基于DSP和USB的声音采集系统

总第４４卷第４９７期　２伽ｌ７年第５期　电测与仪表　Ｅｌｅｅｔｒｉｅａｌ　Ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ＆￣－ｔｒｕｍｅｌｌｔａｔｉｏｎ　ＶｏＩ．４Ｎｏ．４９７　Ｍａｙ．２００７　

基于ＵＳＢ２．０接口和ＤＳＰ的数据采集处理系统毋　

宋俊磊ａ，王典洪　，杨　勇。　

（中国地质大学ａ．地球物理与空间信息学院；ｂ．数学与物理学院；　

ｃ．机械与电子工程学院，武汉４３００７４）　

摘要：结合ＵＳＢ２．０接１３和ＤＳＰ的特点，设计开发出了一套数据采集处理系统，其内部采　

用ＣＰＬＤ实现逻辑控制。系统整体结构紧凑，性能稳定。实验表明，该系统数据传输速度　

可达６４Ｍｂ／ｓ以上，能够满足高速数据采集的需要。该设计方案有较强的实用性，可用于　电压、电流、温度等参量的测量系统中，对基于ＣＹ７Ｃ６８０１３和ＴＭＳ３２０Ｃ５４ｘｘ系列ＤＳＰ的　

设备开发也有一定的参考价值。　关键词：数据采集处理；ＵＳＢ２．０；ＣＰＬＤ；ＣＹ７Ｃ６８０１［３；ＴＭＳ３２０ＶＣ５４０２　

中图分类号：ＴＰ２７４．２　文献标识码：Ｂ　文章编号：１０ｏ１—１３９０（２０ｏ７）０５—０ｏ３７一ｏ４　

Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ　ｏｆ　ｄａｔａ　ａｃｑｕｉｓｉｔｉｏｎ　ａｎｄ　ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ　

ｓｙｓｔｅｍ　ｂａｓｅｄ　ｏｎ　ＵＳＢ２．０　ａｎｄ　ＤＳＰ　

ＳＯＮＧ　Ｊｕｎ—ｌｅｉ，ＷＡＮＧ　Ｄｉａｎ～ｈｏｎｇ，ＹＡＮＧ　Ｙｏｎｇ　ｆａ．Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ　ｏｆ　Ｇｅｏｐｈｙｓｉｃｓ　ａｎｄ　Ｇｅｏｍａｔｉｃｓ；ｂ．Ｍａｔｈｓ　ａｎｄ　ｐｈｙｓｉｃｓ　ｄｅｐａｒｔｍｅｎ；ｃ．Ｆａｃｕｌｔｙ　ｏｆ　Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ　ａｎｄ　Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ　

Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｃｈｉｎａ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ　ｏｆ　Ｇｅｏｓｃｉｅｎｃｅｓ，Ｗｕｈａｎ　４３００７４，Ｃｈｉｎａ）　

Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｄｅｖｅｌｏｐｅｄ　ａ　ｓｅｔ　ｏｆ　ｄａｔａ　ａｃｑｕｉｓｉｔｉｏｎ　ａｎｄ　ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ　ｓｙｓｔｅｍ　ｗｈｉｃｈ　ｃｏｍｂｉｎｅｓ　ｃｈａｒａｃ－　

山西电子技术　２０１０年第１期　应用实践　

文章编号：１６７４４５７８（２０１０）０１－０００３￣２　

基于ＤＳＰ的数据采集和频谱分析系统设计　

杜治芸，王巍　

（重庆邮电大学光电工程学院，重庆４０００６５）　

摘要：设计了一种实时信号频谱分析系统，该系统以ＴＭＳ３２０Ｆ２８１２　ＤＳＰ作为系统数据处理核心，外扩１４位　

高精度ＡＤＣ，用ＦｆＴｒ技术对信号频域进行分析。频谱分析的结果可实时显示并上传至上位机。通过对内部ＲＡＭ　

的分块使用、在ＲＡＭ中运行程序、利用中断实现任务调度等措施对软件进行优化设计，系统的实时性能良好。　

关键词：频谱分析；ＤＳＰ；Ｆｒｒ　

中图分类号：ＴＮ４０９　文献标识码：Ａ　

０引言　

随着电子技术的发展和新型器件的出现，频谱分析仪成　

为通信、雷达、遥控、导航领域必不可少的信号分析仪器。利　用频谱分析仪不但能够快速准确地显示信号频谱、提供大的　

测量动态范围，而且能够利用其所具有的各种测试功能对信　

号频率、电平、信号频谱纯度及抗干扰特性进行分析。　

频谱分析主要就是将时域信号转化为频域进行处理，一　

般要求使用时窗技术，如快速傅氏变换（ＦＦＴｒ）、离散傅氏变　

换（ＯＦＴ）等。如果采样点为Ⅳ，直接ＤＦＴ运算需要Ｎ　次乘　法操作，需要大量的运算时间。２Ｏ世纪６Ｏ年代，ＣｏｏＵｅｙ和　

Ｔｕｅｋｅｙ提出了Ｆ兀’，可以将运算减少到（Ｎ／２）ｌｏ　Ｎ次乘法，　

因此Ｆ兀’成为频谱分析的核心算法　。　

本文设计了一种基于ＤＳＰ的数据采集和频谱分析系　

统。该系统以１１公司的定点ＤＳＰ芯片ＴＭＳ３２０Ｆ２８１２　作为　数据处理和控制核心，利用该系统完成频谱分析ＦＦｒ算法　

及优化，并通过ＡＤ、ＬＣＤ等外围电路的控制，组成了具有数　

据采集、实时数据处理和频谱显示功能的硬件平台，在该平　

台上实现数字化的频谱分析系统。　

ｌ频谱分析系统硬件设计　

本装置是以ＴＭＳ３２０Ｆ２８１２芯片为核心，构建ＤＳＰ最小　

系统，在此基础上外围扩展信号隔离和滤波电路、Ａ／Ｄ采集　

第３３卷第１ｌ期　２００７年１１月　电子工腰师　ＥＬＥＣＴＲＯＮＩＣ　ＥＮＧＩＮＥＥＲ　Ｖｏ１．３３　Ｎｏ．１１　Ｎｏｖ．２０ｏ７　

基于ＤＳＰ的数据采集和输出系统设计　

谢志敏，崔旭涛，杨日杰　

（海军航空工程学院信息融合研究所，山东省烟台市２６４００１）　

摘　要：利用ＤＳＰ（数字信号处理器）＋ＦＰＧＡ（现场可编程门阵列）技术，研制了一种数据采集、输　

出系统。实现了对雷达模拟中频／视频信号的采集及输出显示，可为雷达信号处理算法的实时性及效　果验证和分析提供实际数据和显示平台，已经作为实验室专用设备用于雷达信号的采集、输出显示；　

该系统由ＤＳＰ、ＦＰＧＡ、双路高速Ａ／Ｄ和Ｄ／Ａ等构成，可对串行、并行输入的信号进行处理，处理后的信　

号可以以串行、并行方式输出。介绍了系统的硬件、软件结构和有关实验结果。　

关键词：数据采集和输出系统；ＤＳＰ；ＦＰＧＡ　中图分类号：ＴＰ２７４．２　

ｌ　０引言　

在教学、科研过程中，由于没有构建实用的数据采　集和输出平台，无法完成对一些雷达及水声信号的采　

集及输出显示，进而无法用实际数据对信号处理算法　的实时处理速度、处理效果、工程应用价值进行客观评　

估。本文利用高速Ａ／Ｄ、Ｄ／Ａ、ＤＳＰ（数字信号处ｊ　器）、ＦＰＧＡ（现场可编程门阵列）等设计完成了用于雷　

达、水声信号采集和输出的实验系统，已被作为专用实　验设备，用于信号采集、输出和信号处理算法的验证，　

在使用过程中取得了较好的效果。本文对系统的有关　

硬件结构、软件流程、实验效果进行分析。　

１系统硬件设计　

所设计的数据采集和输出系统结构如图１所示，　它由ＤＳＰ主板和双路高速Ａ／Ｄ和Ｄ／Ａ子板构成。主　

板具有信号处理和外围接口扩展的功能，子板通过并　行扩展接口接到信号处理主板上，完成数据采集和输　

出的任务。在设计过程中，ＤＳＰ　片选择ＴＩ公司的　ＴＭＳ３２０Ｃ６７０１．ＦＰＧＡ　选用　Ａｈｅｒａ　公司的　ＥＰＭ９３２０ＬＣ８４—１５，数据采集选用Ａｎａｌｏｇ公司的　

第１９卷第４期　２００６年７月　机电产品开簋与　新　Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ＆Ｉｎｎｏｖａｔｉｏｎ　ｏｆ　Ｍａｃｈｉｎｅｒｙ＆Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ　Ｐｒｏｄｕｃｔｓ　Ｖ０Ｉ．１　９．Ｎ０．４　Ｊｕｌｙ．，２００６　

基于ＤＳＰ机器视觉的道路图像采集和处理系统设计　

陈连勇，刘德营，陈坤杰　

（南京农业大学工学院，江苏南京２１００３１）　

摘　要：基于开发的实际应用系统，论述了以ＴＭＳ３２０Ｃ６２叭ＤＳＰ为核心处理器，并且通过ＰＣＩ总线结合　

ＰＣ机来研制实时道路图像采集、处理及显示系统的硬件设计方案，给出了硬件实现的总体框图。　

同时提出了道路图像处理算法流程以及具体的程序框架，最终在软件集成开发环境ＣＣＳ中生成　

应用程序以及ＰＣ１驱动程序，在多次试验中取得了不错的效果。　

关键词：图像采集；图像处理；ＤＳＰ；ＰＣ１总线　

中图分类号：ＴＮ９１９．８　文献标识码：Ａ　文章编号：１００２－６６７３（２００６）０４—１２７－０３　

０引言　

当前机器视觉在各种导航系统中的应用日渐成熟，　

这种技术正是建立在数字信号和图像处理成熟理论和算　

法基础之上，本系统借鉴机器视觉导航技术主要为智能　

型道路划线车提供精确的定位，以使划线车能够准确的　

获知在道路的具体什么位置喷涂交通标识符。本文介绍　

的基于ＴＭＳ３２０Ｃ６２０１高速实时道路图像处理系统可以利　

用此开发过程检测新算法的可行性，可以进行图像增强　

去噪、视频压缩、边缘检测、视觉定位等算法的研究。　

１　系统结构和功能　

一个完整的图像处理系统不但要具备图像信号的采　

集功能，且要完成图像信号的分析，处理算法，同时还　

要满足采集到的原始图像信号以及经具体算法处理后的　

图像能够实时显示【ＩＩ。通常这些算法的运算量大，同时　

又要满足实时功能，因此该图像处理系统采用Ｃ６０００系　

列ＤＳＰ中的ＴＭＳ３２０Ｃ６２０１作为系统的处理器。图像数　

据通过ＣＣＤ数字相机输入的模拟图像信号，经视频解码　

芯片转换成数字信号，由ＣＰＬＤ（Ｃｏｍｐｌｅｘ　Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ