分类号编号
烟台大学
毕业论文（设计）
基于DSP的温度测试系统The temperature testing system based on DSP
申请学位：学士
院系：电子信息与计算机科学系
专业：电子信息科学与技术
姓名：胡钦浩
学号：7
指导老师：青心（教授）
2 0 1 1 年 5 月9 日
烟台大学文经学院
基于DSP的温度测试系统
姓名：胡钦浩
导师：青心（教授）
2 0 1 1 年 5 月9 日
烟台大学文经学院
基于DSP的温度测试系统
[摘要]
随着现代信息技术的飞速发展，分布式温度测量控制系统在工业、农业及人们的日常生活中扮演了一个越来越重要的角色。因此，对温度采集控制系统的设计与研究就具有十分重要的意义。
本文设计了一种基于数字信号处理器(DSP)的温度测试系统。该系统以TMS320F2812芯片为核心,使其与DS28EA0型1-Wire数字温度计相结合，采用带有USB接口的大容量U盘或SD卡作为存储介质，实现温度采集与数据存储的功能。文中首先介绍了测温仪器的发展现状，并论证了用DSP芯片进行温度控制的必要性和可行性。接着介绍了DSP芯片的主要结构特点及发展应用等。针对温度控制系统的特点，作者对DSP芯片进行了选型，并对所选芯片TMS320F2812的结构和特征进行了详细说明。然后根据温度控制要实现的功能，制定了该系统的总体设计方案，并在此基础上进行了各部分硬件电路的设计。本系统主要由
DS28EA00温度测量模块、USB接口模块、SD卡接口模块和TMS320F2812数字信号处理模块等组成。
[关键词] DSP；TMS320F2812；温度采集；数据存储
[Abstract]
With the rapid development of modern information technology, distributed temperature measurement control system in industry, agriculture and People's Daily life plays a more and more important role. Therefore, the temperature gathering the design of control system and research has the extremely vital significance.
This paper designs a temperature testing systems based on DSP (digital signal processor). This system chips as the core to TMS320F2812, making it combine with DS28EA0 type 1-Wire digital thermometer, and it uses large capacity with a USB interface, U disk or SD card as storage media, achieving temperature acquisition and data storage capabilities.Firstly ,this paper introduces the development status of the thermometer, and demonstrates the necessity and feasibility of testing the temperature using the DSP chips. Then it introduces the main structural features of DSP chips and application development and so on. Characteristics for the temperature control system, the author has a selection of the DSP chip, and makes a detailed description of the structure and selected characteristics of the chip TMS320F2812 . Then based on the function of the temperature control the author achieves the formulated the overall design of the system, and on this basis the various parts of hardware design. The system consists of DS28EA00 temperature measurement module, USB interface module, SD card interface module and TMS320F2812 digital signal processing module and other components.
[Keywords] DSP；TMS320F2812; Temperature acquisition; Data Storage
目录
第1章绪论 (3)
1．1 课题研究背景 (3)
1．2．1 温度测量技术的研究 (4)
1．2．2 DSP芯片的研究 (5)
1．3 本课题的主要研究内容 (6)
第2章系统总体方案设计 (7)
2.1 系统方案的设计 (7)
2.2 主控芯片的选择——DSP系列TMS320F2812 (8)
第3章系统硬件设计 (9)
3.1 DS28EA00温度测量模块 (9)
3.1.1 温度传感器选型 (9)
3.1.2 测温模块原理 (10)
3.1.3 DS28EA00的序列检测硬件电路连接 (12)
3.2 USB接口模块。 (13)
3.3 SD卡接口模块 (14)
第4章系统软件设计 (14)
4.1 DSP与DS28EA00的通信 (15)
4.2 数据存储 (16)
4.2.1 U盘数据存储 (16)
4.2.2 SD卡数据存储 (18)
4.2.3文件系统 (20)
第5章系统性能分析 (21)
5.1 性能指标 (21)
5.2 系统抗干扰性能分析 (21)
结论 (22)
参考文献 (23)
第1章绪论
1．1 课题研究背景
科学技术的发展为测量技术的发展提供了前提和可能。在农业领域，温度的测试、控制有着重要的应用，例如粮食的种植、储存等方面。随着世界人口的日益增加，粮食供应日益紧张，我国提出大力发展农业科技、实现农业现代化。这不仅可以提高粮食产量，解决粮食供需矛盾，另一方面也符合十六大以来党中央关于全面落实科学发展观，解决“三农”问题的基本思想和思路，为建设社会主义新农村，切实提高农民收入，减轻农民劳动强度提供了技术保障。采用温室种植技术无疑会大幅增加粮食蔬菜的产量，尤其在我国的北方。温度是温室种植中的重要环境参数，温度的测试和控制是保证农作物牛长的关键因素，是温室技术的核心。由于不同的温室、不同的作物生长对温度要求不尽相同，而且要求温度稳定在一定范围内。仅仅依靠传统的人工管理存在着温度测量不全面、温度调节不及时、温度控制不精确等一系列问题。不仅增加了农民的劳动强度，还会影响作物的生长速度和作物的质量。因此迫切要求有一种能对温室温度进行精确测试的系统来替代传统的人工操作，使其能根据不同作物需求进行参数设置。
目前，有些温室已经采用了以8／16位单片机为核心的温度测试系统，由于温度变化是一个缓慢的过程，这些系统能够满足温度实时测试的需求。但由于单片机需要单独设置外围的AD转换器，这使得外围电路非常复杂繁琐。而若用DSP芯片则可以充分利用其内置的ADC控制，实现电路更加简单；并且DSP对数据能够进行更快的处理。
为此，本文提出了基于TMS320F2812的温度测试系统。TMS320F2812是TI公司专为数字电动机的控制而生产的一款定点数字信号处理器芯片，具有时钟频牢高、处理速度快、运行稳定可靠、功耗低等优点，是温度测试系统的核心部件。
1．2 国内外研究现状
1．2．1 温度测量技术的研究
测温仪器通常由温度传感器和信号处理器两部分组成。温度测量就是通过温度传感器将被测对象的温度值转换成电信号或其他形式的信号，然后传递给信号处理电路进行信号处理，并转换成温度值以便显示。
随着生产的发展，新型温度传感器不断出现。温度传感器主要大体经过了三个发展阶段：1．模拟集成温度传感器。该传感器是采用硅半导体集成工艺制成，因此亦称硅传感
器或单片集成温度传感器。此种传感器具有功能单一(仅测量温度)、测温误差小、价格低、响应速度快、传输距离远、体积小、微功耗等特点，适合远距离测温、控温，不需要进行非线性校准，外围电路简单。它是目前在国内外应用最为普遍的一种集成传感器，典型产品有AD590、AD592、TMPl7、LMl35等；2．模拟集成温度控制器。模拟集成温度控制器主要包括温控开关、可编程温度控制器，典型产品有LM56、AD22105和MAX6509。某些增强型集成温度控制器中还包含了A／D转换器以及固化好的程序，这与智能温度传感器有某些相似之处。但它自成系统，工作时并不受微处理器的控制，这是二者的丰要区别；3．智能温度传感器。智能温度传感器(亦称数字温度传感器)是在20世纪90年代中期问世的。它是微电子技术、计算机技术和自动测试技术(ATE)的结晶。智能温度传感器内部都包含温度传感器、A／D转换器、信号处理器、存储器(或寄存器)和接口电路。有的产品还带多路选择器、中央控制器(CPU)、随机存取存储器(RAM)和只读存储器(ROM)。智能温度传感器的特点是能输出温度数据及相关的温度控制量；并且它是在硬件的基础上通过软件来实现测试功能的，其智能化程度也取决于软件的开发水平。进入21世纪后，温度传感器正在朝着高精度、多功能、总线标准化、高可靠性及安全性、虚拟传感器和网络传感器、单片测温系统等高科技的方向迅速发展。
近年来，测温技术发展很快，测温所使用的传感器种类也非常繁多。目前国内多采用接触式测温，并且主要使用热电偶与热电阻。国外辐射测温技术发展很快，己引起国内有关人士的重视，近几年其使用也有了明显的增多。辐射测温技术的快速发展其原因主要是：(1)辐射温度计的性能有了很大提高，性能稳定可靠，测温范围广：(2)价格较便宜，国产红外辐射温度计与B型热电偶价格相当。但辐射温度计测试的只是辐射温度和亮度温度。在测量表面烧蚀温度时，误差有时高达几百度。而且无法抑制环境中吸收气体、粉尘、飞渣等因素的影响，因此测温结果有较大的误差。而热电偶则能避免此类问题出现。
工业应用中的测温仪大多是采用单片机作为微处理器的。普通单片机指令周期一般为2μS，取指、译码和执行等操作不能同步进行，因而不能满足某些特殊场合的高速测温要求。另外，当测量多点温度时，单片机往往是采用巡测方式，即使采用高速巡回检测系统，也不可避免地出现较大的非同一性状态误差。
1．2．2 DSP芯片的研究
数字信号处理(Digital Signal Processing，简称DSP)是一门涉及许多学科而又广泛应用于许多领域的新兴学科。20世纪60年代以来，随着计算机和信息技术的飞速发展，数字信
号处理技术应运而生并得到迅速的发展。虽然数字信号处理的理论发展迅速，但在20世纪80年代以前，由于实现方法的限制，数字信号处理的理论还得不到广泛的应用。直到20世纪70年代末80年代初，世界上第一片单片可编程DSP芯片的诞生，才将理论研究结果广泛应用到低成本的实际系统中，并且推动了新的理论和应用领域的发展。可以毫不夸张地说，DSP芯片的诞生及发展对近二十年来通信、计算机、控制等领域的技术发展起到十分重要的作用。DSP芯片，也称数字信号处理器，是一种特别适合于进行数字信号处理的微处理器，主要用于实时快速地实现各种数字信号处理算法。DSP芯片一般具有如下主要特点：1）在一个指令周期内可完成一次乘法和一次加法；
2）程序和数据存储空间分开，可以同时访问指令和数据；
3）片内具有快速RAM，通常可通过独立的数据总线在两块中同时访问；
4) 具有低开销或无开销循环及跳转的硬件支持；
5) 快速的中断处理和硬件I／O支持；
6) 具有在单调周期内操作的多个硬件地址产生器；
7) 可以并行执行多个操作；
8) 支持流水线操作，使取指、译码和执行等操作可以重叠执行。
自从20世纪70年代末80年代初DSP芯片诞生以来，DSP芯片得到了飞速的发展，一方面得益于集成电路技术的发展，另一方面也得益于巨大的市场。在近20年时间里，DSP芯片已经在信号处理、通信、雷达等许多领域得到广泛的应用。
目前，DSP芯片的价格越来越低，性能价格比日益提高，具有巨大的应用潜力。DSP
芯片的应用主要有：
1) 信号处理一如数字滤波、自适应滤波、快速傅立叶变换、相关运算、谱分析、卷积、模式匹配、加窗、波形产生等；
2) 通信一如调制解调器、自适应均衡、数据加密、数据压缩、回波抵消、多路复用、传真、扩频通信、纠错编码、可视电话等；
3) 语音一如语音编码、语音合、语音识别、语音增强、说话人辨认、说话人确认、语音邮件、语音存储等；
4) 图形图像一如二维和三维图形处理、图像压缩与传输、图像增强、动画、机器人视觉等；
5) 军事一如保密通信、雷达处理、声纳处理、导航、导弹制导等；
第一章绪论 1.1 本论文的背景 随着信息技术的飞速发展，数字信号处理技术已经发展成为一门关键的技术学科，而DSP芯片的出现则为数字信号处理算法的实现提供了可能，这一方面促进了数字信号处理技术的进一步发展,也使数字信号处理的应用领域得到了极大的拓展。在近20年里，DSP芯片已经在通信和家用电器等领域得到了广泛的应用。 1.1.1 数字信号处理器的发展状况 DSP(Digital Signal Processing)也称数字信号处理器，是一种具有特殊结构的微处理器，是建立在数字信号处理的各种理论和算法基础上，专门完成各种实时数字信息处理的芯片。与单片机相比，DSP有着更适合数字信号处理的优点。芯片部采用程序和数据分开的哈佛结构，具有专门的硬件乘法器，广泛采用流水线操作，具有良好的并行特性，提供特殊的DSP指令，可以快速地实现各种数字信号处理算法[1]。 DSP发展历程大致分为三个阶段：70年代理论先行，80年代产品普及，90年代突飞猛进。在DSP出现之前数字信号处理主要依靠MPU(微处理器)来完成。但MPU 较低的处理速度无法满足高速实时的要求。因此，直到70年代才提出了DSP的理论和算法基础。随着大规模集成电路技术的发展，1982年世界上诞生了首枚通用可编程DSP芯片TI的TMS32010。DSP芯片的问世是个里程碑，它标志着DSP应用系统由大型系统向小型化迈进了一大步。进入80年代后期，随着数字信号处理技术应用围的扩大，要求提高处理速度，到1988年出现了浮点DSP，同时提供了高级语言的编译器，使运算速度进一步提高，其应用围逐步扩大到通信、计算机领域。90年代相继出现了第四代和第五代DSP器件。以DSP作为主要元件，再加上外围设备和特定功能单元综合成的单一芯片，加速了DSP解决方案的发展，同时产品价格降低，运算速度和集成度大幅提高[2]。 进入21世纪，现在DSP向着高速，高系统集成，高性能方向发展。当前的DSP 多数基于RISC(精简指令集计算机)结构，且进入了VLSI(超大规模集成电路)阶段。如TI公司的TMS320C80代表了新一代芯片集成技术，它将4个32位的DSP，1个32位RISC主处理器，1个传输控制器，2个视频控制器和50Kb SRAM集成在一个芯片上。这样的芯片通常称之为MVP(多媒体视频处理器)。它可支持各种图像规格和各种算法，功能相当强。而第六代TMSC6000系列则是目前速度最快，性能最高的DSP芯片，该系列芯片的发展蓝图中有高至5000MIPS，3G FLOPS的处理性能。
目录 摘 要 (2) Abstract (3) 1 绪论 (4) 1.1概述 (4) 1.2选题的目的、意义 (4) 1.3 选题的背景 (5) 1.4 本文所研究的内容 (6) 2 波形信号发生器的原理及方案选择 (7) 2.1任意波形信号发生器的原理 (7) 2.1.1 直接模拟法 (7) 2.1.2 直接数字法 (7) 2.2 任意波形发生器的设计方案 (9) 2.2.1 查表法 (9) 2.2.2计算法 (9) 2.2.3传统方法 (10) 3 基于DSP 5416的任意波形信号发生器的软件设计 (12) 3.1 TMS320C5416的开发流程 (12) 3.2软件开发环境 (13) 3.3任意波形信号发生器的软件编程 (14) 3.3.1 计算法实现波形输出 (14) 3.3.2 D/A转换 (15) 3.3.3波形控制及软件设计流程图 (16) 3.4参数的设定 (18) 4 基于DSP 5416的任意波形信号发生器的硬件设计 (20) 4.1 TMS320VC5416开发板 (20) 4.2 TMS320VC5416实验箱的连接 (23) 4.3 波形信号发生器的硬件测试过程 (23) 5 任意波形信号发生器展望 (28) 结束语 (29) 致谢 (30) 参考文献 (31)
摘 要 任意波形发生器是信号源的一种，它是具有信号源所具有的特点，更因它高的性能优势而倍受人们青睐。信号源主要给被测电路提供所需要的已知信号（各种波形），然后用其它仪表测量感兴趣的参数。可见信号源在各种实验应用和试验测试处理中，它不是测量仪器，而是根据使用者的要求，作为激励源，仿真各种测试信号，提供给被测电路，以满足测量或各种实际需要。 随着无线电应用领域的扩展，针对广播、电视、雷达、通信的专用信号发生器获得了长足的发展，表现在载波调制方式的多样化，从调幅、调频、调相到脉冲调制。如果采用多台信号发生器获得测量信号显然是很不方便的。因此需要任意波形发生器（Arbitrary Waveform Generator，AWG），使其能够产生任意频率的载频信号和多种载波调制信号。 目前我国已经开始研制任意波形发生器，并取得了可喜的成果。但总的来说，我国任意波形发生器还没有形成真正的产业。并且我国目前在任意波形发生器的种类和性能都与国外同类产品存在较大的差距，因此加紧对这类产品的研制显得迫在眉睫。 本文主要工作分为以下几个方面：首先，介绍研制任意波形信号发生器的目的、意义、背景，以及利用CCS仿真工具用软件实现任意波形信号发生器的的过程 ；之后，对硬件的连接及测试结果作介绍；最后，简要的对任意波形信号发生器的未来作一下展望。 关键词：DSP，任意波形信号发生器,DDS
摘要 (3) Abstract (4) 第一章绪论 (5) 1.1 选题背景及研究意义 (5) 1.2 国内外发展现状及发展趋势 (6) 1.2.1 电动汽车发展现状及趋势 (6) 1.2 .2 液晶显示技术的发展及其应用前景 (7) 1.2.3数字信号处理器的发展及其应用前景 (8) 1.3本设计研究的主要内容 (9) 第二章系统设计方案 (10) 2.1 DSP软件开发工具简介 (10) 2.1.1 TMS320F2812 (10) 2.2 系统设计概述 (11) 2.3电动汽车几种传感器及其作用 (12) 第三章液晶与液晶显示 (14) 3.1 液晶与液晶显示器件 (14) 3.2 液晶显示器件的基本结构 (15) 3.3 典型的液晶显示器件 (16) 3.3.1 静态驱动段型液晶显示器件 (16) 3.3.2 动态驱动点矩阵型液晶显示器件 (17) 3.4.1 AXG19264 引脚介绍 (19) 3.4.2 图形液晶显示行驱动控制器HD61203U (19) 3.4.3 图形液晶显示列驱动控制器HD61202U (19) 3.4.4 HD61202U 的指令系统 (21) 第四章电动汽车液晶显示系统硬件设计 (24) 4.1 硬件设计分析 (24) 4.1.1 处理器直接访问方式 (24) 4.1.2 处理器间接访问方式 (24) 4.3 硬件设备的调试 (27) 4.4 DSP2812功能模块图 (28) 4.5 DSP与液晶模块硬件接口设计 (29) 4.6 保护电路 (29) 第五章电动汽车液晶显示系统软件设计 (31) 5.1 DSP软件系统开发环境介绍 (31) 2.1.2 CCS的组成 (31) 5.1.2 CCS环境下project的主要成员 (32) 5.2主程序的软件流程图 (34) 5.3软件调试的方法 (34) 第六章总结和展望 (36) 6.1 工作总结 (36) 6.2 后续工作展望 (36) 参考文献 (37) 附录 (38)
本科毕业设计论文基于DSP的谱分析仪设计 学生姓名： 班级：电自0913 学号： 指导教师： 所在单位：电气工程学院
答辩日期：2013年6月24日
摘要 随着计算机和微电子技术的飞速发展，基于数字信号处理的频谱分析已经应用到各个领域并发挥着重要作用。频谱分析仪对于信号分析来说是必不可少的，它可以利用频率对信号进行分析。频谱分析仪可应用于诸多领域，如通讯发射机以及干扰信号的测量，频谱的监测，器件的特性分析等，但各行各业对其性能要求也不尽相同。 本课题主要做了以下工作：首先，本文介绍了频谱分析仪的作用、课题背景、现状及发展趋势；然后，设计了以TI公司的定点数字信号处理器（DSP）TMS320VC5402为CPU的开发系统，包括复位电路、时钟电路、存储器扩展、电源模块、AD采样、DA单元、JTAG等的设计；由于CPU采用FFT算法，所以详细介绍了FFT的原理以及其在TMS320VC5402上的实现。最后，简要介绍了用于开发DSP的集成开发环境CCS。 关键词：TMS320VC5402；频谱分析；FFT；功率谱
Abstract With the rapid development of computer and microelectronics technology, spectrum analysis based on digital signal processing (DSP) has been applied to various fields and play an important role. A spectrum analyzer for the signal analysis is indispensable, it can make use of frequency analysis of signals. A spectrum analyzer can be applied to many fields, such as communication transmitter and the interfering signal measurement, spectrum monitoring, device characteristics analysis and so on, but in all walks of life to its performance requirements are also different. This topic mainly done the following work: first of all, this paper introduces the role of a spectrum analyzer, topic background, present situation and development trend; Then, designed by TI company's fixed-point digital signal processor (DSP) TMS320VC5402 as CPU development system, including the reset circuit, clock circuit, memory expansion, a power supply module, AD sampling, DA units, such as JTAG design; Due to the CPU adopts FFT algorithm, so the principle of FFT is introduced and its implementation on TMS320VC5402. Finally, this paper briefly introduces the integrated development environment CCS for the development of DSP. Keywords：TMS320VC5402；Spectrum analyzer；FFT；Power spectrum
电子与信息工程学院综合实验课程报告 课题名称基于DSP的温度采集系统
毕业设计（论文）原创性声明和使用授权说明 原创性声明 本人郑重承诺：所呈交的毕业设计（论文），是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。尽我所知，除文中特别加以标注和致谢的地方外，不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果，也不包含我为获得及其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体，均已在文中作了明确的说明并表示了谢意。 作者签名：日期： 指导教师签名：日期： 使用授权说明 本人完全了解大学关于收集、保存、使用毕业设计（论文）的规定，即：按照学校要求提交毕业设计（论文）的印刷本和电子版本；学校有权保存毕业设计（论文）的印刷本和电子版，并提供目录检索与阅览服务；学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文；在不以赢利为目的前提下，学校可以公布论文的部分或全部内容。 作者签名：日期：
学位论文原创性声明 本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。 作者签名：日期：年月日 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。 涉密论文按学校规定处理。 作者签名：日期：年月日 导师签名：日期：年月日
《DSP原理及应用课程设计题目》 1、基于TMS320VC5402的DSP最小系统设计 要求： （1）绘制系统框图(VISIO)； （2）包括电源设计、复位电路设计、时钟电路设计、存储器设计、JTAG接口设计等，用Protel软件绘制原理图和PCB图； （3）编写测试程序； （4）从理论上分析，设计的系统要满足基本的信号处理要求； （5）参考文献、论文格式规范。 2、基于TMS320VC5402的频谱分析系统设计（可作为毕业设计） 要求： （1）系统设计中，C5402完成数据处理，AT89S52单片机完成控制和显示，绘制出系统框图(VISIO)； （2）包括电源设计、复位电路设计、时钟电路设计、A/D转换设计、电平转换设计、JTAG接口设计等，用Protel软件绘制原理图和PCB图； （3）给出程序流程图，设计频谱分析系统软件（C5402的数据处理软件、单片机的控制及显示软件）； （4）通过对系统的全面分析得出设计结论（被处理信号的频率范围、采用的信号处理算法等）； （5）参考文献，论文格式规范。
3、基于TMS320VC5402的FIR数字滤波器的设计 要求： （1）绘制系统框图(VISIO)； （2）包括电源设计、复位电路设计、时钟电路设计、存储器设计、A/D转换设计、JTAG接口设计等，用Protel软件绘制原理图和PCB图； （3）给出所设计的FIR低通滤波器的技术指标，用MATLAB求解滤波器的参数并仿真； （4）给出程序流程图，编写程序，在CCS中完成仿真； （5）参考文献、论文格式规范。 4、基于TMS320VC5402的IIR数字滤波器的设计 要求： （1）绘制系统框图(VISIO)； （2）包括电源设计、复位电路设计、时钟电路设计、存储器设计、A/D转换设计、JTAG接口设计等，用Protel软件绘制原理图和PCB图； （3）给出所设计的IIR滤波器的技术指标，用MATLAB求解滤波器的参数并仿真； （4）给出程序流程图，编写程序，在CCS中完成仿真； （5）参考文献、论文格式规范。
分类号编号 烟台大学 毕业论文（设计） 基于DSP的温度测试系统The temperature testing system based on DSP 申请学位：学士 院系：电子信息与计算机科学系 专业：电子信息科学与技术 姓名：胡钦浩 学号：7 指导老师：青心（教授） 2 0 1 1 年 5 月9 日 烟台大学文经学院
基于DSP的温度测试系统 姓名：胡钦浩 导师：青心（教授） 2 0 1 1 年 5 月9 日 烟台大学文经学院
基于DSP的温度测试系统 [摘要] 随着现代信息技术的飞速发展，分布式温度测量控制系统在工业、农业及人们的日常生活中扮演了一个越来越重要的角色。因此，对温度采集控制系统的设计与研究就具有十分重要的意义。 本文设计了一种基于数字信号处理器(DSP)的温度测试系统。该系统以TMS320F2812芯片为核心,使其与DS28EA0型1-Wire数字温度计相结合，采用带有USB接口的大容量U盘或SD卡作为存储介质，实现温度采集与数据存储的功能。文中首先介绍了测温仪器的发展现状，并论证了用DSP芯片进行温度控制的必要性和可行性。接着介绍了DSP芯片的主要结构特点及发展应用等。针对温度控制系统的特点，作者对DSP芯片进行了选型，并对所选芯片TMS320F2812的结构和特征进行了详细说明。然后根据温度控制要实现的功能，制定了该系统的总体设计方案，并在此基础上进行了各部分硬件电路的设计。本系统主要由 DS28EA00温度测量模块、USB接口模块、SD卡接口模块和TMS320F2812数字信号处理模块等组成。 [关键词] DSP；TMS320F2812；温度采集；数据存储
硕士学位论文 基于DSP的单通道伺服控制器设计 DESIGN OF SINGLE CHANNEL SERVO CONTROLLER BASED ON DSP 罗中宝 哈尔滨工业大学 2010年6月
国内图书分类号：TP391.9 学校代码：10213 国际图书分类号：629.7.08 密级：公开 工学硕士学位论文 基于DSP的单通道伺服控制器设计 硕士研究生：罗中宝 导师：丛大成教授 申请学位：工学硕士 学科：机械电子工程 所在单位：机电工程学院 答辩日期：2010年6月 授予学位单位：哈尔滨工业大学
Classified Index: TP391.9 U.D.C: 629.7.08 Dissertation for the Master Degree in Engineering DESIGN OF SINGLE CHANNEL SERVO CONTROLLER BASED ON DSP Candidate:Luo Zhongbao Supervisor:Prof. DaCheng Cong Academic Degree Applied for:Master of Engineering Specialty: Mechatronic Engineering Affiliation: School of Mechatronics Engineering Date of Defence:June, 2010 Degree-Conferring-Institution: Harbin Institute of Technology
哈尔滨工业大学工学硕士学位论文 摘 要 伺服控制器是电液伺服系统的重要组成部分，是完成各种伺服控制算法，实现电液伺服系统实时运动控制的关键。单通道伺服控制器是伺服控制器的一种，主要应用于单缸位置闭环系统中。现阶段，国内大多采用国外厂家生产的通用控制器来实现单缸的位置伺服闭环，该类控制器不但价格昂贵，而且还需根据自身实际应用环境，设计相应的调理电路。基于DSP的单通道伺服控制器既为单缸位置伺服控制提供了一个完整的解决方案，缩短了控制系统的开发周期，又继承了嵌入式系统高性价比的特点，削减了控制系统的开发成本。鉴于以上优势，基于DSP的单通道伺服控制器在单缸位置闭环系统中具有非常广阔的应用前景。 本文首先分析了单通道伺服控制器的整体功能及性能需求，并根据整体功能需求划分了控制器软、硬件平台的功能模块，最终细化出软、硬件各功能模块的功能及性能需求。然后，根据软、硬件各模块的功能及性能需求，设计了单通道伺服控制器的软、硬件平台。在硬件平台的设计阶段，详细探讨了如何在DSP28335片外扩展位移采集模块和伺服阀驱动模块，并为位移采集模块和伺服阀驱动模块设计了相应的调理电路及硬件驱动。在控制器的软件设计阶段，主要设计了单通道伺服控制器与上位机之间的CAN通讯模块，并根据实际系统的需求，设计了单通道控制器的位置伺服闭环程序和人机交互界面。最后，通过实验验证了控制器的正确性，并阐述了单通道伺服控制器的比例增益对系统性能的影响。 本文中采用了基于快速原型技术的DSP程序开发方案，我们首先在利用Simulink中的Embeded Target for C2000 DSP 工具箱编写控制器的伺服闭环程序，然后通过Matlab中的Real-Time Workshop和TI的开发工具将Simulink模型转换成实时控制代码。最后通过Code Composer Studio将实时控制代码下载到单通道伺服控制器中。 本论文研发的单通道伺服控制器可以完成4路传感器信号的采集、1路伺服阀的驱动、8路数字量输入和8路数字量输出。我们并为单通道控制器配备了CAN通讯模块和人机交互模块，用户仅需将上位机的CAN接口与控制器的CAN接口相连并在上位机安装人机交互软件，便可以实现控制参数的实时修改和位移反馈信号的实时监测。 关键词：单通道伺服控制器；DSP；CAN通讯；快速控制原型
基于DSP的简易频谱分析仪设计 摘要 我们对一个信号的认识只在时间域是远远不够的，所以还要在频域去认识和分析它。在电子测量中，测量网络阻抗特性以及传输特性是经常遇到的问题问题，其中，幅频特性、增益和衰减特性、相频特性等是属于传输特性内的。它很大程度方便了调整，校准被测网络及排除故障。 本此设计制作了一个简易频谱分析仪从而可以更直观的看到信号的特性。为了实现这一目标，我们需要利用快速傅里叶变换（FFT）来实现对信号的频谱分析。由于DSP可以处理比较复杂的算法本次设计采用FFT算法通过DSP分析显示输入波形的频率值。 关键词：频谱分析DSP FFT 显示频率
The Simple Spectrum Analyzer Design Based on DSP Abstract We can’t know a signal only in the time domain .It is far from enough, so we also recognize and analyze it in the frequency domain. In the electronic measurement, impedance and transmission characteristics of the network are often encountered in the measurement problems; Transmission characteristics include the gain characteristics, attenuation characteristics, amplitude-frequency characteristic and phase frequency characteristics. It provides a great convenience for the adjustment of the network under test, calibration and troubleshooting. We design a simple spectrum analyzer to see the characteristics of the signal more intuitively. In order to achieve this goal, we need to use the fast Fourier transform ，that is FFT which make spectrum analysis of the signal. Since the DSP can solve the more complex algorithms than others. Hence, we designed a simple spectrum analyzer using the FFT algorithm by DSP to show the frequency of the input waveform. Key word s: Spectrum Analyzer ; DSP; FFT ; Frequency Display
中文题目：基于DSP和FPGA的图像处理系统设计 外文题目：IMAGE PROCESSING SYSTEM DESIGN BASED ON DSP AND FPGA
摘要 本文研究了以TI高性能DSP为核心处理器的视频实时图像处理系统的设计原理与组成，并基于DSP + FPGA架构实现了视频图像处理系统。本图像处理系统主要由图像采集电路、图像处理电路、显示电路以及系统软件组成。 首先经过CCD图像传感器采集复合视频信号，经过视频A/D处理器(SAA7115)转换成8 bit的数字信号，通过DMA方式存放在双口RAM中，该处理器同时还输出像素时钟信号(PCLK)，场同步(CS)、行同步(HS)、奇偶场(OE)、复合消隐信号(BLANK)。 数字信号处理器DSP(TMS320VC5501)是本处理器的核心部分，其功能是完成整个系统的图像预处理以及数据流存储时序控制等功能。经过DSP处理后输出8 bit的数字视频信号以及像素时钟信号(PCLK)、场同步(CS)、行同步(HS)，一起送FPGA产生视频信号的时序逻辑，然后送视频D/A处理器(SAA7105H )，最后通过VGA视频接口输出。静态双口RAM用于存储图像数据的，图像数据的读写控制时序通过DSP来实现。视频D/A 处理器(SAA7105H)将FPGA输出的数字视频信号、像素时钟、行场同步信号合成为彩色全电视信号然后通过VGA输出。该视频图像处理系统可以实现实时的数据视频信号的采集、处理及显示，可以应用于视频处理的相关领域。 关键字：DSP；FPGA；图像处理；电路设计；系统软件
Abstract This paper studies the system design principle and composition the of TI high performance DSP core processor for real-time video image processing , and it can achieve video image processing system based on the architecture of DSP and FPGA. The image processing system is composed of image acquisition circuit, image processing circuit, display circuit and system software. After the first CCD image sensor collect the composite video signal, the video A/D processor (SAA7115) is converted into a digital signal of 8 bit, which is stored in dual-port RAM through DMA, the processor also outputs pixel clock signal (PCLK), field synchronization(CS), synchronous (HS), parity field (OE), composite blanking signal (BLANK). DSP digital signal processor (TMS320VC5501) is the core part of this processor, its function is to complete the whole system of image preprocessing and the sequence of data storage control . After DSP treatment, the output of the 8 bit digital video signal and a pixel clock signal (PCLK). The field synchronization (CS), synchronous (HS), which is send to FPGA for producing video signals, then transmitted to the video processor D/A (SAA7105), the final output through a VGA video. Static double port RAM is used to store the image data, the timing control of image data read and writed is realized by DSP. Video D/A processor (SAA7105) compose output digital video signal, a pixel clock and field synchronization signal of FPGA into color TV signal and then output by VGA.The video image processing system can achieve real-time data of the video signal acquisition, processing and display, which can be applied for video processing related fields. Keywords:DSP;FPGA;image processing ;circuit design ;system software
毕业设计（论文）外文文献翻译 文献、资料题目：基于DSP的IIR滤波器设计 文献、资料来源： 文献、资料发表（出版）日期： 院（部）： 专业：电子信息科学与技术 班级： 姓名： 学号： 指导教师： 翻译日期： 2017.02.14
目录 摘要 (1) Abstract. (1) 1 绪论 (3) 1.1 认识数字信号处理和IIR数字滤波器 (3) 1.2 数字滤波器的实现方法 (4) 1.3 主要研究内容 (6) 2 滤波器原理基础 (7) 2.1 IIR数字滤波器的优缺点 (7) 2.2 IIR数字滤波器的设计方法和原理 (9) 2.2.1 脉冲响应不变法 (12) 2.2.2 双线性变换法 (14) 2.3 IIR滤波器的基本结构 (17) 3 IIR滤波器的设计过程及DSP的实现 (21) 3.1 IIR滤波器的设计过程 (21) 3.2 DSP系统的设计流程 (22) 3.3 IIR数字滤波器在DSP上的实现 (22) 参考文献 (28) 附录 (29) 致谢 (32) 外文文献译文......................................................................................... 1-3
外文文献原文 基于DSP的IIR滤波器设计 电子信息科学与技术 摘要：数字信号处理(Digital Signal Processing，DSP)是一门涉及许多学科而 又广泛应用于众多领域的新兴学科。早在20世纪60年代，数字信号处理(即信号的数字化及数字处理)理论已经被被提出，到20世纪70年代，DSP理论和算法基础才被人提出。 不久之后，1982年世界上第一枚DSP芯片诞生了。这枚DSP芯片在当时运算速度很快，尤其是在编码解码和语音合成方面得到广泛应用。随着科学技术的飞速发展，数字化硬件技术得到长足的发展，这就带动了数字信号处理的飞速发展，也使得它得到了很多的实际应用，由此奠定了DSP这一词的地位。之后，DSP芯片的科研不断推陈出新，每一代的DSP芯片都向着使运算速度更快、精度更高的目标发展，应用于通信、语音、医疗、仪器仪表和家用电器等人类生产生活的各个领域。 本文主要讲述了IIR滤波器的设计原理和在DSP上实现IIR滤波器的过程。通过MATLAB设计了一个无限冲击响应(IIR)滤波器，并基于DSP数字信号处理芯片，在CCS集成开发环境下利用汇编语言编程实现了该滤波器，并对滤波器的性能进行了测试分析，结果表明：所设计的滤波器能有效实现滤波。 关键词：IIR滤波器；DSP芯片；数字信号处理；模拟滤波器 The Design of IIR Filter Based on DSP Chip YueYao Grade2011 Electronic Information Science and Technology Abstract:Digital Signal Processing is an emerging discipline involves many discipline and is widely used in many fields.In the early 1960s, digital signal processing (in other words is digitization and digital processing of signals) theories have been proposed,In twentieth Century 70 time, DSP theory and algorithm was proposed based on. Soon after in 1982 the world's first DSP chip was born. The DSP chip in the operation speed is very fast,especially in the coding and decoding of speech synthesis.With the development of science and technology,the digital hardware technology is developing rapidly,which led to the rapid development of digital signal
电动汽车ABS控制半实物 仿真系统设计 Design of The Hardware-in-the-loop Simulation System for ABS Control in Electric Vehicle 学院：电气工程学院 专业班级：自动化0802 学号：080302035 学生姓名：刘潇 指导教师：丁惜瀛（教授） 2012 年06 月
摘要 作为一种有效的汽车主动安全装置，电动汽车防抱死制动系统(ABS)能够在电动汽车制动过程中通过对四个车轮制动力矩的自动调节来防止车轮抱死，并使四个轮的滑移率维持在最佳滑移率附近，从而提高了汽车的制动效果以及方向稳定性。 传统ABS控制研究采用Matlab/Simulink数学仿真，置信度有限，而对车辆进行路面制动试验受许多条件的限制。硬件在环仿真技术能够根据实际情况建立基于真实硬件设备的模型代替原仿真系统的部分数学模型，大大缩短了控制器的开发周期和开发成本，并且比理论模型具有更高的可靠性，因此更适用于电动汽车ABS研究。 为了改进传统ABS系统的局限性，进一步提高电动汽车制动系统的性能，本文在综述国内外相关文献的基础上，对基于滑移率的ABS控制半实物仿真系统进行了关键技术的分析和实现方法的研究，主要包括以下几个方面： 第一，ABS控制器结构及控制原理研究。在深入研究汽车制动系统、ABS的工作原理及其性能指标的基础上，对ABS控制进行理论分析，并确定了基于滑移率的PID 控制算法。 第二，电动汽车ABS控制实半实物仿真平台的设计。基于xPC Target实时仿真系统，搭建ABS控制硬件在环仿真平台，硬件控制器采用TI公司的定点式32位DSP芯片TMS320F2812。宿主机中的整车数学模型通过TCP/IP通讯协议下载到目标机中，设计合适的通讯接口实现目标机与DSP的同步通讯。 第三，PID算法的C程序设计。建立CCS v3.3工程文件，主程序完成初始化功能，PID控制算法在外部中断服务子程序中实现。 第四，程序调试及仿真实验。在CCS环境下调试程序，整定PID参数，实现滑移率的控制。在不同初始条件下进行仿真，比较滑移率的控制效果，得出结论。 关键词：电动汽车；硬件在环；xPCTarget；DSP；ABS；PID控制
基于DSP的FIR滤波器的设计与实现开题报告毕业设计(论文)开题报告 题目： 基于 DSP 的 FIR 滤波器的设计和实现 系：专业：学号： 学生姓名：指导教师：
开题报告填写要求 1．开题报告（含“文献综述”）作为毕业设计（论文）答辩委员会对学生答辩资格审查的依据材料之一。此报告应在指导教师指导下，由学生在毕业设计（论文）工作前期内完成，经指导教师签署意见及所在专业审查后生效。 2．开题报告内容必须用黑墨水笔工整书写或按此电子文档标准格式（可从电气系网页或各教研室 FTB 上下载）打印，禁止打印在其它纸上后剪贴，完成后应及时交给指导教师签署意见。 3．“文献综述”应按论文的格式成文，并直接书写（或打印）在本开题报告第一栏目内，学生写文献综述的参考文献应不少于 15 篇（不包括辞典、手册），其中至少应包括 1 篇外文资料；对于重要的参考文献应附原件复印件，作为附件装订在开题报告的最后。 4．统一用 A4 纸，并装订单独成册，随《毕业设计说明书》等资料装入文件袋中。
毕业设计（论文）开题报告 1．文献综述：结合毕业设计（论文）课题情况，根据所查阅的文献资料，每人撰写 2500 字左右的文献综述，文后应列出所查阅的文献资料。文献综述 在信号处理过程中，所处理的信号往往混有噪声，从接收到的信号中消除和减弱噪声是信号传输和处理中十分重要的问题。根据有用信号和噪声的不同特性，提取有用心好的过程成为滤波，实现滤波功能的系统成为滤波器。在 1960 年到1970 年十年中，高速数字计算机迅速发展，并被广泛地用来处理数字形式的电信号。因而，在数字滤波器的设计中，就有可能采用傅立叶分析、波形抽样、Z 变换等已有的基本理论概念。数字滤波器精确度高，使用灵活，可靠性高，具有模拟设备没有的许多优点，已广泛地应用于各个科学技术领域，例如数字电视，语音，通信，雷达，声纳，遥感，图像，生物医学以及许多工程应用领域。随着信息时代、数字时代的到来，数字滤波技术已成为一门极其重要的科学和技术领域。以往滤波器采用模拟电路技术，但是模拟技术存在很多难以解决的问题，而采用数字则避免很多类似的难题，当然数字滤波器在其他方面也有很多突出的优点都是模拟技术所不能及的，所以采用数字滤波器对信号进行处理是目前的发展方向。数字滤波根据滤波特性可分为线性滤波和非线性滤波。近些年来线性滤波方法，如 Wiener 滤波、 Kalman 滤波和自适应滤波得到了广泛的研究和应用。同时一些非线性滤波方法，如小波滤波、同态滤波、中值滤波和形态滤波等都是现代信号处理的前沿课题，不但有重要的理论意义，而且有广阔的应用前景。关于数字滤波器理论研究的发展也带来了数字滤波器在实现上的空前发展。20 世纪 60 年代，由于计算机技术、集成工艺和材料工业的发展，滤波器的发展上了一个新的台阶，朝着低功耗、高精度、小体积、多功能、稳定可靠和廉价等方向努力，其中高精度、小体积、多功能、稳定可靠成为 70 年代以后的主攻方向，导致数字滤波器、RC 有源滤波器、开关电容滤波器和电荷转移器等各种滤波器的飞速发展。到 70 年代后期，上述几种滤波器的单片集成已被研制出来并得到应用，90 年代至现在主要智力与把各类滤波器应用与各类产品的开发和研制。当然，对滤波器本身的研究仍在不断进行。数字滤波器按照频域响应的通带特性可划分为：低通滤波器、高通滤波器、带通滤波器、带阻滤波器。数字滤波器按照单位脉冲响应可分为 :IIR(Infinite Impulse
基于DSP的频率计毕业 设计论文 目录 1 前言 (1) 1.1 选题意义 (1) 1.2 国内外研究现状 (1) 1.3 本文主要工作 (2) 1.4 本文结构安排 (2) 2 总体方案设计与论证 (3) 2.1 设计方案选择 (3) 2.2 方案设计与论证 (4) 2.3 系统结构框图 (5) 3 系统硬件设计 (7) 3.1 硬件电路说明 (7) 3.2 硬件电路模块介绍 (7) 3.2.1 AT89S51单片机简介 (7) 3.2.2 驱动电路 (11) 3.2.3显示电路 (11) 3.2.4复位电路 (13) 3.2.5掉电保护电路 (14) 3.2.6时钟电路 (16) 3.2.7按键电路 (17) 4 系统软件设计 (19) 4.1 系统程序设计 (19) 4.2 各模块程序设计 (20) 4.2.1 掉电模块——I2C总线接口设计 (20) 4.2.2 按键模块设计 (23) 4.2.3 显示模块设计 (23) 4.2.4 测试里程模块设计 (24) 4.2.5 计费模块设计 (25) 5 系统调试及指标测试 (27)
5.1 软件测试 (27) 5.1.1 程序调试工具—KEIL (27) 5.1.2 单片机仿真软件在线调试—PROTUES (28) 5.2 硬件测试 (30) 6 结论与展望 (33) 6.1 结论 (33) 6.2 不足与展望 (33) 致谢.................................................................................. 错误！未定义书签。参考文献.. (35) 附录 (37)
目录 基于DSP的音频处理器 (2) 1.设计目标 (2) 2.硬件平台 (3) 3.DSP软件—标准的音频框架 (6) 4.DSP软件—音频效果算法 (9) （1）自动音场转移（Autopanner） (9) （2）人工混响 (10) （3）时间延迟效应――颤音（vibrato）、和声（chorus）及回旋（flanging） (13) 5．主机支持软件—EVM6xAPI (22) 6．主机应用软件—音频效果控制界面 (24)
基于DSP的音频处理器 这个应用例子，我们将了解个人计算机主机内部音频效果处理器的发展。尽管我们选用的的应用很简单，它却是研究大量DSP系统应用设计与实现的重要手段。就本例的应用开发平台而言，我们选择C6xxx EVM板，因为它不仅集合了前面几个章节中讨论的内容，而且提供了本例音频效果处理器的理想模型。C6xxx EVM包含了必需的CD品质立体音频编/解码器，一个快速的DSP处理器以及一个PCI界面，通过这个接口，可以实时控制音频效果。基本配置下图所示。 1.设计目标 这个设计实例可分为三部分，（1）硬件平台设计，（2）应用算法设计，即音频处理计算法，（3）主机软件设计。正如上面所提，硬件平台是TI的C6xxxEVM板。这是一个明智的选择，因为它包含了系统应用所需的主要系统部件，并且，TI免费提供这一模板的设计。因而这将成为开发特定系统平台的良好开端。此处介绍的音频效果处理器能有效使用时间延续以及可调性时间延续功能来达到简单的样本混响，截边以及和声效果。输出调制器的应用使得输出幅度平坦。所有这些效果都是由主机软件界面来控制的。
主机软件通过PCI总线进行通信，并控制实时DSP算法。主机软件也也能在开始阶段对DSP进行初始化，下载必要的音频处理算法，因而并不需要EPROM进行引导。当DSP卡被初始化后，它就可以自主运行，几乎不许要对主机输入。作为主机软件的一部分，效果控制界面提供对对效果算法的异步控制。这使得调制深度，调制速率，延时长度可以实时变化，而不必停止或中断原算法。在下面的章节中，我们将从硬件平台着手，依次研究设计的各个部分。图10-11显示了该应用的总结，不同软件的组成部分和接口。 2.硬件平台 作为此项应用的基本平台，C6xxxEVM开发平台在第2.4章节中有详细叙述。该平台使用的编/解码器接口在第4.4章节中有详细介绍。有关直接存储器存取传输，主机端口和高速串行端口部分在第4章中也有介绍。因而，我们没有必要再在本章中赘述这部分内容。图10-12，完整描绘了TI的C6xxxEVM板，包括C6xxxDSP，编/解码器，存储器部分，主机端口接口和PCI总线。