正弦波信号发生器的DSP设计.
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基于DSP设计正弦信号发生器一.设计目的设计一个基于DSP的正弦信号发生器二.设计内容利用基于CCS开发环境中的C54X汇编语言来实现正弦信号发生装置。
三.设计原理一般情况,产生正弦波的方法有两种:查表法和泰勒级数展开法。
查表法是使用比较普遍的方法,优点是处理速度快,调频调相容易,精度高,但需要的存储器容量很大。
泰勒级数展开法需要的存储单元少,具有稳定性好,算法简单,易于编程等优点,而且展开的级数越多,失真度就越小。
本文采用了泰勒级数展开法。
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:式中:x为θ的弧度值,x=2πf/fs(fs是采样频率;f是所要发生的信号频率。
正弦波的波形可以看作由无数点组成,这些点与x轴的每一个角度值相对应,可以利用DSP处理器处理大量重复计算的优势来计算x轴每一点对应的y的值(在x轴取N个点进行逼近)。
整个系统软件由主程序和基于泰勒展开法的SIN子程序组成,相应的软件流程图如图。
三.总体方案设计本设计采用TMS320C54X系列的DSP作为正弦信号发生器的核心控制芯片。
通过计算一个角度的正弦值和余弦值程序可实现正弦波,其步骤如下:1.利用sinx和cosx子程序,计算0°~45°(间隔为0.5°)的正弦和余弦值2.利用sin(2x)=2sin(x)cos(x)公式,计算0°~90°的正弦值(间隔为1°)3.通过复制,获得0°~359°的正弦值4.将0°~359°的正弦值重复从PA口输出,便可得到正弦波四.软件操作DSP 集成开发环境 CCS是 Code Composer Studio 的缩写,即代码设计工作室。
它是 TI 公司推出的集成可视化 DSP 软件开发工具。
DSP CCS 内部集成了以下软件工具:◆ DSP 代码产生工具(包括 DSP 的 C 编译器、汇编优化器、汇编器和链接器)◆ CCS 集成开发环境(包括编辑、建立和调试 DSP 目标程序)◆ 实时基础软件 DSP/BIOS (必须具有硬件开发板)◆ RTDX、主机接口和 API(必须具有硬件开发板)在 CCS 下,用户可以对软件进行编辑、编译、调试、代码性能测试(profile)和项目管理等工作。
正弦发生器的DSP实现摘要DSP芯片,也称数字信号处理器,是一种具有特殊结构的微处理器。
DSP芯片的内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,提供特殊的DSP指令,可以用来快速的实现各种数字信号处理算法电子技能、机械、电声、水声及生物等领域可能经常要用到正弦波,而一般它都由数字集成电路或分立元件构成的信号发生器产生,这里介绍一种用DSP实现的正弦信号发生器,其调幅、调频功能均由软件实现,而且有较好的可扩展性、稳定性,与计算机接口方便。
用DSP设计的正弦信号发生器电路基本,调节方便,误差在万分之一以内,产生的波形失真度较小,而且还有进一步拓展功能,如产生三角波信号、方波信号、直流信号、调制信号等,从而使其能运用到更加广泛的领域中。
关键字:DSP芯片,正弦信号发生器, TMS320C5402, 流程图一、DSP芯片DSP芯片,也称数字信号处理器,是一种具有特殊结构的微处理器。
DSP芯片的内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,提供特殊的DSP指令,可以用来快速的实现各种数字信号处理算法。
1.DSP芯片主要特点根据数字信号处理的要求,DSP芯片一般具有如下的一些主要特点:(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。
与通用微处理器相比,DSP芯片的其他通用功能相对较弱些。
2.DSP芯片的分类DSP芯片可以按照下列三种方式进行分类。
(1)按基础特性分这是根据DSP芯片的工作时钟和指令类型来分类的。
如果在某时钟频率范围内的任何时钟频率上,DSP芯片都能正常工作,除计算速度有变化外,没有性能的下降,这类DSP芯片一般称为静态DSP芯片。
正弦波信号发生器的DSP设计摘要:数字信号处理器(DSP)是在模拟信号变成数字信号以后进行高速实时处理的专用处理器。
DSP芯片以其独特的结构和快速实现各种数字信号处理算法的突出优点,发展十分迅速。
本文介绍了正弦信号产生的典型算法,并结合数字振荡器原理,应用迭代法编程完成了TMS320VC5402 DSP 正弦波信号发生器的设计。
关键词:DSP;正弦振荡;信号发生器正弦信号发生器能输出一个幅度可调、频率可调的正弦信号,特别是低频正弦信号发生器在科学研究及生产实践中均有着广泛应用。
目前,常用的信号发生器绝大部分是由模拟电路构成的。
当这种模拟信号发生器用于低频信号输出时,往往需要的RC值很大,这样不但参数准确度难以保证,而且体积和功耗都很大。
而由数字电路构成的低频信号发生器,虽然其低频性能好,但体积较大,价格较贵。
而借助DSP芯片的运算速度高,系统集成度强的优势设计的这种信号发生器,比以前的任意一种信号发生器速度更快,且实现更加简便。
1正弦波信号的产生方式1.1采样回放法通过对已有的标准正弦信号源进行采样得到数据后直接回放或进行变频变幅处理后回放。
该方法的关键在于合理设计高性能的硬件电路,尽量避免信号处理过程中的波形失真,来确保采样数据的精准性。
同时在数字域处理时,数据的回归点数必须满足Nyquist定理,以免频谱混迭情况的发生。
1.2查表法5402的片内ROM中存有256字的正弦及余弦数据表,可以通过程序直接调用该表中的数据,由D/A回放出正弦波。
通过MATLAB模拟仿真自己生成的正弦数据表,不但可以解决频率单一的问题,还可以增加精度,并改善系统的兼容性。
1.3泰勒级数展开法任一角度的正弦及余弦波都可以展开成泰勒级数,取前五项的近似公式为:其中:α为角度值,ω为其对应的弧度值。
通过变换的α值,且利用弧度与频率之间的关系很容易实现变频处理。
1.4数字正弦振荡器数字正弦波振荡器的系统函数可表示为:对应的是在单位圆上有复共轭极点的二阶振荡器,共扼极点为:P1,2=e±jω0,其离散时域脉冲单位冲击响应响应:h(n)=Asin[(n+1)ω0]·u(n)实际应用中对于给定的冲激信号所产生的正弦信号对应的差分方程为:如果系统无阻尼且稳定,我们不对系统加入冲击信号,改变y(-2)的起始值,从而使系统满足起始条件。
基于DSP的正弦信号发生器1.正弦信号在各种科学和工程领域中广泛应用,如通信系统、音频处理、医学诊断等。
因此,制作一个能够生成正弦信号的设备是非常必要的。
传统的方法是使用模拟电路,但这种方法需要用到很多电子元器件,难以控制和调整。
同时,传统的模拟电路还容易受到电磁干扰、温度等环境因素的影响,导致输出的信号失真。
因此,数字信号处理(DSP)技术逐渐成为生成正弦波信号的常见方法,能够实现高精度、低失真的输出。
2. 设计概述本文介绍一种基于DSP的正弦信号发生器的设计。
该设计采用TMS320C5505数字信号处理芯片和信号解调电路,通过软件和硬件设计,实现了一个高精度、低失真的正弦信号发生器。
2.1 硬件设计本设计采用了TMS320C5505数字信号处理器集成电路作为主控芯片。
该芯片具有低功耗、高性能、灵活性和易于开发等优点。
除此之外,还需要电源模块、时钟模块、信号解调模块等。
2.2 软件设计本设计采用了C语言进行程序设计。
使用Code Composer Studio作为开发环境,将程序编译后烧录到芯片中。
代码的主要实现过程为:1.生成一个只包含一周期正弦波形的信号2.将该信号送入DA(Digital to Analog)转换器,使其变为模拟信号3.经过信号解调器后输出到外部接口信号的生成采用的是Taylor级数展开,可以实现高精度的波形生成。
信号解调电路主要是由低通滤波器、防干扰电路和放大电路等模块组成。
3. 实验结果经过实验测试,本设计输出的正弦波信号的频率可以在0~10kHz范围内任意设定。
信号的失真率小于0.1%。
同时,本设计还支持正弦波的相位调节和幅度调节等功能。
通过外部的控制,可以实现信号的精准控制和调节。
4.本文介绍了一种基于DSP的正弦信号发生器的设计,通过使用数字信号处理技术,实现了高精度、低失真的正弦波信号的生成。
该设计具有灵活性和可扩展性,可以为各种科学和工程领域提供高精度的正弦信号源。
正弦波信号发生器一、实验目的1.了解用泰勒级数展开法计算角度正弦值和余弦值;2.了解产生正弦信号的方法;3.熟悉使用汇编语言编写较复杂的程序;4.熟悉在CCS 环境下计算角度正弦值和余弦值及产生正弦波的方法;二、实验原理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。
正弦函数和余弦函数可以展开成泰勒级数,其表达式:递推公式: sin()2cos()sin[(1)]sin[(2)]cos()2cos()sin[(1)]cos[(2)]nx x n x n x nx x n x n 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 。
用这种方法求少数点还可以,如产生连续正弦波、余弦波,则积累误差太大,不可取。
下面主要用泰勒级数展开法求正弦和余弦值,以及产生正弦波的方法。
三、实验内容与步骤1.用泰勒级数展开法计算sin(x)的值;(1)在 CCS 中新建项目:sinx.pjt ,建立文件sinx.asm 、vectors.asm 和sinx.cmd 。
并将此三个文件加入到项目中。
******************************************************* 用泰勒级数开展开式计算一个角度的正弦值 **sin(x)=x(1-x*x/2*3(1-x*x/4*5(1-x*x/6*7(1-x*x/8*9))))*******************************************************.title "sinx.asm".mmregs .def startSTACK: .usect "STACK",10start: STM #STACK+10,SPLD #d_x,DPST #6487H,d_x ;x-->d_x CALLsin_start end:B end sin_start:35792222sin()3!5!7!9! 111123456789(((())))x x x x x x x x x x x =-+-+=----⨯⨯⨯⨯24682222cos()12!4!6!8! 11112345678((()))x x x x x x x x x =-+-+=----⨯⨯⨯.def sin_startd_coeff .usect "coeff",4.datatable: .word 01C7H ;c1=1/(8*9).word 030BH ;c2=1/(6*7).word 0666H ;c3=1/(4*5).word 1556H ;c4=1/(2*3)d_x .usect "sin_vars",1d_squr_x .usect "sin_vars",1d_temp .usect "sin_vars",1d_sinx .usect "sin_vars",1c_1 .usect "sin_vars",1.textSSBX FRCTSTM #d_coeff,AR5RPT #3MVPD #table,*AR5+STM #d_coeff,AR3STM #d_x,AR2STM #c_1,AR4ST #7FFFH,c_1SQUR *AR2+,A ;A=x^2ST A,*AR2 ;(AR2)=x^2||LD *AR4,B ;B=1MASR *AR2+,*AR3+,B,A ;A=1-x^2/72,T=x^2MPYA A ;A=T*A=x^2(1-x^2/72)STH A,*AR2 ;(d_temp)=x^2(1-x^2/72)MASR *AR2-,*AR3+,B,A ;A=1-x^2/42(1-x^2/72),T=x^2(1-x^2/72)MPYA *AR2+ ;B=x^2(1-x^2/42(1-x^2/72))ST B,*AR2 ;(d_temp)=x^2(1-x^2/42(1-x^2/72))||LD *AR4,B ;B=1MASR *AR2-,*AR3+,B,A ;A=1-x^2/20(1-x^2/42(1-x^2/72))MPYA *AR2+ ;B=x^2(1-x^2/20(1-x^2/42(1-x^2/72)))ST B,*AR2 ;(d_temp)=B||LD *AR4,B ;B=1MASR *AR2-,*AR3+,B,A ;A=1-x^2/6(1-x^2/20(1-x^2/42(1-x^2/72)))MPYA d_x ;B=x(1-x^2/6(1-x^2/20(1-x^2/42(1-x^2/72))))STH B,d_sinx ;sin(theta)RET.end*******************************************************中断向量文件vectors.asm******************************************************.title "vectors.asm".ref start.sect ".vectors"B start.end*******************************************************链接命令文件******************************************************vectors.objsinx.obj-O sinx.out-m sinx.map-estartMEMORY{PAGE 0:EPROM: org=0090H,len=0F70HVECS: org=0080H,len=0010HPAGE 1:SPRAM: org=1000H,len=1000HDARAM: org=2000H,len=2000H}SECTIONS{.text :>EPROM PAGE 0.data :>EPROM PAGE 0STACK :>SPRAM PAGE 1sin_vars :>DARAM PAGE 1coeff :>DARAM PAGE 1.vectors :>VECS PAGE 0}(2)编译、链接项目文件sinx.pjt。
毕业设计题目名称基于DSP控制的正弦波和三角波发生器的设计学院电气信息工程学院专业/班级自动化09102学生学号指导教师(职称)葛延津(教授)严海领(助教)摘要信号发生器发展到今天,在电子测试、电子设计、模拟仿真、通信工程中,扮演着一个相当重要的角色,有着相当广泛的应用,极大加快了电子测试与设计工作中的效率,在电子技术和信号仿真应用中已发挥了巨大的作用。
本文主要介绍了以TMS320VC5402 DSP为主的信号发生器的设计情况。
这是一个以DSP为核心来实现信号发生器的系统,该系统具有结构简单灵活,抗干扰能力强、产生频率较高、应用广泛等特点。
该系统的组成核心TMS320VC5402 DSP芯片是TI公司生产的16位定点处理芯片,它有运算速度快、具有可编程特性、接口灵活和外围电路丰富等特点。
选择该芯片作为设计信号发生器的核心芯片,能够提高信号发生器所产生信号的频率,使信号发生器有更加广泛的应用。
本设计的硬件部分是有该DSP芯片和D/A转换芯片TLC7528组成,DSP芯片用于产生各种波形,D/A转换芯片用于把数字信号转换为模拟信号。
在以上硬件的基础上,通过软件编程来实现三角波、正弦波等波形。
关键词:DSP;D/A转换器;信号发生器;波形AbstractSignal generator to today, in the electronic testing, electronic design, simulation, communications engineering, plays a very important role, has a very wide range of applications, greatly accelerate the efficiency of the electronic test and design work in the electronics technology and signal simulation applications has played a huge role. This paper describes the design to TMS320VC5402 DSP-based signal generator. This is a core DSP signal generator system, the system structure is simple and flexible, anti-interference ability, resulting in a higher frequency, widely used features.The System is comprised core TMS320VC5402 DSP chip is produced by TI 16-bit fixed-point processing chip, computing speed, programmable features, flexible interface and peripheral circuits rich features. Select the chip to chip as the core of the design of the signal generator, it is possible to improve the signal generator to produce the signal frequency, the signal generator has a broader application. The design of the hardware part is composed of the DSP chip and the D / A converter chip TLC7528 DSP chip for generating various waveforms, D / A converter chip used to convert digital signals to analog signals. On the basis of the above hardware, by software programming to achieve the waveform of the triangular wave, sine wave, etc..Keywords: DSP; D / A converter; signal generator; waveform目录第一章绪论.................................................... - 1 -1.1选题的背景............................................. - 1 -1.2选题的目的及意义....................................... - 1 - 第二章整体方案................................................ - 2 - 第三章硬件系统设计............................................ - 3 -3.1 系统的组成及实现功能................................... - 3 -3.2 硬件系统设计思想....................................... - 3 -3.3 硬件电路方案及电路原理设计 ............................ - 3 -3.4 相关电路介绍........................................... - 4 -3.4.1 核心电路芯片TMS320VC5402...................... - 4 -3.4.2 D/A 转换器TLC7528............................. - 10 -3.4.3 电源电路和晶振电路 ............................. - 14 - 第四章软件系统设计........................................... - 17 -4.1 ICETEK—B2.0说明............................. - 17 -4.2 三角波的设计方案..................................... - 18 - 4.3 正弦波的设计方案...................................... - 21 - 4.4 软件系统.............................................. - 25 - 第五章总结展望............................................... - 28 - 结束语........................................................ - 29 -致谢......................................................... - 30 - 参考文献...................................................... - 31 - 附录......................................................... - 32 -第一章绪论1.1选题的背景信号发生器,主要作为激励信号或仿真信号,广泛应用于电子设计、生物医疗、环保、机械运动、新型材料等各个领域。
太原理工大学DSP课程设计:正弦信号发生器的设计学号:班级:姓 名:指导教师:一、设计目的1、通过实验掌握DSP 的软件开发过程2、学会运用汇编语言进行程序设计3、学会用CCS 仿真模拟DSP 芯片,通过CCS 软件平台上应用C54X 汇编语言来实现正弦信号发生装置。
二、设计原理 本实验产生正弦波的方法是泰勒级数展开法。
泰勒级数展开法需要的存储单元少,具有稳定性好,算法简单,易于编程等优点,而且展开的级数越多,失真度就越小。
求一个角度的正弦值取泰勒级数的前5项,得近似计算式:三、总体方案设计))))((((981761541321 !9!7!5!3)sin(22229753⨯-⨯-⨯-⨯-=+-+-=x x x x x x x x x x x本实验是基于CCS开发环境的。
CCS是TI公司推出的为开发TMS320系列DSP软件的集成开发环境,是目前使用最为广泛的DSP开发软件之一。
它提供了环境配置、源文件编译、编译连接、程序调试、跟踪分析等环节,并把软、硬件开发工具集成在一起,使程序的编写、汇编、程序的软硬件仿真和调试等开发工作在统一的环境中进行,从而加速软件开发进程。
通过CCS软件平台上应用C54X汇编语言来实现正弦信号发生装置。
总体思想是:正弦波的波形可以看作由无数点组成,这些点与x轴的每一个角度值相对应,可以利用DSP处理器处理大量重复计算的优势来计算x轴每一点对应的y的值(在x轴取N个点进行逼近)。
整个系统软件由主程序和基于泰勒展开法的SIN子程序组成,相应的软件流程图如图。
四、设计内容1、设置在Family下选择C55xx,将看到所有C55xx的仿真驱动,包括软件仿真和硬件仿真;在Platform下选择Simulator,在Available Factory Boards中只显示软件仿真驱动,选中相应的驱动;双击C55xx Rev4.0 CPU Functional Simulator,可以在My System下看到所加入的驱动;点击Save & Quit,将保存设置退出Setup CCStudio v3.1并启动运行CCStudio。
第一章:绪论数字信号处理(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。
数字信号处理是一种通过使用数学技巧执行转换或提取信息,来处理现实信号的方法,这些信号由数字序列表示。
在过去的二十多年时间里,信号处理已经在通信等领域得到极为广泛的应用。
图一是数字信号处理系统的简化框图。
此系统先将模拟信号转换为数字信号,经数字信号处理后,再转换成模拟信号输出。
其中抗混叠滤波器的作用是将输入信号x(t)中高于折叠频率的分量滤除,以防止信号频谱的混叠。
随后,信号经采样和A/D转换后,变成数字信号x(n)。
数字信号处理器对x(n)进行处理,得到输出数字信号y(n),经D/A转换器变成模拟信号。
此信号经低通滤波器,滤除不需要的高频分量,最后输出平滑的模拟信号y(t)。
图一数字信号处理系统简化框图数字信号处理是以众多学科为理论基础的,它所涉及的范围极其广泛。
例如,在数学领域,微积分、概率统计、随机过程、数值分析等都是数字信号处理的基本工具,与网络理论、信号与系统、控制论、通信理论、故障诊断等也密切相关。
近来新兴的一些学科,如人工智能、模式识别、神经网络等,都与数字信号处理密不可分。
可以说,数字信号处理是把许多经典的理论体系作为自己的理论基础,同时又使自己成为一系列新兴学科的理论基础。
第二章:TMS320C54x芯片介绍1.总线结构C54x 包括8 条16 比特宽度的总线,其中:一条程序总线(PB):传送取自程序存储器的指令代码和立即操作数三条数据总线(CB、DB、EB):将内部个单元连接在一起,CB和DB传送读自数据存储器的数据,EB传送写入存储器的数据四条地址总线(PAB CAB DAB EAB):传送执行指令所需的地址2.C P UC54x 的CPU 结构包括:40 比特的ALU ,其输入来自16 比特立即数、16 比特来自数据存储器的数据、暂时存储器、T 中的16 比特数、数据存储器中两个16 比特字、数据存储器中32 比特字、累加器中40 比特字。
基于DSP正弦信号发生器设计摘要:提出了一种基于TMS320C5402实现正弦信号发生器的设计原理与方法,介绍了所设计的正弦信号发生器硬件电路结构和软件程序流程图。
结合DSP硬件特性,通过使用泰勒级数展开法得到设定参数的正弦波形输出,达到设计目的。
该信号发生器弥补了通常信号发生器模式固定,波形不可编程的缺点,其具有实时性强,波形精度高,可方便调节频率和幅度、稳定性好等优点。
关键词:数字信号处理器;信号发生器;多通道缓冲串行口;独立键盘随着计算机技术的飞速发展,对信号发生器波形的要求越来越高。
目前,常用信号发生器大部分是由模拟电路构成,当这种模拟信号发生器用于低频输出时,由于需要较大的RC值,导致参数准确度难以保证,且造成体积和功耗偏大,而数字式波形发生器,因其输出幅值稳定、输出频率连续可调的优点,已逐渐取代了模拟电路信号发生器。
由于其运算速度高,系统集成度强的优势,可以设计基于DSP的正弦信号发生器,该发生器实时性强、可扩展性好、波形精度高、可调节频率和幅度、稳定性好、用途广泛,各方面均优于模拟信号发生器和数字信号发生器。
因此,本文提出了一种基于TMS320C5402的正弦信号发生器的设计方法。
1 系统硬件设计1.1 系统硬件框图该正弦信号发生器的硬件结构框图如图1所示,主要由TMS320C5402芯片,D/A转换器,独立键盘等几部分组成。
1.2 TMS320C5402简介TMS320C5402芯片采用先进的修正哈佛结构,片内有8条总线、在片存储器和在片外围电路等硬件,同时还有高度专业化的指令系统,具有功耗小、高度并行等优点。
此外,其支持C语言和汇编语言混合编程,高效的流水线操作和灵活的寻址方式使其适合高速实时信号处理。
1.3 数模转换部分设计McBSP(M ulti-channel Buffered Serial)即多通道缓冲串口,包括一个数据通道和一个控制通道。
数据通道通过D X引脚发送数据、DR引脚接收数据。
正弦波信号发生器的DSP设计姜颖韬(苏州工业职业技术学院,江苏苏州215104)摘数字信号处理器(DSP)是在模拟信号变成数字信号以后进行高速实时处理的专用处理器。
DSP芯片以其独特的结要:构和快速实现各种数字信号处理算法的突出优点,发展十分迅速。
本文介绍了正弦信号产生的典型算法,并结合数字振荡器原理,应用迭代法编程完成了TMS320VC5402DSP正弦波信号发生器的设计。
DSP;正弦振荡;信号发生器关键词:正弦信号发生器能输出一个幅度可调、频率可调的正弦信号,特别是低频正弦信号发生器在科学研究及生产实践中均有目前,常用的信号发生器绝大部分是由模拟电路构着广泛应用。
当这种模拟信号发生器用于低频信号输出时,往往需要的成的。
RC值很大,这样不但参数准确度难以保证,而且体积和功耗都很大。
而由数字电路构成的低频信号发生器,虽然其低频性能系好,但体积较大,价格较贵。
而借助DSP芯片的运算速度高,统集成度强的优势设计的这种信号发生器,比以前的任意一种信号发生器速度更快,且实现更加简便。
1正弦波信号的产生方式1.1采样回放法通过对已有的标准正弦信号源进行采样得到数据后直接回放或进行变频变幅处理后回放。
该方法的关键在于合理设计高性能的硬件电路,尽量避免信号处理过程中的波形失真,来确保采样数据的精准性。
同时在数字域处理时,数据的回归点数必须以免频谱混迭情况的发生。
满足Nyquist定理,1.2查表法5402的片内ROM中存有256字的正弦及余弦数据表,可以通过程序直接调用该表中的数据,由D/A回放出正弦波。
通过MATLAB模拟仿真自己生成的正弦数据表,不但可以解决频率单一的问题,还可以增加精度,并改善系统的兼容性。
1.3泰勒级数展开法任一角度的正弦及余弦波都可以展开成泰勒级数,取前五项的近似公式为:y(-2)的起始值,从而使系统满足起始条件。
这样系统差分方程变为:fs为采样频率,f0和A分别为正弦波的频率和幅度。
这样y(-2)就决定了正弦波的幅度。
而数字频率振荡器产生正弦波的实质就是如何用程序实现上述的差分方程。
2设计实例根据数字振荡器的原理,一个正弦波序列可以通过递归法b、k一旦确定后,就可得到期望频率的正弦序列。
得到,系数a、2.1设计任务利用TMS320VC5402设计产生一个频率为2kHz的正弦波信号发生器,并使用汇编语言完成源程序的编写。
2.2设计方案为了得到正弦波序列的输出,可以采用定时中断的方法输出y(n),再经过D/A转换和滤波后输出连续的正弦波。
设定采样频率为fs=40kHz,即通过定时器中断,每隔25us产生一个y(n),则递归的差分方程系数为:为了便于定点DSP处理,我们将所有系数除以2,然后用16位定点格式表示为:其中:α为角度值,ω为其对应的弧度值。
通过变换的α值,且利用弧度与频率之间的关系很容易实现变频处理。
1.4数字正弦振荡器数字正弦波振荡器的系统函数可表示为:对应的是在单位圆上有复共轭极点的二阶振荡器,共扼极点为:P1,2=e±jω,其离散时域脉冲单位冲击响应响应:h(n)=Asin[(n+1)ω0]·u(n)实际应用中对于给定的冲激信号所产生的正弦信号对应的差分方程为:如果系统无阻尼且稳定,我们不对系统加入冲击信号,改变这便是产生2kHz正弦信号的三个系数。
由前面的推导也可以看出,产生的正弦波频率只是一个相对值,只有给定了采样频率,也就是确定了采样点之间的时间间隔后,才能最终决定模拟频率。
为了得到精确的采样频率,我们获得40kHz的采样频率。
定时器用定时器产生25us时间间隔,的初值计算由下式决定:fs=fCK(/TDDR+1)(PRD+1)式中fCK为DSP时钟频率,fs为采样频率。
设定时其预分系数TDDR=0,则定时器周期寄存器初值PRD为:PRD=fCK/fs-1。
本例中,fs=40kHz,fCK=100MHz,则PRD=2499。
2.3源程序设计程序设计首先进行初始化,初始化包括计算出y[1]和y[2],定时器相关寄存器设置,然后开放定时器中断。
初始化完成后,主程序循环等待定时器中断。
当程序进入定时器中断服务程序时,利用前面的y[1]和[2],计算出新的y[n],经过D/A 转换后,得2010年第6期作者简介:姜颖韬(1977-),男,江苏苏州人,工程师,在读研究生,研究方向:电子信息。
趭趤到一个正弦信号波形。
作为一套完整的程序,还必须有中断向量表文件和内存定位文件。
汇编语言源程序如下:SSBXFRCT;ST#INIT_A,AA;ST#INIT_B,BB;ST#INIT_C,CC;PSHDCC;POPDy2;LDAA,T;MPYy2,A;STHA,y1;STM#10h,TCR;STM#2499,PRD;STM#20h,TCR;LD#0,DP;SSBXINTM;LD#vector;AND#0FF80h,A;ORPMST,A;STLMA,PMST;RSBXINTM;-tint:LDBB,T;MPYy2,A;LTDy1;MACAA,A;STHA,1,y1;STHA,y0;NOPRETE.mmregs.ref_ret.ref_c_int00.ref_tint.globalvector.sect"int_table";_______________________;interruptevectortable!;_______________________Vector:rsb_c_int00nopnopnmib_retnopnopsint17b_retnopnopsint18b_retnopnop2010年第6期sint19b_retnopnopsint20b_ret.word0,0sint21b_ret.word0,0sint22.word01000h.word0,0,0Sint23.word0FF80h.word0,0,0Sint24.word01000 h.word0,0,0Sint25.word0FF80h.word0,0,0Sint26.word01000h.word0,0,0Sint27.word0F F80h.word0,0,0Sint28.word01000h.word0,0,0Sint29.word0FF80h.word0,0,0Sint30.wor d01000h.word0,0,0Int0b_retNopNopInt1b_retNopNopInt2b_retNopNopTintb_tintNopNopBrintb_retNopNopBxint0b_retNopNopTrintb_retNopNopDmac1b_retNopNopInt3b_retNopNopHpintb_retNopNopQ26.word0FF80h趤趮SSR分子标记技术与作物QTL定位刘摘林(南昌大学,江西南昌330031)本文介绍了SSR分子标记技术及QTL定位的基本情况,探讨了SSR分子标记技术在作物数量性状基因座定位中的要:应用和分析方法,为分子辅助育种提供基础。
SSR标记;QTL定位关键词:作物的许多重要农艺性状如产量、品质和抗性等都是数量性状,由多个基因控制,表现为连续变异,且易受环境影响,相对于由单基因控制的质量性状而言,其遗传基础更为复杂。
鉴定和发掘控制数量性状的基因及其优异的等位变异,并使之快速应用于育种实践是新时期作物科学家和育种学家所面临的重大课题。
经典的数量遗传学理论把控制数量性状的基因作为一个整体来研究,认为数量性状是由许多作用相等的微效基因共同影响,通过建立遗传模型和估算遗传方差、遗传力和选择响应等统计参数来描述和预测数量性状的遗传规律。
许多经典的数量遗传学模型已经在育种实践中发挥了重要作用。
然而,在“微效多基因”理论中,影响数量性状的具体基因永远不会被发现,数量性状变异的分子生物学机理更不会被阐明(Mauricio,2001)。
随着生物技术的发展和分析方法的改进,尤其是分子标记技术的出现,人们对于数量性状的认识从“多基因”发展到了数量性状基因座(quantitativetraitloci,QTL)分析,从而对数量性状遗传机理的认识上升到了分子水平。
开展全面系统的QTL定位,必须具备高密度的遗传连锁图和相应的统计分析方法、实验群体。
20世纪80年代以来,发展的分子标记技术可以将控制某一数量性状的多个基因剖分开来,将它们一一定位于染色体上,并进行各基因的单个效应及互作效应的估计。
这为深入研究数量性状的遗传规律及其操作创造了条件,提高了植物育种中目标数量性状优良基因型选择准确性及预见性。
的可能性、作物的重要数量性状基因的发掘、定位及其在遗传育种中应用的流程如下图1所示。
1QTLs的初级定位控制数量性状的基因在基因组中的位置称为数量性状基因座(quantitativetraitloci,QTL)。
利用分子标记进行遗传连锁并估算其效应大小,即QTL定位(QTL分析,可以检测出QTL,)。
自1998年Paterson第一次应用RFLP连锁图谱在番mapping茄中定位QTL以来,QTL定位研究已经在水稻、玉米、小麦、大豆、大麦、番茄和马铃薯等许多重要作物中展开,并且进展迅:1)选择在目标性状上差异明显速。
QTL分析的一般程序包括(的亲本进行杂交,建立分离群体;(2)检测分离群体中个体或株系的标记基因型和表型性状值;(3)通过统计分析找出与表型值相关的等位变异的标记位点。
目前使用的分离群体主要包括F2、BC、DH和RILs等。
使用这类群体定位的QTL范围一般在10-30cM之间,并且QTL位置的置信区间一般都在10cM以上(阮成江等,2003),这一精度还不足以将数量性状确切分解成一个个孟德尔因子,因此称为QTL的初级定位(primaryorcoarseQTLmapping)。
2QTLs的精细定位与图位克隆使之应用于作发现并分离隐藏在QTL中的优异等位基因,物品种改良和种质资源研究,是进行QTL分析的最终目的。
植物基因组学原理和方法的建立为人们克隆QTL提供了有力手段。
到目前为止,已经有18个植物的QTL被成功克隆(表1),其中大部分采用了图位克隆法。
图位克隆的主要程序包括(:1)使用初级分离群体对目标性状进行初级定位;(2)在初级定位的基础上,通过构建次级分离)用与目的基因紧密连锁的分群体对目标性状进行精细定位;(3用染色体步移或染色体着陆的方法构建子标记筛选DNA文库,目的基因区域的物理图谱,鉴定出该座位上的候选基因;(4)通!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!Q27Dmac4.word0,0,0.word01000h.word0,0,0b_retNopNopb_retNopNop.word0FF80h.word0,0,0.word01000h.word0,0,0_______________________retreteMEMORY{PAGE0:VEC:orijin=1000h,length=0FFhPROG:orijin=1100h,length=8000hPAGE1: DATA:orijin=080h,length=0807Fh}3结束语基于DSP实现的信号发生器充分发挥了DSP器件的主要操作简单,体积性能优势,相对传统的信号发生器,它编程灵活、小巧,电路结构简单,使用方便,而且还有许多可扩展的功能,故其使用面更加宽。