=fk1;
  42.                                           fk1=fk2;
  43.                                           fk2=fk3;
  44.                             }
  45.               }
  46. }
復制代碼


FIR濾波器設計函數

void firdes(double npass)  //FIR濾波器子程序
  {
                int t;
                 for (t=0; t<51; t++)
                {
if (t == ((51-1)/2))
              h[t]=2*npass;
else
              h[t] = sin((t-(51-1)/2.0)*npass*2*pii)/(pii*(t-(51-1)/2.0));
                }

  }

LCD顯示函數：
  1. void transform()//databuff轉換函數
  2. {
  3.               data_buff3[0]=0xb8;
  4.     data_buff3[1]=0xdf;
  5.     data_buff3[2]=0xc6;
  6.     data_buff3[3]=0xb5;
  7.     number1[0]=fk1/10000;
  8.     number1[1]=fk1/1000-number1[0]*10;
  9.     number1[2]=fk1/100-number1[0]*100-number1[1]*10;
  10.     number1[3]=fk1/10-number1[0]*1000-number1[1]*100-number1[2]*10;
  11.     ffk1=fk1-number1[0]*10000-number1[1]*1000-number1[2]*100;
  12.     ffk1=ffk1*10;
  13.     asm(" nop ");
  14.     number1[4]=ffk1/10;
  15.     data_buff3[4]=number1[0]+0x30;
  16.     data_buff3[5]=number1[1]+0x30;
  17.     data_buff3[6]=number1[2]+0x30;
  18.     data_buff3[7]=number1[3]+0x30;
  19.     data_buff3[8]=number1[4]+0x30;
  20.     //******************************//

  22.     data_buff4[0]=0xb5;
  23.     data_buff4[1]=0xcd;
  24.     data_buff4[2]=0xc6;
  25.     data_buff4[3]=0xb5;
  26.     number2[0]=fk2/10000;
  27.         number2[1]=fk2/1000-number2[0]*10;
  28.         number2[2]=fk2/100-number2[0]*100-number2[1]*10;
  29.         number2[3]=fk2/10-number2[0]*1000-number2[1]*100-number2[2]*10;
  30.         ffk2=fk2-number2[0]*10000-number2[1]*1000-number2[2]*100;
  31.         ffk2=ffk2*10;
  32.         asm(" nop ");
  33.         number1[4]=ffk2/10;
  34.         data_buff4[4]=number2[0]+0x30;
  35.         data_buff4[5]=number2[1]+0x30;
  36.         data_buff4[6]=number2[2]+0x30;
  37.         data_buff4[7]=number2[3]+0x30;
  38.         data_buff4[8]=number2[4]+0x30;
  39. }
  40. void display()  //顯示函數
  41. {
  42.                 UINT16  temp,i;

  44.               //----------系統初始化-------------------------------
  45.                  asm(" nop ");
  46.                  cpu_initt();          //初始化CPU
  47.                  asm(" nop ");

  49.               //-----------LCD初始化--------------------------------
  50.                  asm(" nop ");
  51.                  Initlcm();
  52.               //------------LCD顯示---------------------------------
  53.               for(;;)
  54.               {

  56.                  Delay(500);
  57.               //-----------------------------------------------------------
  58.                  SendCMD(0x0080);      //設定DDRAM的地址在第一行 82H
  59.                  delay_100us();
  60.                  for(i =0;i<16;i++)
  61.                  {

  63.                     SendDat(data_buff1[i]);
  64.                     delay_100us();
  65.                     asm(" nop ");
  66.                  }
  67.                  asm(" nop ");

  69.                  //------------------------------
  70.                  SendCMD(0x0092);      //設定DDRAM的地址在第二行 92H
  71.                  delay_100us();
  72.                  for(i =0;i<10;i++)
  73.                  {

  75.                     SendDat(data_buff2[i]);
  76.                     delay_100us();
  77.                  }
  78.                  asm(" nop ");
  79.                 //--------------------------------
  80.                  SendCMD(0x008a);      //設定DDRAM的地址在第三行 8AH
  81.                  delay_100us();
  82.                  transform();
  83.                  for(i =0;i<10;i++)
  84.                  {

  86.                     SendDat(data_buff3[i]);
  87.                     delay_100us();
  88.                  }
  89.                  asm(" nop ");
  90.                  //--------------------------------
  91.                  SendCMD(0x009a);      //設定DDRAM的地址在第四行 9AH
  92.                  delay_100us();
  93.                  for(i =0;i<10;i++)
  94.                  {

  96.                     SendDat(data_buff4[i]);
  97.                     delay_100us();
  98.                  }
  99.                  asm(" nop ");
  100.               //-------------------------------------------------------------
  101.                  delay_100us();
  102.                  Delay(500);
  103.                  delay_100us();
  104.                  SendCMD(CLEAR);       //清除顯示

  106.                  }
復制代碼


外部中斷2服務函數（包含歸一化函數）：

  1. interrupt void ExtInt2()           //中斷2中斷子程序
  2. {

  4.      *(unsigned int*)IFR=0xFFFF;   //清除所有中斷標志,"寫1清0" ,這個語句可以省略，響應中斷自動清除中斷標志

  6.      //----讀AD7822的轉換結果----------------

  8.    data_buff[i] = port8002 & 0x00ff;

  10.    i++;

  12.    if(i == 256)
  13.    {sum=0;
  14.    for(i2=0;i2<256;i2++) //歸一化函數
  15.                  {sum=sum+data_buff[i2];}
  16.    ave=sum/256;
  17.    for(i3=0;i3<256;i3++)
  18.    {pr[i3]=data_buff[i3]-ave;
  19.    data_buff[i3]=pr[i3];
  20.     pi[i3]=0.0;
  21.    fr[i3]=0.0;
  22.    fi[i3]=0.0;}
  23. kfft(pr,pi,256,8, fr, fi,0,1);
  24. pinpu(pr);
  25. npass=(fk1+fk2)/500000;
  26. firdes(npass);
  27. Convolvevok(data_buff,h,y,256,51);
  28.               for(j=0;j<256;j++)
  29. {
  30.               pi[j]=0;
  31. }
  32. kfft(y,pi,256,8,fr,fi,0,1);
  33. display();
  34.       i = 0; //在此設斷點
  35.       }
  36.      return;
  37. }
復制代碼

完整的Word格式文檔51黑下載地址：
DSP設計總結報告_電子1502王宇1505020223.docx (941.1 KB, 下載次數: 96)


評分

參與人數 1黑幣 +50 收起 理由
admin + 50 共享資料的黑幣獎勵！

查看全部評分

回復

使用道具 舉報

ID:940788 發表于 2021-6-20 10:28 | 顯示全部樓層
大神厲害，666
回復

使用道具 舉報

無效樓層，該帖已經被刪除
ID:521065 發表于 2021-11-5 14:50 | 顯示全部樓層
學習到了好東西，感謝分享
回復

使用道具 舉報

5#
無效樓層，該帖已經被刪除
6#
無效樓層，該帖已經被刪除
您需要登錄后才可以回帖 登錄 | 立即注冊

本版積分規則

小黑屋|51黑電子論壇 |51黑電子論壇6群 QQ 管理員QQ:125739409;技術交流QQ群281945664

Powered by 單片機教程網

快速回復 返回頂部 返回列表