dsp课程设计
1、了解数字波形产生的基本原理；
2、学习用C54x DSP芯片产生正弦信号的基本方法和步骤；
计算机，CCS 2.0版软件，DSP仿真器，实验箱，示波器。
数字波形信号发生器是利用微处理器芯片，通过软件编程和D/A转换，产生所需要信号波形的一种方法。在通信、仪器和控制等领域的信号处理系统中，经常会用到数字正弦波
发生器。
一般情况，产生正弦波的方法有两种：
1．查表法。此种方法用于对精度要求不是很高的场合。如果要求精度高，表就很大，
相应的存储器容量也要很大。
2．泰勒级数展开法。这是一种更为有效的方法。与查表法相比，需要的存储单元很少，
而且精度高。
一个角度为θ的正弦和余弦函数，可以展开成泰勒级数，取其前5项进行近似得：
32225792xxxxxxxx sin,,x,，,，,x(1,(1,(1,(1,))))3!5!7!9!2,34,56,78,9 42222682xxxxxxxx cos,,1,，,，,1,(1,(1,(1,))))2!4!6!8!23,45,67,8
其中，x为,的弧度值。
本实验用泰勒级数展开法产生一正弦波，并通过D/A转换输出。
1．了解数字图象处理的基本原理；
2．学习灰度图象二值化处理技术。
3．学习灰度图象反色处理技术；
4．学习LCD显示图形的方法
计算机，CCS 2.0 版软件，DSP仿真器，实验箱。
1、了解DSP的图形处理功能；掌握CCS的图形观察功能；
2、学会简单的二维图形生成编程。
计算机，CCS 2.0版软件，DSP仿真器，实验箱。
1 了解USB通讯的基本概念；
2 了解USB通讯协议
3 熟悉在DSP系统中扩展USB接口的方法计算机，CCS 2.0版软件，DSP仿真器，实验箱。
1 了解以太网通讯的基本概念；
2 了解以太网通讯协议
3 熟悉在DSP系统中扩展以太网接口的方法计算机，CCS 2.0版软件，DSP仿真器，实验箱。
FFT
1．加深对DFT算法原理和基本性质的理解； 2．熟悉FFT算法原理和FFT 子程序的应用； 3．学习用FFT对连续信号和时域信号进行谱分析的方法，了解可能出现的分析误差及
其原因，以便在实际中正确应用FFT。
计算机，CCS 2.0 版软件，实验箱，DSP仿真器
1．离散傅立叶变换DFT的定义：将时域的采样变换成频域的周期性离散函数，频域
的采样也可以变换成时域的周期性离散函数，这样的变换称为离散傅立叶变换，简
称DFT。
2． FFT是DFT的一种快速算法，将DFT的N2步运算减少为（N/2）logN步，极大的2
提高了运算的速度。
3．旋转因子的变化规律。
4．蝶形运算规律。
5．基2FFT算法。
FIR
1．掌握用窗函数法设计FIR数字滤波器的原理和方法；
2．熟悉线性相位FIR数字滤波器特性；
3．了解各种窗函数对滤波特性的影响。
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1．有限冲击响应数字滤波器的基础理论；
2．模拟滤波器原理（巴特沃斯滤波器、切比雪夫滤波器、贝塞尔滤波器）；
3．数字滤波器系数的确定方法。
IIR
1．熟悉设计IIR数字滤波器的原理与方法；
2．掌握数字滤波器的计算机仿真方法；
3．通过观察对实际信号的滤波作用，获得对数字滤波的感性认识。二、计算机，CCS 2.0 版软件，实验箱，DSP仿真器。
三、
1．无限冲击响数字滤波器的基础理论；
2．模拟滤波器原理（巴特沃斯滤波器、切比雪夫滤波器、贝塞尔滤波器）；
3．双线性变换的设计原理。
Convolve
1．掌握卷积算法的原理；
2．掌握在CCS环境下，TMS320程序编写、编译和调试程序的方法。
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DCT
学习DCT算法的实现方法。
计算机，CCS 2.0 版软件，实验箱，DSP仿真器。
离散余弦变换与离散傅立叶变换紧密相关的，属于正弦类正交变换，由于其优良的
去冗余性能及高效快速算法的可实现性，被广泛用于语音及图象的有损和无损压缩。在开始
实验之前，应了解以下基本原理。
1．语音或图象的压缩手段；
2． DCT变换在数据压缩中的作用与应用。 (Correlation)
1．学习相关的概念；
2．学习相关算法的实现方法。
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1．概率论中相关的概念；
2．随机信号相关函数的估计。
1．学习u-律的基本原理、压扩特性、编码和解码方法；
2．学习u-律算法在DSP上的实现方法。
计算机，CCS 2.0版软件，实验箱、DSP仿真器、音频线、音源。
在电话通信中，语音信号通常表现为三个要素：音调、音强、音色。人耳对25-22000 Hz 的声音有反应。谈话时，大部分有用和可理解信息的能量在200Hz
到3500Hz 之间，因此，电信传输线路上使用带通滤波器，典型的电话信道带宽为3K Hz（即300-3300Hz）。根据Nyquist准则，最小的采样频率应该是6600Hz 。实际中，采样频率为 8KHz。
μ律的处理过程为：压缩和扩张；压缩是指在发送端对输入信号进行压缩处理，再
均匀量化，相当于非均匀量化；扩张是在接收端进行相应的扩张处理，以恢复原始信
号。原理图如图1所示。
目前国际上，常采用A律13折线压扩特性或μ律15折线的压扩特性。我国采用A律13折线压扩特性。采用13折线压扩特性后，小信号的量化信噪比改善量可达24dB，这是靠牺牲大信号量化信噪比(亏损12dB)换来的。μ律的压缩特性方程为：
其中：μ=255
压缩特性曲线为：
μ
经过压缩的采样信号，按8位二进制进行编码，编码表如下：
8位编码有三部分组成：极性码（0：负极性信号；1：正极性信号）、段落码（表示信
号处于那段折线上）、电平码（表示段内16级均匀量化电平值）。
μ律的扩张特性方程为：
μ律扩张编码表为：
A律的压缩特性方程为：
式中：A=87.6
压缩特性曲线为：
经过压缩的采样信号，按8位二进制进行编码，编码表如下：
A律8位编码组成意义和μ律相同.
A律的扩张特性方程为：
A律的扩张码表为:
μ律对数压缩特性与A律变换有近似相同的特性。在小信号段，μ律变换对小信号有33.5dB的增益,A律变换对小信号有24dB的增益。
/G711/
1. 了解语音处理的一般过程；
对通用的G771编码\解码，能理解其实现方式。.
计算机，CCS 2.0软件，实验箱，DSP仿真器，音频线，音源。
1．PCM的编码规律；
2．A-律的定义与格式。
FFT
6．加深对DFT算法原理和基本性质的理解；
7．熟悉FFT算法原理和FFT子程序的应用；
8．学习用FFT对连续信号和时域信号进行谱分析的方法，了解可能出现的分析误差及
其原因，以便在实际中正确应用FFT。
计算机，CCS 2.0 版软件，实验箱，DSP仿真器，音频线，音源。
1、离散傅立叶变换DFT的定义：将时域的采样变换成频域的周期性离散函数，频域的
采样也可以变换成时域的周期性离散函数，这样的变换称为离散傅立叶变换，简称DFT。 2、FFT是DFT的一种快速算法，将DFT的N2步运算减少为（N/2）logN步，极大的2
提高了运算的速度。
3、旋转因子的变化规律。
9．蝶形运算规律。
10．基2FFT算法。
DTMF
1. 了解DTMF信号的基本原理和用途；
2. 学习DTMF信号产生和检测算法。
计算机，CCS 2.0 版软件，DSP仿真器，实验箱。
1．概述
DTMF(Dual-Tone Multifrequency)通信技术中的一种信号传输方法，这里的tone代表一
个固定频率的声音片断，而dual-tone则是由两个不同的tone产生的复频信号。数字式电话的12个键分别代表了12种不同的复频组合，借助于对频率组合的侦测，计算机可分辨出
所按的是哪一个键，从而达到与电话另一端的使用者互动控制的目的。通过这种技术可以使
计算机将控制命令从复杂的声音讯号中判别出来，从而使我们能够通过电话按键控制计算机
的运作。DTMF信号发生器将按键或数字信号转化成双音信号，DTMF信号检测器检测双音信号中的信息。下图是一般双音多频电话的双音频率情况：
1
2．DTMF信号的产生
正弦信号算法和频率控制
H(z)没有零点，只有一对处在单位圆上的共扼极点，则设有一系统：其传输函数
单位冲击响应为恒幅度振荡，即产生了正弦信号。
b0 H(z),,1,21，az，az12
式中：b,Asin,a,,2cos,a,1，，； 00102
经离散变换后得：
y(n),2cos,,y(n,1),y(n,2) 0
式中：y(,2),,Asin,,,2,ffy(,1),0，，； 000s
为采样频率，为正弦波频率。 ffs0
A为正弦波幅值，
2 对于DTMF所要产生的频率和采样频率为：
ROW频率： 697、770、852、941Hz
COLUMN频率： 1209、1336、1477、1633Hz
采样频率：f = 8kHz s
DTMF信号时序控制
根据AT&T技术规范：
（1）数字号码最大传输速度为每秒10个，即一个号码占100ms时间片。
（2）在100ms时间片内双音多频信号持续不少于45ms且不多于55ms的时间。
（3）一个数字按键有两个作业：Tone Task和Quiet Task。工作流程
键中断将启动一个作业（Start Task）
执行Quiet Task：
o 插入双音信号间的间隔
o 置Tone Task的计数大小
o Unpack New Digit
执行Tone Task：
o 按规定时间片输出双音信号
o 置Quiet Task的计数大
3．DTMF信号的检测
双音频率信息获取算法：Goertzel算法
Goertzel算法用来从输入信号中提取出所需要信号，运算速度比DFT算法快。
对N点采样计算表达式为：
式中：
DTMF信号的判别方法：
, 信号强度大于THR-SIG
, 双音信号（行、列）功率差：THR-TWIREV～THR-TWISTD
, 比邻近双音信号强度大THR-ROWREL，THR-COLREL
, 二次谐波强度小于THR-ROW2nd，THR-COL2nd
运算量与存储需求
1 DTM
2 DTM
1．学习用DSP用户开发板产生信号混叠的方法和目的。
2．熟悉数字滤波的基本原理和实现方法。
计算机，CCS 2.0 版软件，DSP仿真器，实验箱，示波器。
1．模拟滤波器原理；（巴特沃斯型、切比雪夫型滤波器） 2．数字滤波器的基础知识；
3． IIR滤波器的基本原理和设计方法。