DSP的应用系统设计

基于ＤＳＰ实验箱显示／控制模块的应用系统设计作者：竺锦梁陈芬刘鹏来源：《现代电子技术》2008年第07期摘要：设计开发了一个基于ICETEK-VC5416-USB/PP-EDU DSP教学实验箱的音乐播放实验系统，该系统涉及到了实验箱显示/控制模块的液晶显示、电机开关、蜂鸣报警、键盘输入、蜂鸣器发声等硬件单元，对培养学生软硬件系统设计能力提供了良好的实验方案，系统运行稳定，具有简洁、直观、安全等优点。

关键词：DSP技术;音乐播放系统;教学实验箱中图分类号：TN911.72文献标识码：B文章编号：1004-373X(2008)07-128-and Control Module of DSP Experiment Box(College of Information Science & Technology,Ningbo University,Ningbo,315211,China)Abstract：An experimental music player system which is based upon ICETEK-VC5416-USB/PP-EDU DSP teaching experiment box is designed.Plenty of hardware units such as LCD display,motor work,buzz alarm,keyboard input and buzzer of display and control module on the experiment box are used synchronously in the system.It provides an excellent scheme for students to improve their ability of designing both software and hardware.It is simple,convenient,intuitive and safe.All in all,this system runs smoothly.Keywords：DSP technology;music player system;teaching experiment box;mp31 引言在当今的数字化时代背景下，DSP已成为通信、计算机、消费类电子产品等领域的基础器件，被誉为信息社会革命的旗手。

DSP原理与应用教程课程设计一、课程简介数字信号处理（DSP）是一种以数字信号为输入，以数字信号为输出的信号处理方法，广泛应用于通信、音频、视频、图像等领域。

本课程旨在介绍DSP的基本原理和应用，着重围绕DSP的算法和系统设计展开。

通过本课程的学习，可以了解到DSP的基本知识和常用的处理方法，并能够掌握DSP系统的设计和实现方法。

同时，本课程还将通过简单的实例演示，让学员亲手实践并感受到DSP的强大效果。

二、课程内容1. DSP基础知识•DSP概述与基础概念•DSP的发展史及应用领域•数字信号与模拟信号的比较•数字信号的采样定理•数字信号的编码及误差分析2. DSP算法及应用•数字信号的运算•数字滤波器及其设计方法•快速傅里叶变换（FFT）及其应用•频率域处理及其应用•數字信號的时域处理及其应用3. DSP系统设计与实现•DSP系统设计及其硬件体系结构•DSP软件架构与开发环境•DSP编程语言及程序设计•DSP系统测试方法与验证4. DSP应用案例分析•数字音频信号处理系统•数字图像处理示例•DSP在通信系统中的应用三、教学方法本课程采用理论讲解与实践演练相结合的教学模式。

每一章的理论部分会由教师深入浅出地解说，让学员能够理解具体内容并掌握基本原理。

同时，每一章的理论部分都会有相应的实践部分，让学员能够通过实际操作感受到DSP的魅力。

教学环节主要包括以下几个方面：1.教师讲授：介绍DSP的基础知识、算法及应用、系统设计与实现等部分的理论知识。

2.实验指导：教师讲解实验内容及操作方法，并指导学员进行实验操作。

3.学生实践：学员自行进行实验，从中掌握DSP的基本操作和实现方法。

4.经验分享：教师与学员分享自己在实际工作中应用DSP的经验和技巧。

四、课程教材本课程的主要教材为《数字信号处理基础》，由Richard G. Lyons 著，人民邮电出版社出版。

此外，本课程还会在课程实践环节中配备相应的实验教材、参考书籍和资料。

基于TMS320F2808 DSP 最小系统设计及应用TMS320F2808 是德州仪器(TI)公司推出的C2000 平台上的定点DSP 芯片，具有低成本、低功耗和高性能处理能力，特别适用于大量数据处理的测控领域和复杂运算的电机控制领域。

本文在介绍TMS320F2808 的性能基础上设计了以TMS320F2808 DSP 为核心的最小应用系统，并给出了各部分具体硬件电路的设计和典型扩展应用。

1 TMS320F2808 特点TMS320F2808 是美国TI 公司推出的C2000 平台上的32 位定点DSP 芯片，具有低成本、低功耗和高性能处理能力，外设功能增强且极具价格优势，采用100 引脚封装，所有产品引脚兼容，具有高达64 kB 的闪存和100MIPS 的性能。

片上集成了丰富而又先进的增强型外设，如16 路PWM 输出通道、6 路HRPWM 输出通道、4 个eCAP 输入接口、6 个32 位／16 位定时器；串行外没模块，如4 个SPI 模块、2 个SCI 模块、2 个CAN 模块、1 个I2C 模块；12 位16 通道的A／D 转换器；35 个可独立编程复用的通用I／O 引脚(GPIO)，其输入引脚具有窄脉冲限定器。

使其具有强大的数字信号处理能力，又具有强大的事件管理能力和嵌入式控制功能，非常适用于工业、汽车、医疗和消费类市场中的数字电机控制、数字电源和高级感应技术。

2 TMS320F2808 最小系统结构DSP 最小系统由DSP 芯片及其基本的外围电路和接口组成，如果去掉其中的任何一部分，都无法成为一个独立的DSP系统工作。

最小系统通常包括DSP 芯片、电源变换电路、JTAG 仿真接口、复位电路、引导模式电路等。

3 硬件电路设计3．1 电源电路及复位电路TMS320F2808 是一个低功耗芯片，内核电源电压为1．8 V，芯片与外部接口间采用3．3 V 电源电压，考虑到硬件系统要求电源具有稳定功能和纹波小的特点，另外也考虑到硬件系统的功耗等特点，因此本设计中采用TI 公司的的TPS70151 电源芯片。

DSP应用系统设计流程：有以下几步：(1)确定系统性能指标；（2）核心算法模拟和验证；（3）选择DSP芯片及其他系统组件；（4）硬件设计和调试；（5）软件设计和测试；（6）系统测试、集成。

芯片选择：芯片选择要注意几个因素：（1）预算速度；（2）算法格式和数据宽度；（3）存储器；(4)功耗；（5）开发工具。

DSP芯片选择中通常有下列几条应注意的：（1）精度：表数格式（定点或浮点），通常可以用定点器件解决的问题，尽量用定点器件，因为它经济、速度快、成本低，功耗小。

但是在编程时要关注信号的动态范围，在代码中增加限制信号动态范围的定标运算。

（2）字长的选择：一般浮点DSP芯片都用32位的数据字，大多数定点DSP芯片是16位数据字。

而MOTOROLA公司定点芯片用24位数据字，以便在定点和浮点精度之间取得折中。

字长大小是影响成本的重要因素，它影响芯片的大小、引脚数以及存储器的大小，设计时在满足性能指标的条件下，尽可能选用最小的数据字。

（3）存储器安排：包括存储器的大小，片内存储器的数量，总线寻址空间等。

片内存储器的大小决定了芯片运行速度和成本，例如TI公司同一系列的DSP芯片，不同种类芯片存储器的配置等硬件资源各不相同。

（4）开发工具：在DSP系统设计中，开发工具是必不可少的，一个复杂的DSP系统，必须有功能强大的开发工具支持。

开发工具包括软件和硬件两部分。

软件开发工具主要包括：C编译器、汇编器、链接器、程序库、软件仿真器等，在确定DSP算法后，编写的程序代码通过软件仿真器进行仿真运行，来确定必要的性能指标。

硬件开发工具包括在线硬件仿真器和系统开发板。

在线硬件仿真器通常是JTAG周边扫描接口板，可以对设计的硬件进行在线调试；在硬件系统完成之前，不同功能的开发板上实时运行设计的DSP软件，可以提高开发效率。

甚至在有的数量小的产品中，直接将开发板当作最终产品。

（5）功耗与电源管理：在一些手提便携式的消费类电子产品中，供电电源的节省是很重要的问题，因而目前DSP生产厂商越来越重视这方面。

dsp原理及应用课课程设计一、教学目标本课程的教学目标是使学生掌握数字信号处理器（DSP）的基本原理和应用技术，培养学生运用DSP技术解决实际问题的能力。

具体目标如下：1.知识目标：（1）了解DSP的基本概念、发展历程和分类；（2）掌握DSP的基本结构、工作原理和性能指标；（3）熟悉DSP编程语言和开发工具；（4）了解DSP在不同领域的应用实例。

2.技能目标：（1）能够使用DSP开发工具进行程序设计和仿真；（2）具备阅读和分析DSP相关英文资料的能力；（3）具备使用DSP解决实际问题的能力。

3.情感态度价值观目标：（1）培养学生对DSP技术的兴趣和好奇心；（2）培养学生勇于探索、创新的精神；（3）培养学生团队协作和交流分享的良好习惯。

二、教学内容本课程的教学内容分为五个部分：1.DSP基本原理：介绍DSP的概念、发展历程、分类和性能指标。

2.DSP基本结构：讲解DSP的内部结构、工作原理和指令系统。

3.DSP编程与开发：学习DSP编程语言、开发工具和使用方法。

4.DSP应用案例：分析DSP在通信、图像处理、音频处理等领域的应用实例。

5.实践环节：进行DSP实验，巩固所学知识和技能。

三、教学方法本课程采用多种教学方法相结合，以提高学生的学习兴趣和主动性：1.讲授法：讲解DSP基本原理、结构和编程方法；2.案例分析法：分析DSP在不同领域的应用实例；3.实验法：进行DSP实验，锻炼学生的动手能力；4.讨论法：学生分组讨论，培养团队协作和交流分享的能力。

四、教学资源本课程的教学资源包括：1.教材：选用国内外优秀教材，如《数字信号处理器原理与应用》；2.参考书：提供相关领域的参考书籍，如《DSP算法与应用》；3.多媒体资料：制作课件、教学视频等，辅助学生理解抽象概念；4.实验设备：配备DSP开发板和仿真器，供学生进行实验和实践。

五、教学评估本课程的评估方式包括以下几个方面：1.平时表现：评估学生在课堂上的参与程度、提问回答和团队协作等情况，占总评的30%。

基于DSP的音频信号处理系统设计一、导言随着数字信号处理（DSP）技术的不断发展和成熟，其在音频信号处理领域的应用也越来越广泛。

基于DSP的音频信号处理系统不仅可以实现高质量的音频处理和增强，也可以满足不同应用场景下的需求，如音频通信、娱乐、音频分析等。

本文将针对基于DSP的音频信号处理系统进行设计，从系统结构、信号处理算法、硬件平台等方面进行介绍和分析。

二、系统结构设计基于DSP的音频信号处理系统的设计首先需要确定系统的结构框架。

一般来说，这个结构包括了输入模块、DSP处理模块、输出模块和控制模块。

输入模块用于接收音频信号，可以是来自麦克风、音乐播放器、电视等各种音频设备。

DSP处理模块是音频信号处理的核心部分，其中包括了各种信号处理算法和算法的实现。

输出模块用于将处理后的音频信号输出到扬声器、耳机等输出设备中，以供用户听取。

控制模块可以用来控制和调节系统参数、算法选择、音频效果等。

三、信号处理算法音频信号处理系统的设计离不开各种信号处理算法的选择和实现。

常见的音频信号处理算法包括了滤波、均衡器、混响、压缩、编码解码等。

滤波算法用于去除音频信号中的杂音和干扰，使音频信号更加清晰；均衡器算法可以调节音频信号的频谱特性，使音频输出更加平衡；混响算法用于模拟不同的音频环境和效果；压缩算法可以调节音频信号的动态范围，使音频输出更加均衡；编码解码算法用于音频信号的数字化和解码处理。

在实际应用中，根据不同场景和需求，可以选择不同的信号处理算法，并通过DSP处理模块进行实现和调节。

四、硬件平台设计在基于DSP的音频信号处理系统的设计中，硬件平台的选择和设计也是非常重要的一部分。

常见的DSP芯片有TI的TMS320系列、ADI的Blackfin系列、Freescale的i.MX系列等。

在选择DSP芯片的还需要考虑到外围设备的选择和接口设计，如ADC（模数转换器）、DAC（数模转换器）、存储器、通信接口等。

为了提高系统的性能和稳定性，还需要考虑到功耗、体积、散热等方面的问题。

DSP原理及应用课程设计正弦信号发生器的实现专业班级：通信0902姓名：高雯菁学号：2009001342同组人：扆立人、陈威、段进涛、侯勇强、黄飞、冀鑫、贾华萍一、设计目的1、学会用CCS 集成开发软件，在开发环境下完成工程项目创建，程序编辑，编译，链接，调试和数据分析。

2、掌握正弦波信号的DSP 实现原理和C54X 编程技巧，进一步加深对CCS 的认识3、学习使用CCS 的波形能通过 CCS 的图形显示工具观察正弦信号波形二、设计内容用DSP 汇编语言进行编程，利用CCS 软件产生正弦波三、设计原理正弦波信号发生器已被广泛地应用于通信、仪器仪表和工业控制等领域的信号处理系统中。

通常有两种方法可以产生正弦波，分别为查表法和泰勒级数展开法。

查表法是通过查表的方式来实现正弦波，主要用于对精度要求不高的场合。

泰勒级数展开法是根据泰勒展开式进行计算来实现正弦信号，它能精确地计算出一个角度的正弦和余弦值，且只需要较小的存储空间。

本次主要用泰勒级数展开法来实现正弦波信号。

产生正弦波的算法正弦函数和余弦函数可以展开成泰勒级数，其表达式：取泰勒级数的前5项，得近似计算式：-+-+-=!9!7!5!3)sin(9753x x x x x x-+-+-=!8!6!4!21)cos(8642xx x x x ))))((((981761541321 !9!7!5!3)sin(22229753⨯-⨯-⨯-⨯-=+-+-=x x x x x x x x x x x递推公式： sin(nx ) = 2cos(x )sin[(n -1)x ]-sin[(n -2)x ] cos(nx ) = 2cos(x )sin[(n -1)x ]-cos[(n -2)x ]由递推公式可以看出，在计算正弦和余弦值时,需要已知cos(x )、sin(n -1)x 、sin(n -2)x 和cos(n -2)x 。

利用计算一个角度的正弦值和余弦值程序可实现正弦波。

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。

DSP技术及应用课程设计一、教学目标本课程的教学目标是使学生掌握数字信号处理（DSP）技术的基本原理和应用方法。

通过本课程的学习，学生应能理解DSP技术的基本概念，熟悉DSP芯片的结构和编程方法，掌握DSP技术在信号处理、通信、控制等领域的应用。

具体来说，知识目标包括：掌握DSP技术的基本原理，了解DSP芯片的结构和工作原理，熟悉DSP编程方法和算法。

技能目标包括：能够使用DSP芯片进行信号处理和算法实现，具备DSP系统的调试和优化能力。

情感态度价值观目标包括：培养学生对DSP技术的兴趣和好奇心，提高学生解决实际问题的能力，培养学生的创新意识和团队合作精神。

二、教学内容本课程的教学内容主要包括DSP技术的基本原理、DSP芯片的结构和编程方法，以及DSP技术在信号处理、通信、控制等领域的应用。

具体包括以下几个部分：1.DSP技术的基本原理：包括数字信号处理的概念、特点和基本算法，如离散傅里叶变换（DFT）、快速傅里叶变换（FFT）和小波变换等。

2.DSP芯片的结构和工作原理：包括DSP芯片的内部结构、指令系统、编程方法和中断管理等内容。

3.DSP编程方法和算法实现：包括C语言编程、汇编语言编程和算法实现，如数字滤波器设计、信号去噪和特征提取等。

4.DSP技术在信号处理、通信、控制等领域的应用：包括数字音频处理、数字图像处理、无线通信系统和控制系统等。

三、教学方法为了实现本课程的教学目标，我们将采用多种教学方法，包括讲授法、讨论法、案例分析法和实验法等。

1.讲授法：通过教师的讲解和演示，向学生传授DSP技术的基本原理和应用方法。

2.讨论法：通过小组讨论和课堂讨论，引导学生深入思考和探讨DSP技术的相关问题。

3.案例分析法：通过分析具体的DSP应用案例，使学生更好地理解和掌握DSP技术的应用。

4.实验法：通过实验操作和调试，让学生亲自动手实践，提高学生的实际操作能力和解决问题的能力。

四、教学资源为了支持本课程的教学内容和教学方法的实施，我们将选择和准备适当的教学资源，包括教材、参考书、多媒体资料和实验设备等。