1、DSP系統(tǒng)課程設(shè)計-調(diào)制解調(diào)器系統(tǒng)設(shè)計弓丨言 . -1 -一、 設(shè)計目的和任務(wù) . -1 -二、 設(shè)計內(nèi)容與要求 . -2 -三、 設(shè)計方案 . -2 -3.1、 系統(tǒng)整體的結(jié)構(gòu)圖 . -2 -3.2、 工作原理 . -3 -3.2.1.調(diào)制-4 -3.2.2.解調(diào) . -4 -3.3、 硬件原理圖. -6 -四、 系統(tǒng)實現(xiàn) . -12 -4.1、 硬件部分 . -12 -4.2、 軟件部分 . -12 -4.2.1、 調(diào)制程序 . -12 -4.2.2、 解調(diào)程序 . -15 -4.3、 結(jié)語 . -21 -五、 心得體會 . -22 -引言FSK ( Frequency-shift key

2、ing):頻移鍵控頻移鍵控是利用載波的頻率變化來傳遞數(shù)字信息。它是利用基帶數(shù)字信號離散取值特點 去鍵控載波頻率以傳遞信息的一種數(shù)字調(diào)制技術(shù)。是信息傳輸中使用得較早的一種調(diào)制方式，它的主要優(yōu)點是：實現(xiàn)起來較容易，抗噪聲與抗衰減的性能較好。在中低速數(shù)據(jù)傳輸中得到 了廣泛的應(yīng)用。最常見的是用兩個頻率承載二進制 1和0的雙頻FSK系統(tǒng)，即2FSK系統(tǒng)。二進制頻移鍵 控（2-FSK）頻移鍵控是利用兩個不同頻率fl和f2的振蕩源來代表信號1和0,用數(shù)字信號的1 和0去控制兩個獨立的振蕩源交替輸出。技術(shù)上的FSK有兩個分類，非相干和相干的 FS&在非相干的FSK,瞬時頻率之間的轉(zhuǎn) 移是兩個分立的頻率。 在另

3、一方面，在相干頻移鍵控或二進制的FSK，是沒有間斷期在輸出信號。在數(shù)字化時代，電腦通信在數(shù)據(jù)線路（電話線、網(wǎng)絡(luò)電纜、光纖或者無線媒介）上進行 傳輸，就是用FSK調(diào)制信號進行的，即把二進制數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成FSK信號傳輸，反過來又將接收到的FSKB號解調(diào)成二進制數(shù)據(jù)，并將其轉(zhuǎn)換為用高，低電平所表示的二進制語言，這是計算 機能夠直接識別的語言。隨著現(xiàn)代通信技術(shù)的發(fā)展，軟件化的通信思想趨于成熟。用DS芯片或者通用CPUS片作為無線通信的硬件平臺，而盡可能多的用軟件來實現(xiàn)通信功能， 是現(xiàn)代通信領(lǐng)域廣泛使用的方法。 隨著 DS芯片性價比的提高，其在通信、自動控制、儀器儀表等許多領(lǐng)域的應(yīng)用也越來越廣泛。一、設(shè)計目

4、的和任務(wù)目的：通過本課程的實踐，能進一步掌握高級語言程序設(shè)計基本概念， 掌握基本的程序設(shè)計方法； 通過設(shè)計一個完整的小型程序，初步掌握開發(fā)軟件所需的需求定義能力、功能分解能力和程序設(shè)計 能力、代碼調(diào)試技能；學(xué)習(xí)編寫軟件設(shè)計文檔；為未來的軟件設(shè)計打下良好的基礎(chǔ)。DSP系統(tǒng)課程設(shè)計是一項實踐性和綜合性都比較強的課程。通過本課程的學(xué)習(xí)，可以掌握 典型DSPS片的結(jié)構(gòu)、原理和典型應(yīng)用，既能鞏固數(shù)字信號處理基礎(chǔ) 、DSP原理及應(yīng)用、通 信原理中相關(guān)的基礎(chǔ)理論知識，又為日后從事相關(guān)系統(tǒng)開發(fā)設(shè)計奠定一定的基礎(chǔ)。任務(wù)：利用所學(xué)知識，設(shè)計一個基于DSP的二進制頻移鍵控（2FSK調(diào)制解調(diào)系統(tǒng)。了解掌握2FSK 調(diào)

5、制與解調(diào)原理，熟悉 Protel99、CCS2.2等軟件開發(fā)環(huán)境，完成對2FSK調(diào)制與解調(diào)電路設(shè)計和仿 真，分析仿真結(jié)果。97.2VI97.2VIH/H/00 A A DIGSDIGSAUHJ43AUHJ43KPM312TLC55I0TLC55I0SATC10SATC100-50-5TI-C7S24TI-C7S24二、設(shè)計內(nèi)容與要求繪制具備AD功能的DS最小系統(tǒng)電路圖，設(shè)計基于DSP勺2FSK調(diào)制解調(diào)程序。設(shè)計2FSK調(diào)制解調(diào) 的DS程序，并給出相應(yīng)的仿真結(jié)果。1.了解和熟悉DS綜合試驗箱的結(jié)構(gòu)原理和設(shè)置；存儲器、邏輯控制等模塊的原理和配置。2.開發(fā)工具熟悉DS開發(fā)系統(tǒng)的連接；進一步熟悉CCS

6、2.2開發(fā)環(huán)境的使用方法。3. DSP吉構(gòu)進一步熟悉DSP勺硬件構(gòu)造，特別是DSP外圍存儲單元及接口電路的設(shè)計。4. DSP最小系統(tǒng)設(shè)計繪制DS最小系統(tǒng)電路圖：外圍存儲器及 AD（電路的設(shè)計。5.2FSK調(diào)制及解調(diào)理解2FSK調(diào)制及解調(diào)的原理，設(shè)計2FSK調(diào)制及解調(diào)的方案，給出具體的實現(xiàn)思路。6. FIR濾波器計算FIR實現(xiàn)所需的參數(shù)。7. FIR濾波器實現(xiàn)編寫FIR濾波器實現(xiàn)的DS程序。8.2FSK調(diào)制及解調(diào)實現(xiàn)給出2FSK調(diào)制及解調(diào)實現(xiàn)流程圖，編寫相關(guān) DS實現(xiàn)程序。9.仿真驗證2FSK調(diào)制及解調(diào)的DSI程序，給出相應(yīng)的仿真結(jié)果。10.完成課程設(shè)計報告。三、設(shè)計方案3.1、系統(tǒng)整體的結(jié)構(gòu)圖

7、圖.1.1系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)圖音頻接口ILV320AIILV320AIC23C23UARIftUARIftfifi 接口TMS320VCSK4MSK4MiDFiDF伽卜聲表聲義XDSJ4XDSJ4J J放大昂7寂T T禺S 2FSK= a.g (t - nTb) cos( ，it) xnnan g (t - nT b) cos( ，2t)(1)(1)式中，an：0發(fā)送概率為P發(fā)送概率為1-P其他0乞t乞Tb1 = 24 ,2 = 2f，an發(fā)送帶通 濾波器噪聲接收帶通濾波器1 調(diào)制器 信道 3.2、2FSK工作原理二進制頻移鍵控的基本原理：用數(shù)字基帶信號來控制高頻載波頻率的變化， 使載波的頻率在fi

8、 和f2之間變化。二進制頻移信號可以看成兩個不同載波的二進制振幅鍵控信號的疊加。若二進制 基帶信號的符號1對應(yīng)于載波頻率fi，符號0對應(yīng)于載波頻率f2，則二進制頻移鍵控信號的時域表 達式：是an的反碼，Tb為碼元持續(xù)時間，通常情況下，g(t)為單個矩形脈沖二進制頻移鍵控(2FSK)是數(shù)字通信中常用的一種調(diào)制方式，其調(diào)制與解調(diào)的方法有很多種。采 用數(shù)字信號處理來實現(xiàn)二進制頻移鍵控信號的數(shù)字調(diào)制與非相干數(shù)字解調(diào)，大大地降低了硬件電路的復(fù)雜程度，提高了系統(tǒng)的靈活性，能夠滿足二進制頻移鍵控各種傳輸協(xié)議的要求。一個簡易的2FSKE作原理如圖2所示。在發(fā)送方，輸入的基帶數(shù)據(jù)信號經(jīng)過調(diào)制和發(fā)送帶通濾波器 產(chǎn)

9、生信道可傳輸?shù)念l帶信號，送人信道； 在接收端，接收帶通濾波器除去帶外所附加的噪聲，將信號送入解調(diào)器(由延遲單元、乘法器和低，通濾波器構(gòu)成)，經(jīng)過低通濾波器除去產(chǎn)生的高頻信號， 經(jīng)取樣判決得到輸出數(shù)字序列，完成信號傳輸。321、2FSK 調(diào)制2FSK調(diào)制就是把輸人數(shù)字序列變成適合于信道傳輸?shù)淖冾l正弦波，所以2FSK勺DS實現(xiàn)關(guān)鍵就是產(chǎn)生正弦或余弦波形。產(chǎn)生正弦波的方法有差分迭代法、泰勒級數(shù)展開法、查表法等多種方法。 本文中調(diào)制采用查表法產(chǎn)生正弦波。?調(diào)制算法2FSK調(diào)制采用查表法，可以實現(xiàn)較好的實時性，特別適用于通信載波的生成。在 DSP的程序 存儲空間，使用Q15定點數(shù)格式在0,2 n 上以2

10、n /N的相位間隔固化N點正弦值，以供查表(這些 值可由MATLA軟件首先計算好)，在此取N=12這樣對于F。和R的取樣間隔分別為：心 N F0/Fs = 12 16/192 = 1,發(fā)送數(shù)據(jù) 0” 時iN Fi/F12 32/192，發(fā)送數(shù)據(jù)“時(2)使用DSP定時器T0,用來實現(xiàn)對數(shù)據(jù)解調(diào) DAC俞出速率的控制。這樣，如要實現(xiàn) 12Kbps的圖2. 2FSK系統(tǒng)工作原理圖數(shù)傳輸速率，需要將DSP定時器TO的溢出率設(shè)置為192KHZ?調(diào)制主程序流程圖本文使用查表法提供2FS碉制所需要的兩路 正弦波，即sinO_table和sin 1_table ，當發(fā)送的數(shù) 據(jù)為0時是發(fā)送sinO的數(shù)據(jù)，當

11、發(fā)送的數(shù)據(jù)為1 是發(fā)送sinl的數(shù)據(jù)。初始化完后，接收數(shù)據(jù)，判斷 “0”或“ 1”，打開中斷，則定時器每隔一個周期 產(chǎn)生一次中斷，中斷服務(wù)程序則完成一個采樣點的 輸出。一個碼元周期結(jié)束后，關(guān)中斷，判斷下一個 發(fā)送數(shù)據(jù)，繼續(xù)循環(huán)。主程序流程如右圖 3所示322、2FSK 解調(diào)采用軟件化設(shè)計思想，解調(diào)器也可以采用DS編程來實現(xiàn)。FSK解調(diào)有相干解調(diào)和非相干解調(diào)，雖然相干解凋抗干擾性能好，但他要求設(shè)置與發(fā)送設(shè)備中的高頻載波同頻同相的本地參考載波，使設(shè)備復(fù)雜，因此一般數(shù)字調(diào)頻系統(tǒng)都采用非相干解調(diào)。常用的非相干解調(diào)算法有過零檢測法和包絡(luò)檢測法以一種新的可用DS軟件實現(xiàn)的FSK相干解調(diào)算法，即正交自延時F

12、SK調(diào)算法。? 解調(diào)算法針對小型通信系統(tǒng)，可以采用一種算法簡單、占用存儲空間小的2FSK言號差分檢波解調(diào)算法,本文即采用的這種實時性較高的2FSK信號差分檢波解調(diào)算法，它是模擬信號解調(diào)電路用到的差分 檢波原理在2FSKI號數(shù)字解調(diào)中的具體實現(xiàn)。算法的基本思想是已調(diào)信號和它的 二/2的延時信號相乘，然后經(jīng)過低通濾波，根據(jù)濾波結(jié)果圖3.調(diào)制主程序流程的符號判斷發(fā)送信號的值，從而實現(xiàn)信號的解調(diào)。算法原理圖如下圖4所示。圖4.2FSK解調(diào)算法原理圖A2cos(2二FkTs) - cos(4二FnTs - 2二FkTs)(3)A2U(n)cos(2 ：FkTs)=2在接收端，接收帶通濾波器輸出信號采樣值

13、 S(n)經(jīng)延時器延遲k個采樣點得到S(n-k)。k要 小于每個二進制碼元周期內(nèi)的采樣點數(shù)，使得S(n)和S(n - k)是屬于同一個二進制碼元的采樣值。S(n)和S(n - k)相乘后的輸出樣值：h(n)V(n)二 S(n)S(n - k)二 A2 sin(2二FnTs)sin2F(n- k)Ts前面一部分是僅與k有關(guān)的常數(shù)。后面一部分是與n有關(guān)的高頻分量，可通過對稱系數(shù)低通濾 波器h(n)來濾除。低通濾波器h(n)的截止頻率設(shè)為 12KHz對稱系數(shù)經(jīng) Matlab計算求得:h0=0.00018497, h1=0.26316，h2=0.19272，h3= 0.22079，通過該低通濾波器后得

14、到:A2cosgr：F0kTs),發(fā)送數(shù)據(jù) “0”A2cosg ：F1kTs),發(fā)送數(shù)據(jù) “T(4 4)k的選擇是設(shè)計解調(diào)器的關(guān)鍵，應(yīng)使差值:d(k)= | cos2 F0kisV cos2 F1kT5) |-(5)最大，以利于正確區(qū)分兩種頻率，降低判決的誤碼率。根據(jù)實際的測試得到，當k=2時，可以得到較好的區(qū)分度。經(jīng)過低通濾波后的數(shù)據(jù)U(n)經(jīng)過判決算法后，可以得到最終所要的解調(diào)數(shù)據(jù) 丫(n)。系統(tǒng)12個采樣 數(shù)據(jù)表示一個碼 元，當判決算法連 續(xù)判決12個采樣數(shù) 據(jù)（一個碼元包含 的采樣點）滿足預(yù) 設(shè)閾值之后，確定 一個碼元的狀態(tài)。 假設(shè)如下判決算法 中用都得變量： LPFOU書濾波器輸 出

15、，DATA_THD 幅 度判決的閾值， DEC_DATA_CURR 當前采樣點判決 值，DEC_DATA_BE 前一次采樣點判決 值，DEC_NUM判決 用計數(shù)器， DEC_NUM_X 周期 計數(shù)器。判決算法 流程圖如下圖所 示：3.3、硬件原理圖?音頻接口原理圖DEC_DATA_CURR=DEC_DATA_CURR=DEC_DATA_CURR=DEC_DATA_CURR=0 01 1V V _ _ ! !DECDEC NUM+NUM+Y YN NDECDEC NUM=2NUM=2Y YN NDECDEC DATADATA CURR=DECCURR=DECDATADATA BEBE存儲DECD

16、EC DATADATA CURRCURRDECDEC NUM=1NUM=1DECDEC DATADATA BE=DEBE=DEC C DATADATA CURRCURRDECDEC NUMNUM X=0X=0DECDEC NUMNUM DONE=1DONE=1返回LPFOUTLPFOUT 濾波器輸岀DATA_THDDATA_THD 幅度判決的閾值DEC_DATA_CURRDEC_DATA_CURR 當前采樣點判決值 DEC_DATA_BEDEC_DATA_BE 前一次采樣點判決值DEC_NUMDEC_NUM 判決用計數(shù)器DEC_NUM_XDEC_NUM_X 周期計數(shù)器圖5.判決算法流程圖DEC

17、DEC NUMNUM X+X+DECDEC NUMNUM X=10?X=10?DECDEC NUM=ONUM=ODECDEC NUMNUM DONE=0DONE=0GNDGNDC5 7LOUTT.0 u/1 6V3 3R4R4MACINC56仆ffl6V6.音頻接口圖ROUT1.1I C6 2 47 p/50 VGNDGND：4 5R4617.5K47.5KC15LLIN220UF|C161 .0u/1 6VR4 7C58MACIN47p/50 VI C11| C120.1uFj 0.1 uFJ2C1 7R13-10KR14J624MACINGNDU3HPGNDHPVDDAVDDAGNDBVD

18、D19201017171818LOUT12DVDDDGNDVMINXTI/M CLK2716LOUT12ROUT 13ROUT 13RLINEINLLINEINLHPOUTXTOCLKOUTLHPOUTRHPOUTRHPOUTMICBIASMICINMODEMICBIASMICINLOUTLOUTROUTROUTTLV32 0AIC23MODE-CS-CSSCLKSCLKSDINSDINBCLKBCLKDINDINLRCINLRCINDOUTDOUTLRCOUTLRCOUTC1 0-0.1 uFGNDC13-0.1 uFC1 410KR4 84.9 9KR4 94.9 9KGNDR5 04.9

19、 9KGNDR514.9 9K25XTAL1BCLKX1243.3BFSX13.3 BFSX110UF2423233 BCLKX0BFSX0BFSR0BDX1BCLKX0BCLKX1BDX1BFSR0BFSX0C：C61RLIN10 u/1 6VR4 4此部分為整個系統(tǒng)提供音頻信號的采集輸入。由TLV320AIC23單片機進行模擬信號采集處理, 提供三個采集接口和一個輸出接口。?電源原理圖圖7.電源6VC4 410 uF/1 6VU 1 0A MS11 17-1.8G NDGFU733CCV110 1 2 3 4 5DDADDDKDADALD. DA、亠、m、20160201602 VLVL6

20、060BBBBBBBBBBC CVBUBL別o sECEC 71A 61A 51A 4A 31A 21A 11A -U1A-U1A9A8A7A7A6A5A4A4A3A2A mAmA OAOAXX X/1414 raracc0cc07171 E E w wraractocto6 6 E E OTOOTO332B7 8 9 0 3 4 5 1 9 3 3 3 5 6BBBBBBBBBBBDBBBB5 5入41M31M21M11A11Ao o入SVSs sE E w wEC GO RPBIDBXBB6 6 ECEC GODB.GODB.WDWABUWABU 7 7nyaurvnaoASBBBBBBB

21、B|C |W |OB BVS SVAAA A A AAA A AA AAA A A AAA6TSOVLlaB6TSOVLlaBDNODNO 斗 3 3 ()1()1 書9 9 r r 2 2?AgD42DNOLT-n0uLbT-nwku此部分為系統(tǒng)電源結(jié)構(gòu)的原理圖。為此系統(tǒng)提供了所需要的電源，如-15V、5V、3.3V、1.8V電源，并設(shè)置了地線。?寄存器原理圖10 5 A Av E圖8.寄存器原理圖外部存儲器，用于接收存儲數(shù)據(jù)。?DSP原理圖4444 7-A7-A3434 6A6A2424 5A5AC3 /9Fu-ldFu-ld33337 8W7ffEW7ffEWAlu2 241A3 331

22、A4 421A5 5: : A A22 2A4 4 OAOADNGPOWERHD2ujHD4diHD6HCINIL0HR/W .nHDS1-HCSHINT4INTtNT2CGNDMcBSPBDR0CBFSX0 口BCLKR1 “BDR1 口12345678910111213141516171819202122232425262728293031323334353637383940_ C40 C20 I C21C23C22_|_0.肝0.1口丁0.1口丁0.倚 _T0.1u丁0.1uFI HD1HD5HD7 HCNTL1 HBIL-HASHPIEANNMIINT1 INT3BFSR0BCLKX0

23、BDX0BFSR1BCLKX1BDX1BIOGNDHD0 58HD1 69HD2-81HD3P5HD4120HD5124HD6135HD7 6HCNTL69HR/W 18HDS1 127HDS2 129HCS 17HINT 51HEADER 20X212345678910t1112t13148988878685D D D D V V C CD D D D V V C CD D V CD D V CD【0 15BCLKXIBDX00BLCKX0 )BDX0BFSX0BFSX0BFSR0BDR0BFSR0HD0 HD1HD2HD3HD4HD5HD6HD7HCNTL0 HCNTL1HR/WHBILH

24、DS1HDS2HCSHASHINT HPIEANHRDYD0D1D2D3D4D5D6D7D8D9D1CD11D12D13D14D1599BCLKX1BFSX1BDX183TMS TCK TRSTTDI TDOEMU1EMU0NMI 63 INT0-64INT1 65INT2 66INT3 67NMIINT0INT1INT2INT341BFSR0 43BDR0 45BFSX0 53BDX0 59BCLKR42BFSR1 44BDR1 47BFSX1 54121215BCLKR0BFSR0 BDR0 BCLKX0 BFSX0 BDX0BCLKR1BFSR1 BDR1 BCLKX1 BFSX1 BD

25、CNCNCNCNCNCNCNCNCNCC30 土 C31 GND22PTAL1 22Py20M34GND-1A0A1A2A3A4A5A6A7A8A9 A1C A11 A12 A13 A14 A15 A16 A17 A18 A19PSDSIS22MSlRIOSTRREAD 2324RB 25.-READ Y19READY _26 *fR25R15R16CPLD PS _p iU CPLD PS CPLD DSi _,_ CPLD DSCPLD ISCPLD RWCPLD ISCPLD RW MSTRBIOSTRBMSTRBIOSTRBXF HOLD TAQ HOLBIO

26、 MP7M 1ACI TOUT CLKOlCLKMDCLKMDCLKMDNCNCNCNCNCNC22XF2829303TBIO32 GND61 i947978 GND77R32R331.410K I_7374809011012610KTMS320VC5402PGE100DSP RST圖9.DSP原理圖本系統(tǒng)采用TMS320VC5402PGE100 D芯片，該芯片有142個管腳。芯片的電源電壓有 3.3V 與1.8V兩種，其中3.3V電壓供I/O接口用，2.5V電源主要供器件的內(nèi)部，包括 CPU和其他所有 的外設(shè)邏輯。該系統(tǒng)將芯片片內(nèi)部分模塊單元引出以便做外部擴展。這些擴展的模塊包含串行口、 定

27、時計數(shù)器、數(shù)據(jù)地址總線接口和通用 I/O等。此芯片一是實現(xiàn)FIR濾波，其次是2FSK的調(diào)制與 解調(diào)。?EPM3.3HP1HDIHRDY 心JP1C24D D VDD D V DD D D D V V D DD D D D V V D DR17JP3GNDGNDGNDHEADER 7X2C26丄 C27 I C28 I C290.1uT 0.1u 0.1斤 0.1uFOC|削8 22 cR19 I-R31 I-_14161719- -20 -21-22LED0LED125IOIOIOIOIOIOIOIOIOIOIOIOIOIOIOIOIOIOIOINT1JINT0丈 READIIOSTRBREA

28、DY 29NT1 27 INT0 28；IOSTRB30 丁.IO,IOIO ,IO IOR351KR341K3.3ADA6DA7DDU6A0.15 A0.15IOIOIOIOIOIOIOIOIOIOIOIOIOIOIOIOIO/TDIIO/TDO . IO/TCK 片- IO/TMS7571 AO /70 A169 A263 D0PROGD0.7 -D0.768 A167 A16461 D1%60 D258 D3-?5/ D456 D5-V+N1BATL082GNDB7OUT-DB6OUT2DB5RFBDB4REFDB3VDDDB2GNDDB1WRDB0CSU2121615143TLC752

29、4GND+ 15V-GND0.1uFR95K+ 15VP2Header 25V0.1uFC5DA_CS GNDU_memU mem.SchA0.14 D0.15 DRAM_ DRAM PROG_CE1 FLASH_CE 二 DATA_CEI EX_A15.18圖12.頂層文件連接圖BFSX1BCLKX1BDX1BCLKX1BDX1CPLD_RCPLD_I CPLD_P CPLD DPROG_C FLASH_CDATA ClBCLKR BCLKX BDX BFSX BDRBFSRBDX0BFSX0BDR0該版面為系統(tǒng)硬件原理圖部分生成的頂層文件連接示意圖，從中可以反應(yīng)出系統(tǒng)的大概構(gòu)成部分。通過各

30、個分板塊的網(wǎng)絡(luò)標號，將各分散部分的信號線以及各總線聯(lián)系在一起，以便于進行統(tǒng)一的電器檢查以及生成網(wǎng)絡(luò)表，為后面生成 PCB奠定基礎(chǔ)。加載網(wǎng)絡(luò)表后，利用手動布局， 在手動 布線的基礎(chǔ)上實現(xiàn)了該系統(tǒng) PCB板的完整布線。普通信號線10mil，電源線及地線為15mil。四、系統(tǒng)實現(xiàn)4.1、硬件部分利于protel軟件，畫出各部分硬件電路圖。生成頂層文件，畫出PCB板，并實現(xiàn)手動布線，如前面各圖所示。4.2、軟件部分421、2FSK調(diào)制程序? 本文2FSK調(diào)制采用查表法，使用Q15定點數(shù)格式在0,2 n 上以2n /N的相位間隔固化N點 正弦值，N=12x = 0:2*pi/12:2*pi;y = 32

31、768*s in(x)結(jié)果如圖：CaliuniksCaliuniks 1 1 tkrougjitkrougji S S0 01.63B41.63B42.33732.33733.276B3.276B2 2 B373B3731.1.63S463S40.0.00000000 -1.6364-1.6364 2 83788378ColumriEColumriE 1010 tkrciughtkrciugh 1313-3.2706-3.2706 -2.B378-2.B378- -. .53345334 -0.0000-0.0000調(diào)制主程序如下:*c54init.asm* | 157 | 6|5 |4 |

32、3|2 | 1 | 0 |*.mmregs* | IPTR | MP/MC | OVLY | AVIS | DROM |.include c54.incCLKOFF | SMUL|SST |.def c54init*.sect progsys*|0020 1111 1 | 0 | 1 | 0 | 0 |c54init:0 1 0 1 0 1*SWWSR :SoftWare Wait-State Register Address 0028h* 0011 11111 1 1 0 01 0 0* |15| 1412 | 119 | 86 | 53 | 20 |STM #0 x2fe4,PMST;00

33、10 1111 1110 0100*將中斷向量表映射到2f80* | XPA | I/O | Data | Data |*MP/MC=0芯片工作在微計算機方式，可以尋址片內(nèi)程序存儲器Program | Program |*IFR or IMRSTM #0 x7208,SWWSR;0 111 001 000 001 000*1/0空間為7個等待周期*數(shù)據(jù)空間8000h-FFFFh為1個等待周期*數(shù)據(jù)空間0000h-7FFFh為0個等待周期*程序空間8000h-FFFFh為1個等待周期*程序空間0000h-7FFFh為0個等待周期*SWCR :Software Wait-State Conctro

34、l Register Address 002Bh* _* | 0 |* -* | SWSM |* -STM #0,SWCR*等待周期不變*（ STM #1,SWCR等待周期加倍）*BSCR :Programabel bank-switching wait states Address 0029h* -* | 1512 |11| 103|2 |1 | 0 |* -* | BNKCMP | PS- DS | Reserved | HBH |BH | EXIO |* -STM #0 xF800,BSCR;1111 1000 0000 0000*允許修改PMS沖的值*在連續(xù)的讀程序或數(shù)據(jù)空間時插入1個

35、額外的等待周期*外部存儲器的空白區(qū)間為4k*ST0*_*|15 14 | 13 | 12| 11 | 10 | 9 | 8| 7 | 6 |5 I 4 | 3 | 2 | 1 | 0 |*|RES|DMAC5|DMAC4|BXINT1|BRINT1|HPINT|INT 3| TINT1|DMAC0|BXINT0 |BRINT0|TINT0|INT2|INT1|INT0|*| I | I | I |DMAC3 I |DMAC2 | |DMAC1|* 00 0 0 0 0 0 0 0 00 0 0 0 0 0STM #0 xFFFF,IFR*清除掛起的中斷STM #0 x0000,IMR;關(guān)閉所有

36、中斷*打開定時器0的中斷。*CLKMD* _*|1512 | 11 |103|2|1I 0 I* _*| PLLMUL | PLLDIV | PLLCOUNT | PLLON/OFF | PLLNDIV| PLLSTATUS |*-STM #0,CLKMDclkcon:LDM CLKMD,AAND #0 x01,ABC clkcon,ANEQSTM #0 x43ff,CLKMD;0100 0011 1111 1111*利用軟件對CLKMDt行加載（參考教材：P250）*PLL=4 MUL=5 100Mh z; PLL=3 MUL=4 80Mhz*TCR* I15 13 I12 I11I 10

37、I 9 I80 I* I DPARPII TCI CI OVA I OVB* I 1512 I 114 I 30 I*I 10I 9 6 I 5 I* I Revd I softI free I PSC I TRBTSS I TDDR I*STM #0,ST0*數(shù)據(jù)頁指針指向0*ST1* -* | 15 | 14 | 13 | 12 | 11 |10 | 9 | 8 | 7 | 6 I 5 |4 0 |* -* |BRAF| CPL | XF | HM | INTM | 0 | OVM | SXM | C16 | FRCT |CMPT| ASM |*STM #0 x2b00,ST1;0010

38、1011 0000 0000*INTM=1 將全局中斷禁止*SXM=1 數(shù)據(jù)進入ALU之前進行符號位擴展*OVM=1益處控制位（參考ST1資料）*PMSTSTM #0 x0010,TCR1;timer1 stopSTM #0 x0010,TCR;TSS=1 Timer stopSTM #1000,TIMSTM #1000,PRDSTM #1000,TIM1STM #1000,PRD1* 定時中斷周期=CLKOUT*（TDDR+1）*（PRD+1）RSBX INTMSTM #0 x0088,IMR*將全局中斷使能NOPNOPRET.end*Vectors.asm*.in elude c54.i

39、nc.sect .vectors.ref _c_in t00.ref TINTO_ISR;.ref timerO ,hpisys,usb_read.alig n 0 x80 . .must bealig ned On page boun daryRESET:; reset vectorprogrBm_c_int00；NOPNOP;main progrombranch to maini7flerrupRETEd return from；oHeibleNOP NOP NOP ;NMI ;software in terrupts sin t17 .space 4*16 sin t18 .space

40、4*16 sin t19 .space 4*16 sin t20 .space 4*16 sin t21 .space 4*16 sin t22 .space 4*16 sin t23 .space 4*16 sin t24 .space 4*16 sin t25 .space 4*16 sin t26 .space 4*16 sin t27 .space 4*16 sin t28 .space 4*16 sin t29 .space 4*16 sint30 .space 4*16 in t0: RETENOP NOP NOP in t1: RETENOPNOPNOPin t2: RETENO

41、PNOPNOP* FSK_MOD.CMD *MEMORYPAGE 0: PROG:origin = 0 x2000, len =0 x0f80/*8k-128 word/VECT:origin = 0 x2f80, le n= 0 x80/*128word*/PAGE 1: DRAM: origin = 0 x3000, len = 0 xf80TINT:B TINT0 ISRNOPNOPrin t0: RETENOPNOPNOPxi nt0: RETENOPNOPNOPDMAC0: RETENOPNOPNOPDMAC1: RETENOPNOPNOPin t3: RETENOPNOPNOPHP

42、INT: RETENOPNOPNOPDMAC2: RETENOPNOPNOPNOPxi nt1: RETENOPNOPNOPDMAC4: RETENOPNOPNOPDMAC5: RETENOPNOPNOP.end/*4k word*/ SECTIONS progsys: load = PROG .vectors: load = VECT .data : load = DRAM .bss : load = DRAM;tint1;rint1;Timer0 中斷PAGE 0PAGE 0PAGE 1 alig n 16PAGE 1422、2FSK解調(diào)程序本文采用的是實時性較高的2FSK信號差分檢波解調(diào)

43、算法，是已調(diào)信號和它的的延時信號相乘，然后經(jīng)過低通濾波，根據(jù)濾波結(jié)果的符號判斷發(fā)送信號的值，從而實現(xiàn)信號的解調(diào)。算法原 理圖可如前所述，信號放大之后，經(jīng)k個單位時間的延時，再與原信號相乘，經(jīng)過 LPF判決結(jié)果。 ? FIR濾波器在數(shù)字信號處理中，濾波占有極其重要的地位。數(shù)字濾波是語音和圖像處理、模式識別、譜分 析等應(yīng)用中的一個基本的處理算法。與模擬濾波相比，數(shù)字濾 波具有很多突出的優(yōu)點，例如它可以滿足濾波器對幅度和相位 特性的嚴格要求，可以避免模擬濾波器所無法克服的電壓漂移、 溫度漂移和噪聲等問題。用 DSP芯片實現(xiàn)數(shù)字濾波除了具有穩(wěn) 定性好、精確度高、不受環(huán)境影響等優(yōu)點外，還具有靈活性好 的

44、特點。在延時相乘之后的濾波器設(shè)計，用可編程 DSP芯片實 現(xiàn)數(shù)字濾波可通過修改濾波器的參數(shù)十分方便地改變?yōu)V波器的 特性。在延時相乘之后的濾波器設(shè)計，用可編程 DSP芯片實現(xiàn)數(shù) 字濾器，其流程可如右圖所示：本文采用系數(shù)對稱用循環(huán)緩沖區(qū)和雙操作數(shù)尋址方法實現(xiàn)FIR濾波器設(shè)計，參數(shù)：濾波器階數(shù)為8,截止頻率為0.8。利用Matlab軟件中的freqz指令可以觀察到濾波器圖15.FIR濾波器軟件流程圖的特性，為便于說明， 下圖提供了一個截止頻率0.8，階數(shù)為90的低通濾波器頻率特性圖。f = 0 0.8 0.8 1; m = 1 1 0 0;b = fir2(7,f,m);b = b*32768;fr

45、eqz(b,512,1000)1 1. . S941S941-0.2635-0.26350 0 0CO50CO5 0.01370.0137本實驗所設(shè)計濾波器經(jīng)由 Matlab計算出系數(shù)，如下:1 1 0e+0040e+004 * *0 0 013701370.00060.0006-0-0 6356351.89411.8941Maw0.10.20.30.40.50.80.91-60-8000.60.7Normalized Frequency (-rad/sample)圖16.低通濾波器的頻率特性?濾波器程序如下:*my_fir.asm *.titlemy_fir.asm.mmregs.def _

46、c_int00.bss y,1;yxn .usect xn ,8;xnh .usecth,8;h;PA0 .set0002H;數(shù)據(jù)輸出端口;PA1 .set0008H;數(shù)據(jù)輸入端口.bss in data,1.bss outdata,1.bss Dis_buff,1.datatable:.word 137,6,-2635,18941,18941,-2635,6,137_c_int00 :SSBX FRCT;小數(shù)乘法STM #xn ,AR1STM #xn+7,AR3;AR3-x( n-7)STM #h+7,AR4;AR4-h( n-7)STM #8,BK;循環(huán)緩沖區(qū)大小8STM #-1,AR0;

47、指針調(diào)整值-1;LD #xn,DP;DP指向xn所在頁;PORTR PA1,xn;輸入數(shù)據(jù)LD#y,DP;DP指向y所在頁FIR:NOPMVKDin data,*AR3+0%RPTZ A,#7MAC *AR3+0%,*AR4+0%,A ;A=(AR3)*(AR4)+A,AR3=AR3+AR0,AR4=AR4+AR0;STH A,outdata;MVDP *(outdata), Dis_buffNOP-STH A,y;保存計算結(jié)果NOP;PORTW y,PA0;輸出結(jié)果圖17.濾波器系數(shù)5 5 0000005 5 000000 SOQOSOQO5 5 00C00C S60OS60O5000500

48、05 5 000000SOSOSOSO5 5 0000005000500050005000頂0 05 5 8008005 5 000100010000005000500050005000500050005 5 00000050005000soousoou5000500050005000soeosoeo6 6 0 00 0 0 0 Q Q0 0 6 6DOCDOC0 0 9 9C C 0 0 0 00 0 0 00 0 0 0 0 0o o e e1 10 0 0 0 6 60 0 Q Q0 0 0 0 0 00 0 0 0Q Q 0 0 0 00 0 0 0ocooco5 5 00000050

49、005000SO0OSO0O5 5 000000 S030S0305000500050005000 soosoo5 5 0 0胭500050005050時50005000500050005050陰50005000saoosaoo50805080500050005 5 0 0時sooosooo5000500050005000 SOOOSOOO5 5 0ue0ue500U500U5UI0O5UI0O5 5 QUOQUO soousoouSU00SU0050005000 SO0OSO0O6 6 0 00 0 0 0 0 00 0 0 00 0 0 0 0 0O O 0 0o o e e0 0 0 0

50、 0 00 0 0 00 0 0 0 0 00 0 0 0輸入數(shù)據(jù)輸入數(shù)據(jù)經(jīng)濾波器處理后為方波信號，如下:輸入數(shù)據(jù)經(jīng)濾波器處理后為方波信號，如下:5UUU5UUU, ,3333333316670-1S67-1S67-(149, 0TimeUnAuto SobRPT #7B FIR;延時跳轉(zhuǎn)ST#0,*AR1+;把 x(n)-x(n-7)賦始值 0;PORTR PA1,*AR3+0%;新數(shù)據(jù)覆蓋了最舊的數(shù)STM #h,AR1據(jù)RPT #7.endMVPD #table,*AR1+;把參數(shù)表復(fù)制到數(shù)據(jù)存儲區(qū)*PAGE 1:*my_fir.cmd *SPRAM: org=1000H,le n=100

51、0H*DARAM: org=2000H,le n=2000H vectors.obj/*由于在源程TWLO序中使用了 BK寄存器，所以必my_fir.obj須使用align 命令*/-o my_fir.outSECTIONS-m my_fir.map .text: EPROM PAGE 0-estart.data: EPROM PAGE 0MEMORY.bss : SPRAMPAGE 1 PAGE 0:xn : align(128) DARAM PAGE 1EPROM: org=0090H,le n=0F70Hh : alig n(128) DARAM PAGE 1VECS:org=0080H

52、,le n=0010H.vectors: VECSPAGE 0*vectors.asm*.title vectors.asm.refc in t00.sect .vectorsB c int00.end?濾波器仿真波形如下圖所示:?濾波器輸入數(shù)據(jù)如下：01?.&1?.&35.352.970.670.600210S12414115917194212229247 2瞞 202299-3333-圖18.濾波器仿真? 2FSK解調(diào)主程序2FSK延時相乘非相干解調(diào)測試程序，相關(guān)參數(shù)如下:?Fc=24kH z,F0=16K Hz, F1=32K Hz, Fs=192Khz?八階系數(shù)對稱的FIR濾波器N=8

53、,h( n)=h(N-1-n)y(n )=h0*x (n )+x( n-7)+h1*x( n-1)+x( n-6)+h2*x( n-2)+x( n-5)+h3*x( n-3)+x( n-4)?程序如下：*BANZ XXX,*AR3-*FSK_DEM.ASM*STM Y_OUT,AR1.titleFSK_DEM. asm*.mmregsSTM #x_n ew,AR2;AR2指向新緩沖區(qū)第 1個單元.def _c_in t00STM #x_old+(size-1),AR3;AR3指向老緩沖區(qū)最后1DataNum .set 196個單元DATA_THD .set 4000H;幅度判決的閾值STM #

54、size,BK;設(shè)置循環(huán)緩沖區(qū)長度BK =sizeDEC_PASS_NUM .set 2;STM #-1,AR0;循環(huán)控制增量 AR0=-1DEC_BYPASS_NUM .set 12-DEC_PASS_NUM;*.bss y,1STM #in putdata,AR5.bss x_disp,1STM #(i nputdata+6),AR4;調(diào)制后數(shù)據(jù)首地址延時.bss Z_disp,1Pi/2.bss LPFOUT,1 ;濾波器輸出*.bss DEC_DATA_CURR,1 當前采樣點判決STOR: STM #filterdata,AR6值*.bss DEC_DATA_BE,1 ;前一次采樣點

55、判決STM #in putdata,AR5值;MVDD *AR5+,*AR2.bss DEC_NUM,1 ;判決用計數(shù)器STM #(DataNum-1),BRC.bss DEC_NUM_X,1 ;周期計數(shù)器RPTB HHend-1.bss DEC_DONE,1;FIR:x_n ew .usectDATA1,4*x_old .usectDATA2,4MPY *AR5+,*AR4+,A;調(diào)制后的數(shù)據(jù)與移位后的數(shù)據(jù)相Y_OUT .usect DATA3,32;給轉(zhuǎn)換結(jié)果開辟了一個乘存儲區(qū)，STH A,*AR2實際做的時候需要進行串MVDK *AR2,x_disp;在此加斷點通過圖形窗口可以轉(zhuǎn)并觀察延

56、時相乘后的數(shù)據(jù)波形;outputdata .usectDATA3,DataNum*filterdata.usect filter_vars,DataNumADD *AR2+0%,*AR3+0%,A;AH=x( n) + x ( n-7)(第size .set 4一次).dataRPTZ B,#(size-1);B=0,下條指令執(zhí)行 size 次in putdata:FIRS *AR2+0%,*AR3+0%,COEF;B+=AH*h0,AH=( n-1)*+x ( n-6 );噪音STH B,*AR6+;保存結(jié)果到y(tǒng)*.WORDMVDK *AR6,x disp18295,-6420,19759,

57、-29306,6924,-10388,12834,1MVDK *AR6,x_disp;在此加斷點通過圖形窗口可以2498觀察延時相乘及濾波后的數(shù)據(jù)波形；需要在上面加端點.WORD*-7547,0,-18295,6420,6084,10388,0,-8530*在此開始對LPF輸出數(shù)據(jù)進行判決.WORD*-12834,6420,622,18918,-7547,-6420,-6084,-10388LD DEC_DONE,A.WORDSUB #1,A25843,-10388,19759,-25338,-622,0,622,25338BC DEC_BYPASS,AEQ.WORD*-19759,10388

58、,-25843,10388,6084,6420,7547,-1891*DEC_NUM_DONE=t示一次新的數(shù)據(jù)判決開始8LD *AR6,B;.WORDABS B,A;對LPFOUT俞出數(shù)據(jù)取絕對值-622,-6420,12834,8530,0,-10388,-6084,-6420SUB #DATA_THD,A;將結(jié)果與設(shè)定的閾值進行比較.WORDBC DEC_END,ALT;如果采樣數(shù)據(jù)小于設(shè)定的閾值，貝U18295,0,7547,-12498,-12834,10388,-6924,29306直接返回.WORDAND #8000H,B; 測試 LPUOUT勺極性-19759,6420,-18

59、295,0,18295,-6420,19759,-29306BC DEC_POS,BEQ;相與的結(jié)果=0,說明LPFOU為正*ST #0,DEC_DATA_CURR;存儲測定的結(jié)果*F0和F1的余弦表B DEC_NUM_ADD*F032767,28508,16384,0,-16384,-28508,-32767,-2DEC_POS:8508,-16384, 0,16384,28508,ST #1,DEC_DATA_CURR;存儲測定的結(jié)果*F1:DEC_NUM_ADD:28508,0,-28508,-28508,0,28508,28508,0,-28508,-ADDM #1,DEC_NUM28

60、508, 0,28508,LD DEC_NUM,A*以下數(shù)據(jù)表示001100110011SUB #DEC_PASS_NUM,A*BC DEC_BE_CURR,ALT;判斷 DEC_NUM=2小于 2 貝U.WORD跳轉(zhuǎn)至U DEC_BE_CURR32767,28508,16384,0,-16384,-28508,-32767,-28;BC DEC_CMP,AEQ;判斷 DEC_NUM = 2508,-16384, 0,16384,28508;DEC_CMP:.WORDLDDEC_DATA_CURR, A; DEC_NUM= 2,判斷28508,0,-28508,-28508,0,28508,2