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数字信号处理电路分析数字信号处理（Digital Signal Processing，简称DSP）是指对数字信号进行采样、量化、编码和计算等处理的技术。
数字信号处理电路（Digital Signal Processing Circuit，简称DSP电路）是实现数字信号处理功能的硬件电路。
1. 数字信号处理电路的基本原理数字信号处理电路由以下几部分构成：采样电路、模数转换电路、数字信号处理器和数模转换电路。
其基本原理如下：1.1 采样电路：将连续时间的模拟信号转换成离散时间的数字信号。
采样定理规定了采样频率应大于信号最高频率的两倍，以避免采样失真。
1.2 模数转换电路：将连续的模拟信号转换成对应的数字信号。
模数转换器的核心是模数转换器芯片，采用逐级逼近型模数转换器或者delta - sigma调制器。
1.3 数字信号处理器：对数字信号进行数学运算和算法处理的核心部件。
它可以用于音频、视频等信号的压缩、滤波、变换等处理。
1.4 数模转换电路：将数字信号转换为模拟信号，以便于输出到外部设备。
2. DSP电路常用应用及分析2.1 音频信号处理DSP电路广泛应用于音频设备中，如音乐播放器、音响等。
采用DSP电路可以对音频信号进行滤波、均衡、混响等处理，以改善音质和增加音效。
2.2 图像处理在数字相机、手机摄像头等设备中，DSP电路可用于图像处理，如去噪、增强对比度、调整颜色平衡等。
DSP电路的高速处理能力和算法优化可以提供更好的图像质量。
2.3 通信信号处理在通信领域，DSP电路被广泛应用于调制解调、编解码、信号压缩等方面。
采用DSP电路可以提高通信质量和信号处理的速度。
2.4 视频信号处理DSP电路在电视、监控摄像头等设备中也起到重要作用。
例如，DSP电路可以完成视频信号的编码、解码、去噪和增强，以提高图像质量和显示效果。
2.5 生物医学信号处理生物医学信号处理是DSP电路的重要应用领域之一。
通过DSP电路可以对生物医学信号进行滤波、去噪、生理参数提取等处理，为医学诊断和治疗提供支持。
---------------------------------------------------------------范文最新推荐------------------------------------------------------ 基于DSP的DDS信号发生器硬件设计+电路图摘要在21世纪的今天，基于DSP的信号发生器以其编程的高度灵活性，波形的高精度与高稳定性等特点而脱颖而出，具有极大的应用价值和广泛的应用前景。
本文利用高性能DSP芯片加上合理的外围控制电路构成基于DSP的DDS信号发生器，完成电压监测电路的硬件设计工作。
通过对DDS的相应介绍采用查表法实现正弦波的产生，采用高速微处理器实现DDS。
然后完成硬件芯片的选型(TMS320LF2407)和硬件电路的设计工作。
硬件设计主要有核心控制模块电路、片选电路、串行通信电路、AD转换电路及信号采集电路，以此实现硬件电路完成接收上位机的控制信号，采集外部电压信号处理后送给上位机，实现对电压的监控。
关键词：信号发生器，DDS，电压监控，硬件设计11870毕业设计说明书（论文）外文摘要1 / 10TitleDDS signal generator hardware design based on DSPAbstractIn the 21st century,the DSP signal generator stand out for its high degree of flexibility of the programming waveforms, high precision and high stability characteristics, shows great value and broad application prospects.This article takes use of high performance DSP chip with peripheral control circuit DSP-based DDS signal generator,complete the hardware design of the voltage monitoring circuit.Achieve the generation of sine wave with look-up table method corresponding introduction of DDS.Then complete selection of hardware chip(TMS320LF2407)and hardware design.The hardware design mainly consists of core control module circuit, chip select circuit, the serial communication circuit, AD converter circuit and the signal acquisition circuit,In order to achieve the hardware circuit to complete the PC to receive the control signal.The acquisition of an external---------------------------------------------------------------范文最新推荐------------------------------------------------------voltage signal processing to give the host computer,in order to monitoring the voltage.Key words: signal generator,DDS,voltage monitoring,hardware design4.4 PC机与DSP的点对点的串行通信接口244.5 输入输出接口254.5.1A/D的接口254.5.2电压信号采样电路265电路设计中注意的问题28致谢30参考文献313 / 10附录硬件电路原理图321 绪论1.1 信号发生器简介信号发生器又称信号源或振荡器，在生产实践和科技领域中有着广泛的应用。
基于DSP的永磁同步电机控制系统硬件设计胡宇;张兴华【摘要】以小功率永磁同步电机(PMSM)为研究对象,结合数字信号处理器TMS320F2812功能特点,给出了一套PMSM驱动控制系统硬件设计方案.详细阐述了功率驱动主电路、反馈信号检测电路以及供电电路的设计,介绍了主要元器件选型和参数计算方法.基于设计的硬件平台,对PMSM调速控制系统进行了测试.试验结果表明,所设计的控制系统硬件设计可靠、性能稳定、控制精度高.%Based on the controlled object of small power permanent magnet synchronous motor (PMSM),combined with the main features of digital signal processor TMS320F2812,an overall hardware design scheme had been put forward for the PMSM drive control system.Design of the power driven main circuit had illustrated,signal detection circuit and power supply circuit in detail,meanwhile introduced the main components selection and parameters calculation method.Based on the designed hardware platform,the control system of PMSM had been performed a functional test.Experimental results showed that the hareware design of control system had good reliability with stable performance and high control precision.【期刊名称】《电机与控制应用》【年(卷),期】2017(044)012【总页数】7页(P19-24,80)【关键词】永磁同步电机;功率驱动主电路;信号检测电路【作者】胡宇;张兴华【作者单位】南京工业大学电气工程与控制科学学院,江苏南京211816;南京工业大学电气工程与控制科学学院,江苏南京211816【正文语种】中文【中图分类】TM351永磁同步电机(Permanent Magnet Synchronous Motor，PMSM)因其体积小、损耗低、功率密度高和效率高等优点，在机械制造、工业控制、航空航天等领域得到广泛应用[1]。
DSP课程设计报告摘要本次课程设计介绍了数字信号处理的最小系统的整个设计过程，该最小系统的硬件由主控芯片TWS320VC5402、电源电路、时钟电路、复位电路、JTAG 接口、外部存储器构成。
DSP 芯片是一种独特的微处理器，是以数字信号来处理大量信息的器件，其工作原理是接收模拟信号，转换为0或1的数字信号。
再对数字信号进行修改、删除、强化，并在其他系统芯片中把数字数据解译回模拟数据或实际环境格式，而且具有可编程性。
所以本次课程设计的过程是ADC0809完成数据的采样及A/D转换后,数字信号通过TMS320VC5402处理后,由DAC0832完成D/A转换并输出;外部存储器采用通用EPROM, TMS320VC5402采用8位并行EPROM引导方式;并加入了标准的14针JTAG 接口,便于系统的调试与仿真。
AbstractThe course design introduces the smallest system of DSP and its design process. The smallest system consists of main control chip that is TMS320VC5402, power circuit, clock circuit, reset circuit, JTAG interface circuit and external memory constitute.The chip of DSP is a unique microprocessor which is mainly dealing with digital signal, so it transforms analog signal to digital signal including 0 and 1. And then chip modifies, deletes and strengths digital signal that it can be transformed into analog signal through other chips. The chip of DSP can be programmed. Next, the process is following. The chip deals with digital signal after ADC0809 chip finishes data collection and transformation, and DAC0832 transforms digital signal to analog signal and outputs the analog signal. The external memory adopts EPROM. In order to debug and simulate , it adds the standard JTAG interface of 14 pins.1绪论在近20 多年时间里，DSP 芯片的应用已经从军事、航空航天领域扩大到信号处理、通信、雷达、消费等许多领域。
简述使用DSP芯片进行系统开发的一般流程1. 概述DSP（Digital Signal Processor）芯片是一种专门用于处理数字信号的芯片，广泛应用于通信、音视频处理等领域。
使用DSP芯片进行系统开发需要经过一系列的步骤和流程，本文将简要介绍一般的开发流程。
2. DSP系统开发流程2.1 需求分析首先，在进行DSP系统开发之前，需进行需求分析，明确系统的功能和性能要求。
根据需求，确定DSP芯片的型号和规格，并确定系统的硬件和软件接口要求。
2.2 硬件设计硬件设计是DSP系统开发的重要一环。
根据需求分析，进行DSP系统的硬件设计，包括电路原理图和PCB设计。
在设计过程中，需要考虑电源、时钟、接口电路等因素，确保硬件设计满足系统要求。
2.3 软件设计软件设计是DSP系统开发的关键环节。
根据需求和硬件设计，进行DSP系统的软件设计。
具体步骤包括编写算法和信号处理流程、选择适当的编程语言和开发工具、设计系统框架和接口等。
2.4 软件开发在软件设计的基础上，进行DSP系统的软件开发。
根据软件设计确定的算法和接口，使用相应的编程语言和开发工具，编写软件代码。
在开发过程中，需要进行代码调试、性能优化和错误修复等工作。
2.5 硬件调试完成软件开发后，进行DSP系统的硬件调试。
通过连接电源、外部设备和接口，对DSP系统进行调试和测试。
此阶段还可以进行性能测试和功能验证。
2.6 系统集成在完成硬件调试后，进行DSP系统的系统集成。
将软件和硬件组合起来，确保系统正常运行。
在此阶段，需要进行整体测试和交付前的验收。
2.7 产品发布和维护完成系统集成后，进行DSP系统的产品发布。
将DSP系统交付给客户或用于实际应用。
同时，需要进行系统的维护和迭代，及时修复BUG和优化性能。
3. 总结使用DSP芯片进行系统开发涉及多个步骤和流程，包括需求分析、硬件设计、软件设计、软件开发、硬件调试、系统集成、产品发布和维护等。
通过合理的规划和有序的流程，可以确保DSP系统开发的顺利进行，并最终得到可靠和高性能的系统。
基于DSP和Slave FIFO的USB2.0接口硬件电路设计摘要：本文介绍了一种基于dsp和slave fifo的usb2.0接口硬件电路设计。
针对数据传输瓶颈问题，设计采用dsp直接存储器访问（dma）数据传输方式，实现了一个可工作于实时信号处理系统中的usb2.0接口。
该接口使用slave fifo端口进行通信，可以有效利用usb协议带宽，提高数据传输速率，具有较高的实用价值。
关键词：dsp slave fifo usb2.0接口中图分类号：tp334 文献标识码：b 文章编号：1007-9416(2012)01-0046-021、引言usb（通用串行总线）是一种电缆总线，支持主计算机与许多可同时访问的外设之间进行数据交换。
其相比传统的串口、并口，具有灵活方便、成本低、通信可靠、支持热插拔、即插即用等优点，在近些年得到了很大的发展，广泛应用于个人电脑及消费电子产品中，具有很高的实用价值。
尤其自usb2.0协议面世以来，其传输速率大幅提高到480mbps，特别适合应用于实时信号处理系统等高数率大容量场合。
由于目前实时信号处理系统在通信、图像、电力、雷达、控制等诸多领域得到了广泛应用，因此面向实时信号处理系统应用设计一种适应其应用特点的usb2.0接口具有比较重要的意义。
2、usb2.0接口硬件结构基于dsp和slave fifo本文设计了一种usb2.0接口，其硬件结构如图1所示。
该接口主要包括dsp、usb微控制器两部分。
在接口中，dsp实时处理前端输入信号，与pc机通过usb微控制器中的slave fifo实现双向usb2.0协议通信，并根据接收到的主机命令将需要的实时数据处理结果传送至pc机。
usb2.0接口硬件电路设计包括dsp、usb微控制器两部分，主要完成dsp、usb微控制器的配置及与其周边电子元件的电气互联。
3、dsp及其周边电路设计在实时信号处理系统中，dsp凭借丰富的寻址方式、内部资源及算法支持，主要应用于高速实时数据处理等场合。
5 DSP控制及硬件电路的设计5.1 DSP控制目前市面上流行的主控制器包括：51单片机系列、DSP系列和FPGA。
在这中间：虽然51单片机有着成本低廉，体积小的优势；但因其计算能力弱，和外设较少的缺陷，无法满足本系统的需要。
FPGA又称现场可编程门阵列，其时序脉冲准确，运算速度快，在需要进行大量重复运算的工程项目中得到了广泛应用。
但FPGA以并行运算为主，并需要使用硬件描述语言（verilog 或VHDL）来实现电路设计，相比较单片机有很大不同，这造成开发难度较大，门槛较高。
DSP是近几年得到快速发展的控制器，其外设丰富，运算速度快，能满足实时性要求较高的工业现场；尤其适用于控制算法复杂，计算量大的工程项目。
综合以上分析，本文矿用光伏供电系统选择DSP芯片TMS320LF2407作为最终的控制芯片。
TMS320LF2407芯片集成度高，运算速度快，外设丰富，价格适中，作为本设计的控制器，拥有其他芯片所不具备的优势。
5.1.1 TMS320LF2407的技术参数（1）TMS320LF2407供电电压为3.3V，供电电压低，通态损耗小。
最高工作频率40MHZ，指令周期短，指令周期为25ns，能够满足较大载波频率时的计算需求，具备实时控制能力。
（2）TMS320LF2407拥有丰富的存储器资源：包括32K字程序闪存空间, 1.5K字的数据/程序随机存储器,544字的双口随机存储器和2k字的单口RAM。
除此之外，TMS320LF2407片内还集成有64K数据存储器空间以及64K程序存储器空间; 其I/O 寻址空间达64K，能有效满足使用需要; TMS320LF2407可用于扩展的外部存储器达到192K字。
（3）TMS320LF2407拥有两个事件管理器模块EV A和EVB。
每个事件管理器模块上均集成有以下资源：两个16位通用定时器（通过倍频器可以达到很高的工作频率）和8个16位PWM 波生成通道; 为检测上升下降脉冲，片上集成有3个捕获单元。
每个模块还可实现以下功能: 可编程的PWM死区控制功能，防止上下桥臂同接收触发信号，同时导通; 输出A、B、C三相对称和非对称触发信号;当接受低电平外部中断信号时，关闭PWM 通道片内光电编码器接口电路，停止发出触发信号; A/D转换功能。
（4）拥有10位模数转换器，最小转换时间为375ns,A/D转换器拥有独立和级连两种工作方式，使用事件管理器EV A、EVB 来实现触发。
（5）拥有16位串行外设接口模块（SPI），和串行通讯接口模块（SCI）（6）拥有5个外部中断资源，除复位中断外，还拥有两个电机驱动保护中断，和两个可屏蔽中断。
（7）除高性能模式外，电源管理还包括低功耗模式，在运算量小的时候，能有效降低器件的损耗。
（8）看门狗定时器模块(WDT)5.1.2 DSP控制系统的端口资源分配由于DSP片内集成有丰富的硬件资源和具备强大的数据处理能力，包括A/D转换运算，触发脉冲的计算均可由DSP完成。
只需添加相应的数据采集模块和功率驱动模块等,就可实现系统的控制功能，因而整个控制系统的外围电路相对简单，系统的抗干扰性和稳定性较高。
DSP控制框图如图5.1所示：变换器变换器KEY1KEY2KEY3图 5.1 DSP控制系统框图Fig.5.1 Diagram of DSP controlsystem独立光伏系统中采用了光伏电池组，蓄电池，交流电网3种电源供电。
当光照充足时，光伏阵列产生的电能经Boost升压电路产生400V直流电压,再经滤波环节，逆变环节与矿灯电网相连，满足负载的照明需求;电池组产生的富余电能经过双向全桥DC/DC变换器向蓄电池充电；当日照不足，矿灯用电量大于太阳能光伏阵列发电量时，蓄电池放电。
经双向全桥DC/DC变换器升压，得到400V直流电压,再经逆变器，滤波环节与井下矿灯电网相连;当日照匮乏，且蓄电池电能不足时,矿灯充电架切换为电网供电，以保障供电的可靠性。
光伏供电系统控制系统由信号采样模块，DSP信号处理模块，功率驱动模块,以及故障检测及保护模块等组成。
为实现最大功率跟踪，需采样光伏电池组的实时输出电压和输出电流,通过增量电导法控制策略，DSP产生PWM驱动信号,控制Boost电路的开通关断;采样直流母线电压、电流,根据当前的运行状态，产生PWM信号驱动DC/DC变换器，控制蓄电池的充放电。
当DSP检测到光伏电池组产生的电能小于矿灯用电网络的用电量时，通过驱动电路，将矿灯电网与交流电网相连，通过电网供电;当光伏供电系统发生故障时,DSP不再发出PWM信号,使光伏发电系统停止工作，并通过驱动电路，和继电器将电网与矿灯充电架相连为其供电;在故障解除，系统恢复正常工作后，DSP重新发出触发脉冲，使光伏系统完成供电，并切断电网与矿用灯网架的相连。
DSP的端口资源分配如表5.1所示：表5.1 DSP端口资源分配Table 5.1 Distribution for DSP ports5.2 辅助电路的设计由于TMS320LF2407内部集成有A/D转换模块，PWM脉冲生成模块，使得系统结构简化，方便了外围硬件电路的设计。
现对采样电路，驱动电路等几种外围电路进行简单的介绍。
5.2.1 采样电路的设计由于光伏阵列输出电压、电流较大，不能直接进行A/D转换，为解决这一问题，加入采样电路，使得其在有较好线性度的同时降低输出电压，电流，使之小于TMS320LF2407端口最大输入电压3.6V。
在光伏阵列中，由于输出的电压电流反映了当前光伏阵列的输出功率，随着日照的变换而不断变化。
对其进行实时采样，是实现光伏阵列最大功率跟踪控制的重要依据。
考虑到其是直流成分，采用霍尔元件对其进行测量，来实现主电路部分与控制系统的隔离。
逆变器交流侧的电压电流，和电网上的电压为交流量，出于成本考虑，采用电流、电压互感器对其进行采样。
（1）直流量的采样采样电路如图5.2所示,Jl为光伏电池组输出端口,经霍尔元件采样后与Boost电路相连,R3为2K/1W限流电阻，Dl~D4为3.3V箝位电路,限制采样电路的输出电压，以防对DSP造成损害。
本系统中所用电压霍尔型号为VSM025A，电流传感器型号是CSM025AY,器件的供应商分别为深圳赛尔通科技有限公司和西安新敏电子科技有限公司。
ADCIN01图5.2 直流电压、电流采样电路Fig 5.2 Sampling circuit of DC voltage and current(2)交流量的采样交流信号采样电路如图5.3所示,采集量包括逆变器输出侧电压，电流信号和电网电压信号。
选用的电流互感器原边匝数为1，副边匝数为100；电压互感器参数为:220V/5V。
为防止采样电压过高损坏DSP芯片，采样模块末端接稳压管，将电压箝位在3.3V。
交流电压图5-3 ：交流电量采集电路Fig 5.3 Sampling Circuit of AC voltage and current5.2.2电源的设计（1）供电电路的设计在控制系统中TMS320LF2407需3.3V电压供电，其余模块需要5V电源供电，故电源模块需提供两路直流供电。
为满足DSP的供电要求，采用AMS1117作为稳压芯片，为DSP提供3.3V工作电压。
采用LM1085稳压芯片为其它模块提供5V工作电压。
由于其他模块对供电电源电压质量要求不高，且LM1085转换效率高，电阻损耗小，因而在本次设计中采用非常适宜。
为滤除高次谐波对电压的影响，减小输出电压的纹波，提高电源质量，保证电压的稳定性。
在稳压芯片电源输出端口并联多个10uf 陶瓷电容，以保证电源的供电稳定性，防止电压的剧烈波动。
C4图5.4 供电电路Fig 5.4 Power supply circuit（2）电压转换电路的设计由于DSP的端口输出电压仅为3.3V，输出功率小，而其他模块端口输入高电平为5V，DSP无法实现对其他模块的驱动。
因而需要增加3.3V—5V电平转换电路，以保障其他模块的正常工作。
考虑到DSP输出信号中包含有PWW触发信号，其工作频率可达50KHz，因而所选择的电压转换电路，应具备转换速率快，电压上升时间短的特点。
本设计采用日本东芝公司的6N137高速光耦器芯片。
其转换速率达10MBit/s，电源最大输出电压5.5V，最大允许低电平电压0.8V，最大上升时间75ns，最大下降时间75ns，其中90％电压上升时间仅为1ns。
其综合性能能满足系统的要求。
6N137GND图5.5 电压转换电路Fig 5.5 Voltage Conversion Circuit5.2.3 驱动电路的设计考虑到DSP的输出电压、电流有限，驱动能力不足，无法实现对各功率管的直接触发、驱动。
因此要在DSP输出端口外加驱动电路，进行隔离的同时，实现功率放大功能,使DSP能控制功率管的开通与关断。
本系统所选用东芝公司功率驱动模块TLP250,该模块集成有一个光发射二极管和一个光探测器。
驱动模块高低电平转换时间约0.5us,能满足系统对PWM波频率的要求。
TLP250是8脚双列封装功率驱动模块，适用于IGBT、MOSFETTL，和晶闸管变流器的驱动。
本文选用TLP250作为驱动模块，其主要电气参数如下：，输入阈值电流I F（ON）=10mA ,隔离电压2500V,前向电流If=20mA，节点温度Tj=125°C，工作频率f=25KHz，输出电压V o=24~35°C，最大输出电流Io=1.5A(max)。
根据TLP250的运行特性,选取V o=15V,R1=3.3KΩ,R2=2.4KΩ。
考虑到Rg值的大小对IGBT开关速度的影响及自身的功率的损耗,取Rg= 30 Ω。
隔离驱动电路原理图如图5.6所示：u图5.6 信号隔离与驱动电路Fig5.6 Circuit of Segregation and Driving Signal5.2.4 转换开关的设计在整个系统中，存在着多种工作状态，为实现不同状态间的灵活切换，需要设计多个三相开关，将光伏电池组与DC/DC变换电路、三相逆变器桥与外部电网相连。
根据控制信号的不同，完成供电电源的切换，以确保供电可靠性和供电环保型的有机组合。
为实现这个目标，系统中添加两个转换开关模块，完成对电路开关的控制。
为实现电网和光伏逆变器之间的切换，使用交流继电器将其与矿用灯电网相连。
由于光伏电池组的输出电压为100V左右，且输出电压信号为直流电压，在主电路上添加直流继电器，实现蓄电池和逆变器之间的切换控制。
在上述两处均使用一个继电器，利用常开常闭触点，以达到控制切换的目的。
本设计采用固态继电器作为开关元件，其不仅可以对交流量动作，也可完成直流量的开通断，并且固态继电器为12V，驱动起来较为容易。
