1、DSP系統課程設計題目：2FSK2FSK 調制解調系統設計學 院：電氣信息工程學院專業：測控技術與儀器班 級：1010 1 1_姓名：安國靜_學號：_ 0101_電氣信息工程學院一一測控技術與儀器 DSP 設計報告i日 期： 20132013 年 6 6 月 2626 日目 錄弓丨言.-1 -一、 設計目的和任務 .-2 -二、 設計內容與要求.-2 -三、 設計方案.-3 -3.1、 系統整體的結構圖 . -3 -3.2、2FSK工作原理 . -3 -3.2.1、 2FSK 調制. -4 -3.2.2、 2FSK 解調. -4 -3.3、 硬件原理圖. -6 -四、 系統實現.-12 -4.

2、1、 硬件部分. -12 -4.2、 軟件部分. -12 -4.2.1、 2FSK 調制程序. -12 -4.2.2、 2FSK 解調程序. -15 -4.3、 結語. -21 -電氣信息工程學院一一測控技術與儀器 DSP 設計報告i五、 心得體會.-22 -電氣信息工程學院一一測控技術與儀器 DSP 設計報告-1 -摘要：二進制頻移鍵控（2FSK）是數字信號傳輸中一種數字調制解調方式，廣泛應用在跳頻通信系統中的數字調制解調，本文提出的采用TMS320C55C系列DS芯片實現2FSK利用DSP勺高性能，對 數字信號進行查表法的調制以及非相干方式的解調。由于它采用軟件實現，并最大限度地發揮了DS

3、P的軟件實現優勢，因此數字化的實現十分靈活。需要升級時，可根據實際需求修改程序即可，不用修改硬件電路。本文所研究的內容適應當前科學技術的發展與更新，具有一定的實用價值。本文所提出的實現數字化調制，同步和解調的方法，仍然是當前通信領域中先進的技術，具有一定的理論和實踐意 義；在本研究中開發的DSF目標板可為實驗的后續研究提供實用的研究平臺。關鍵詞：2FSK調制解調；DSP非相干解調引言FSK（Frequency-shift keying）:頻移鍵控頻移鍵控是利用載波的頻率變化來傳遞數字信息。它是利用基帶數字信號離散取值特點去鍵控載波頻率以傳遞信息的一種數字調制技術。是信息傳輸中使用得較早的一種調

4、制方式，它的主要優點是：實現起來較容易，抗噪聲與抗衰減的性能較好。在中低速數據傳輸中得到 了廣泛的應用。最常見的是用兩個頻率承載二進制1和0的雙頻FSK系統，即2FSK系統。二進制頻移鍵 控（2-FSK）頻移鍵控是利用兩個不同頻率f1和f2的振蕩源來代表信號1和0,用數字信號的1和0去控制兩個獨立的振蕩源交替輸出。技術上的FSK有兩個分類，非相干和相干的FS&在非相干的FSK,瞬時頻率之間的轉 移是兩個分立的頻率。 在另一方面，在相干頻移鍵控或二進制的FSK，是沒有間斷期在輸 出信號。在數字化時代，電腦通信在數據線路（電話線、網絡電纜、光纖或者無線媒介）上進行 傳輸，就是用FSK調制信號進行的

5、，即把二進制數據轉換成FSK信號傳輸，反過來又將接收到的FSK言號解調成二進制數據，并將其轉換為用高，低電平所表示的二進制語言，這是計算 機能夠直接識別的語言。隨著現代通信技術的發展，軟件化的通信思想趨于成熟。用DS芯片或者通用CPUS片作為無線通信的硬件平臺，而盡可能多的用軟件來實現通信功能， 是現代通信領域廣泛使用的方法。 隨著DS芯片性價比的提高，其在通信、自動控制、儀器儀表等許多領域的應用也越來越廣泛。一、設計目的和任務目的：通過本課程的實踐，能進一步掌握高級語言程序設計基本概念， 掌握基本的程序設計方法； 通過設計一個完整的小型程序，初步掌握開發軟件所需的需求定義能力、功能分解能力和

6、程序設計 能力、代碼調試技能；學習編寫軟件設計文檔；為未來的軟件設計打下良好的基礎。電氣信息工程學院一一測控技術與儀器 DSP 設計報告-2 -DSP系統課程設計是一項實踐性和綜合性都比較強的課程。通過本課程的學習，可以掌握典型DSP芯片的結構、原理和典型應用，既能鞏固數字信號處理基礎、DSP原理及應用、通信原理中相關的基礎理論知識，又為日后從事相關系統開發設計奠定一定的基礎。任務：利用所學知識，設計一個基于DSP的二進制頻移鍵控（2FSK調制解調系統。了解掌握2FSK調制與解調原理，熟悉Protel99、CCS2.2等軟件開發環境，完成對2FSK調制與解調電路設計和仿 真，分析仿真結果。二、

7、設計內容與要求繪制具備AD功能的DS最小系統電路圖，設計基于DSP勺2FS碉制解調程序。設計2FSKS制解調 的DS程序，并給出相應的仿真結果。1.了解和熟悉DS綜合試驗箱的結構原理和設置；存儲器、邏輯控制等模塊的原理和配置。2.開發工具熟悉DS開發系統的連接；進一步熟悉CCS2.2開發環境的使用方法。3. DSP吉構進一步熟悉DSP勺硬件構造，特別是DSP外圍存儲單元及接口電路的設計。4. DSP最小系統設計繪制DS最小系統電路圖：外圍存儲器及AD（電路的設計。5.2FSK調制及解調理解2FSK調制及解調的原理，設計2FSK調制及解調的方案，給出具體的實現思路。6. FIR濾波器計算FIR實

8、現所需的參數。7. FIR濾波器實現編寫FIR濾波器實現的DSP程序。8.2FSK調制及解調實現給出2FSK調制及解調實現流程圖，編寫相關DS實現程序。9.仿真驗證2FSK調制及解調的DS程序，給出相應的仿真結果。10.完成課程設計報告。電氣信息工程學院一一測控技術與儀器 DSP 設計報告-3 -三、設計方案3.1、系統整體的結構圖圖.1 系統整體結構圖3.2、2FSK 工作原理二進制頻移鍵控的基本原理：用數字基帶信號來控制高頻載波頻率的變化， 使載波的頻率在fi和f2之間變化。二進制頻移信號可以看成兩個不同載波的二進制振幅鍵控信號的疊加。若二進制 基帶信號的符號1對應于載波頻率fi，符號0對

9、應于載波頻率f2，則二進制頻移鍵控信號的時域表 達式：是an的反碼，Tb為碼元持續時間，通常情況下，g(t)為單個矩形脈沖二進制頻移鍵控(2FSK)是數字通信中常用的一種調制方式，其調制與解調的方法有很多種。采 用數字信號處理來實現二進制頻移鍵控信號的數字調制與非相干數字解調，大大地降低了硬件電路 的復雜程度，提高了系統的靈活性，能夠滿足二進制頻移鍵控各種傳輸協議的要求。一個簡易的2FSKE作原理如圖2所示。在發送方，輸入的基帶數據信號經過調制和發送帶通濾波器 產生信道可傳輸的頻帶信號，送人信道； 在接收端，接收帶通濾波器除去帶外所附加的噪聲，將信號送入解調器(由延遲單元、乘法器和低，通濾波器

10、構成)，經過低通濾波器除去產生的高頻信號， 經取樣判決得到輸出數字序列，完成信號傳輸。EPM312TLC55I0SATC10WLu|0-5TLC7S24*_聲表故大器S2FSKa.g (t - nTb) cos(，it)nang (t - nTb) cos(，2t)(1)(1)式中，an:0 發送概率為 P 1 發送概率為 1 - P其他2f，anTMS320VC5509PGE1咅頻接口03IQXL 殆檢接口SR4M Hash電氣信息工程學院一一測控技術與儀器 DSP 設計報告-4 -輸入數字序列調制器發送帶通濾波器圖 2. 2FSK噪聲系統工作原理圖-4 信道輸出數字序列電氣信息工程學院一一

11、測控技術與儀器 DSP 設計報告-5 -321、2FSK 調制2FSK調制就是把輸人數字序列變成適合于信道傳輸的變頻正弦波，所以2FSK勺DS實現關鍵就是產生正弦或余弦波形。產生正弦波的方法有差分迭代法、泰勒級數展開法、查表法等多種方法。 本文中調制采用查表法產生正弦波。?調制算法2FSK調制采用查表法，可以實現較好的實時性，特別適用于通信載波的生成。在DSP的程序存儲空間，使用Q15定點數格式在0,2n上以2n/N的相位間隔固化N點正弦值， 以供查表 （這些 值可由MATLA軟件首先計算好），在此取N=12這樣對于Fo和Fi的取樣間隔分別為：僅 iO=N*F0/Fs = 12*16/192=

12、1,發送數據“時iN Fi/F12 32/192，發送數據“時（2）使用DSP定時器TO,用來實現對數據解調DAC俞出速率的控制。這樣，如要實現12Kbps的 數傳輸速率，需要將DSP定時器T0的溢出率設置為192KHz?調制主程序流程圖本文使用查表法提供2FS碉制所需要的兩路 正弦波，即sinO_table和sin 1_table，當發送的數 據為0時是發送sinO的數據，當發送的數據為1是發送sin1的數據。初始化完后，接收數據，判斷 “0”或“1”，打開中斷，則定時器每隔一個周期 產生一次中斷，中斷服務程序則完成一個采樣點的 輸出。一個碼元周期結束后，關中斷，判斷下一個 發送數據，繼續循

13、環。主程序流程如右圖 3 所示322、2FSK 解調采用軟件化設計思想，解調器也可以采用DS編程來實現。FSKS調有相干解調和非相干解調， 雖然相干解凋抗干擾性能好，但他要求設置與發送設備中的高頻載波同頻同相的本地參考載波，使設備復雜，因此一般數字調頻系統都采用非相干解調。 常用的非相干解調算法有過零檢測法和包絡 檢測法以一種新的可用DS軟件實現的FSK相干解調算法，即正交自延時FSK調算法。解調算法圖 3.調制主程序流程電氣信息工程學院一一測控技術與儀器 DSP 設計報告-6 -針對小型通信系統，可以采用一種算法簡單、占用存儲空間小的2FSK言號差分檢波解調算法,本文即采用的這種實時性較高的

14、2FSK信號差分檢波解調算法， 它是模擬信號解調電路用到的差分 檢波原理在2FSKI號數字解調中的具體實現。算法的基本思想是已調信號和它的 二/2的延時信號相乘，然后經過低通濾波，根據濾波結果的符號判斷發送信號的值，從而實現信號的解調。算法原理圖如下圖4所示。在接收端，接收帶通濾波器輸出信號采樣值S(n)經延時器延遲k個采樣點得到S(n-k)。k要 小于每個二進制碼元周期內的采樣點數，使得S(n)和S(n - k)是屬于同一個二進制碼元的采樣值。S(n)和S(n -k)相乘后的輸出樣值：h(n)V(n)二S(n)S(n - k)二A2sin(2 FnTs)sin2F(n-k)Ts前面一部分是僅

15、與k有關的常數。后面一部分是與n有關的高頻分量，可通過對稱系數低通濾 波器h(n)來濾除。低通濾波器h(n)的截止頻率設為12KHz,對稱系數經Matlab計算求得:h0=0.00018497,h1=0.26316，h2=0.19272，h3= 0.22079，通過該低通濾波器后得到：A2U(n)cos(2：FkTs)=2 |AicosQFqkTs),發送數據“12(4)k的選擇是設計解調器的關鍵，應使差值:d(k門852郞1；)-852下化)|-(5)A2cos(2FkTs) - cos(4二FnTs- 2二FkTs)(3)A2一cos2F0kk),發送數據“0”20圖 4.2FSK 解調算

16、法原理圖電氣信息工程學院一一測控技術與儀器 DSP 設計報告-7 -最大，以利于正確區分兩種頻率，降低判決的誤碼率。根據實際的測試得到，當k=2時，可以得到較好的區分度。經過低通濾波后的數據U(n)經過判決算法后，可以得到最終所要的解調數據丫(n)。電氣信息工程學院一一測控技術與儀器 DSP 設計報告-8 -系統12個采樣 數據表示一個碼 元，當判決算法連 續判決12個采樣數 據（一個碼元包含的采樣點）滿足預 設閾值之后，確定 一個碼元的狀態。 假設如下判決算法 中用都得變量：LPFOU書濾波器輸 出，DATA_THD幅 度判決的閾值，DEC_DATA_CURR當前采樣點判決 值，DEC_DA

17、TA_BE前一次采樣點判決 值，DEC_NUM判決 用計數器，DEC_NUM_X周期 計數器。判決算法流程圖如下圖所 示：3.3、硬件原理圖?音頻接口原理圖DEC_DATA_CURR=DEC_DATA_CURR=01V_ _ !DEC NUM+YNDEC NUM=2YNDEC DATA CURR=DECDATA BE存儲DEC DATA CURRDEC NUM=1DEC DATA BE=DEC DATA CURRDEC NUM X=0DEC NUM DONE=1返回LPFOUT濾波器輸岀DATA_THD幅度判決的閾值DEC_DATA_CURR當前采樣點判決值DEC_DATA_BE前一次采樣點判

18、決值DEC_NUM判決用計數器DEC_NUM_X周期計數器圖 5.判決算法流程圖DEC NUM X+DEC NUM X=10?DEC NUM=ODEC NUM DONE=0電氣信息工程學院一一測控技術與儀器 DSP 設計報告93.3GNDGND：4 5R4617.5K47.5KC16MACIN10K47p/50 VI C11| C120.1 uFj 0.1 uFC15LLINU3HPGNDHPVDDAVDDAGNDBVDD1920J2J62DVDDDGNDVMINXTI/M CLK2716MACIN3-GNDJ3MACINI C1 00.1 uFGND220UF|101717RLINEINLL

19、INEINLHPOUTXTOCLKOUTLHPOUTRHPOUTRHPOUTMODE-CSMODE-CSSCLKC13- 0.1 uFC1 425XTAL13.3BFSX13.3BFSX110UF1I-LIL-40 KR141.0 u/1 6VR4 7_C58R13R4 84.9 9KR4 94.9 9KGNDR5 04.9 9KR4 4R514.9 9KGNDR4 3此部分為整個系統提供音頻信號 提供三個采集接口和一個輸出接口。?電源原理圖+ 1 5VrJ5POWERC4 9C5 7LOUT1818LOUT 12LOUT 12ROUT 13MICBIASROUT 131.0 u/1 6VC5

20、6仆圖 T6.音頻接口圖ROUT1JMICBIASMICINMICINLOUTLOUTROUTROUTTLV32 0AIC23XTAL1EXTAL1SCLKSDINSDINBCLK24242323BCLKDINDINLRCIN3 BCLKX0LRCINDOUTDOUTLRCOUTLRCOUTBFSX0BFSR0BCLKX1BDX1BCLKX0BCLKX1BDX1BFSR0BFSX0-X1O 16.38MHzI C1 8 20 pFGNDC1 920 pF的采集輸入。由TLV320AIC單片機進行模擬信號采集處理,R4 1U 1 178 M 15V i nV o ut3GND|-kC4 610

21、0uF/16VGND+10 uFT ESTCAP-GCAP +G NDO SCL VV OU TICL 766 2/0D 15VTC4 3i 110 0uF/16VC4 70.1 uFU 1 0A MS11 17-1.81C4_| +1 5V|- 15 VG ND圖 7電源C4 2U fj 10 uF/1 6VU 1 2A SM 11 17-3.323.3V INV OU T電氣信息工程學院一一測控技術與儀器 DSP 設計報告-10 -此部分為系統電源結構的原理圖。為此系統提供了所需要的電源，如-15V、5V、3.3V、1.8V電源，并設置了地線。?寄存器原理圖10 5 A Av E圖 8.寄

22、存器原理圖外部存儲器，用于接收存儲數據。?DSP原理圖GFU733CCV110 1 2 3 4 5DDADDDKDADALD. DA、亠、m、201602 VL60BBBBBBBBBBC CVBUBL別o sEC71A61A51A4A31A21A11A-U1A9A8A7A6A5A4A3A2AmAOAXX X/14racc071 E wracto6 E OTO332B7 8 9 0 3 4 5 1 9 3 3 3 5 6BBBBBBBBBBBDBBBB5入41M31M21M11Ao入SVSs sE wEC GO RPBIDBXBB6 EC GODB.WDWABU 7nyaurvnaoASBBBB

23、BBBB|C |W |OB BVS SVAAA A A AAA AAAAAA A A AAA6TSOVLlaBDNO斗3 ()1書9r 2?AgD42DNOLT-n0uLbT-nwku44 7-A34 6A24 5AC3 /9Fu-ld337 8AluDNG電氣信息工程學院一一測控技術與儀器 DSP 設計報告-11 -圖 9.DSP 原理圖本系統采用TMS320VC5402PGE100 D芯片，該芯片有142個管腳。芯片的電源電壓有3.3V與1.8V兩種，其中3.3V電壓供I/O接口用，2.5V電源主要供器件的內部，包括CPU和其他所有 的外設邏輯。該系統將芯片片內部分模塊單元引出以便做外部擴

24、展。這些擴展的模塊包含串行口、 定時計數器、數據地址總線接口和通用I/O等。此芯片一是實現FIR濾波，其次是2FSK的調制與POWERHP1INTMcBSP3.31.83.3 JP1HD0HD2_cHD4山HCNIL0專V-JHD31 4HC5 ” HINT一HRDY心TNT0INT2一BDR0CBFSX0sBCLKR1 “BDR1口12345678910111213141516171819202122232425262728293031323334353637383940GND_ C40 C20 IC21C23303435U4C27C28C29C22-T0.1uF0.1un_0.1u0.1u

25、_T0.1um0.1uFI HD1HD5HD7HCNTL1HBIL-HASHPIEANNMIINT1 INT3BFSR0BCLKX0BDX0BFSR1BCLKX1BDX1BIOGNDHD0 58HD1 69HD2-81HD3P5HD4120HD5124HD6135HD7 6HCNTLG9HCNTL146HR/W 18HBIL 62HDS1 127HDS2 129HCS 17HAS 13HEADER 20X23.：D D DD V VC CD D DD V VC CDDVCDDVCC26乎0.1口于0.1u 0.1u 0.1uFR173.35.6KR203.35.6KGND_iR22R241OK

26、1R26k- Raw嚴10BCLKXI0BLCKX0 )BDX0BFSX0BFSX0BFSR0BDR0BFSR0GND U5二6GND12345678910t1112C1314HINT 51HPIEAN92HRDY 5589888786858483J.NMI 63INT0-64INT1 65INT2 66INT3 67BCLKX1BFSX1BDX141BFSRO 43BDR0 45BCLKX018BFSXO 53BDX0 59BCLKR42BFSR1 44BDR1 47BCLKX149BFSX1 54BDX1 601V2-35PFIWDIPFC-RST5廠DSP RST3637387172MR

27、VCCWDCVSSGNDMAX706TC540.1uFHD0 HD1HD2HD3HD4HD5HD6HD7HCNTL0HCNTL1HR/WHBILHDS1HDS2HCSHASHINTHPIEANHRDYTMSTCKTRSTTDITDOEMU1EMU0NMIINT0INT1INT2INT3BCLKR0BFSR0BDR0BCLKX0BFSX0BDX0BCLKR1BFSR1BDR1BCLKX1BFSX1BDX1NCNCNCNCNCNCNCNCNCNCC30C31 GND22PAL1Ti20M22P34 41 3GN6 190 11 1D0D1D2D3D4D5D6D7D8D9D1CD【0 15D11D1

28、2D13D14D1A0A1A2A3A4A5A6A7A8A9A10A11A12A13A14A15A16A17A18A19012345107108109/ DSP_A15DS-TS.R7VL202122MSlRIOSTRREADTMSCXF_HOLDA1AQ-ROLDMPMCHACKTOUTCLKOl2324R15R16祚8 :22 c昭9|CPLD PS_CPLD ISCPLD RWMSTRBIOSTRBY19 READY更竺22272829303TBIO32 GNDR25XFCLKMDCLKMDCLKMDNCNCNCNCNCNC73二80 90110126R32R33 |.410K I_10K

29、TMS320VC5402PGE100DSP RSTCPLD DSCPLD ISCPLD RWMSTRBIOSTRBC24DDVDDDVDD D DD V VD DD D DD V VD DHEADER 7X2GNDJP3GNDGNDGND991010：10：A0 153813131212121313T4145-R31 1-D2Q_CCVRoD2O_CcvRoD2O_CcvRoD2O_CcvRoD2O_CcvRoD2Q_CCV)YLNOPLZOycnj-z-ccvpTNbNGIOIOIOIOIOIOIOIOIOIOIOIOIOIOIOIOIO/TDIIO/TDOIO/TCKIO/TMSD0.7-

30、D0.761 D1%60 D258 D3-?5/D456 D5-544CPLD_JTAG_TBRAMWE73CPLD JIAG I62 CPLD JTAG15CPLD JTAG TM S1E0CIUDT N nFCGGUP?OLD NGOb NGOb NGOb NG pbNG pbNGPbNGPbNGIOIOIOIOIOIOIOIO52504948A1 5A3Y124M HZCCV?AD 與 DA 轉換原理圖P1GNDHeader 20.1uF5VC80.1GNDTVR110kC60.1uF23225VGNDp=C7 uF0.1uFCLKOEANIND1REFTD2REFTSD3D4REFBD

31、5REFBSD6AGNDD7AGNDD8DGNDVDDADGNDVDDAVDDDVDDAVDDDU11212192010181514TLC5510191722467845AD_CLKAD CLKAD CSAD CSDA_CSDA CSGNB匚SD -pupc 2K p -L coWDCQmB 氣.RR oJssV+N1BATL082GNDB7OUT-DB6OUT2DB5RFBDB4REFDB3VDDDB2GNDDB1WRDB0CSU2121615143TLC7524GND+ 15V-GND0.1uFR95K+ 15VP2Header 25V0.1uFC5DA_CSGNDU_memU mem.S

32、chA0.14D0.15DRAM_DRAM PROG_CE1 FLASH_CE二DATA_CEI EX_A15.18圖 12.頂層文件連接圖?頂層文件原理圖U_CODECU CODEC.SchU_DSPU_DSP.SchU_PowerU_Power.SchBFSX1BFSX1BCLKX1BDX1U_EPM3128ATC100.SchU_EPM3128ATC100BCLKR0BLCKX0BDX0BFSX0BDR0BFSR0U_ADC+DACU ADC+DAC.SchIOSTRIMSTRIINTOAD_CLKAD_CSDA_CSAD_D1.8：0=rnmnAD CLKINT1冃AD_CSDA CS

33、AD_D1.8DA_D0.7READY A0.15D0.7DRAM WE 1DRAM_RD -IOSTRBMSTRBINT0二INT1| READY CPLDRW CPLD ISJ CPLD PS JCPLD DS二A0_15二|D0_1551A PSD51AWEPRDDBCLKRBCLKXBDXBFSRCPLD_RCPLD_ICPLD_PCPLD DPROG_CFLASH_CDATA Cl電氣信息工程學院一一測控技術與儀器 DSP 設計報告-15 -該版面為系統硬件原理圖部分生成的頂層文件連接示意圖，從中可以反應出系統的大概構成部分。通過各個分板塊的網絡標號，將各分散部分的信號線以及各總線聯

34、系在一起，以便于進行統一的電器檢查以及生成網絡表，為后面生成PCB奠定基礎。加載網絡表后，利用手動布局， 在手動 布線的基礎上實現了該系統PCB板的完整布線。普通信號線10mil，電源線及地線為15mil。四、系統實現4.1、硬件部分利于protel軟件，畫出各部分硬件電路圖。生成頂層文件，畫出PCB，并實現手動布線，如前面各圖所示。4.2、軟件部分421、2FSK 調制程序?本文2FSK調制采用查表法，使用Q15定點數格式在0,2n上以2n/N的相位間隔固化N點 正弦值，N=12x = 0:2*pi/12:2*pi;y = 32768*s in(x)結果如圖：Caliuniks 1 tkro

35、ugji S01.63B42.33733.276B2 B3731.63S40.0000 -1.6364 2 8378ColumriE 10 tkrciugh 13-3.2706 -2.B378 -.5334 -0.0000調制主程序如下:*c54init.asm* | 157 | 6|5 |4 | 3|2 | 1 | 0 |*.mmregs* | IPTR | MP/MC | OVLY | AVIS | DROM |.include c54.incCLKOFF | SMUL|SST |.def c54init*.sect progsys*|0020 1111 1 | 0 | 1 | 0 | 0

36、 |c54init:0 1 0 1 0 1*SWWSR :SoftWare Wait-State Register Address 0028h*電氣信息工程學院一一測控技術與儀器 DSP 設計報告-16 -* |15| 1412 | 119 | 86 | 53 | 20 |* 0011 11111 1 1 0 01 0 0STM #0 x2fe4,PMST;0010 1111 1110 0100*將中斷向量表映射到2f80* | XPA | I/O | Data | Data |*MP/MC=0 芯片工作在微計算機方式，可以尋址片內程序存儲器Program | Program |*IFR or

37、 IMR電氣信息工程學院一一測控技術與儀器 DSP 設計報告-17 -*_* |15 14 | 13 | 12| 11 | 10 | 9 | 8| 7 | 6 |5 I 4 | 3 | 2 | 1 | 0 |* |RES|DMAC5|DMAC4|BXINT1|BRINT1|HPINT|INT 3| TINT1|DMAC0|BXINT0|BRINT0|TINT0|INT2|INT1|INT0|* | I | I | I |DMAC3 I |DMAC2 | |DMAC1|* 00 0 0 0 0 0 0 0 00 0 0 0 0 0STM #0 xFFFF,IFR*清除掛起的中斷STM #0 x0

38、000,IMR;關閉所有中斷*打開定時器 0 的中斷。*CLKMD*_*|1512 | 11 |103|2|1I 0 I*_* | PLLMUL | PLLDIV | PLLCOUNT | PLLON/OFF | PLLNDIV| PLLSTATUS |* -STM #0,CLKMDclkcon:LDM CLKMD,AAND #0 x01,ABC clkcon,ANEQSTM #0 x43ff,CLKMD;0100 0011 1111 1111*利用軟件對 CLKMDt行加載（參考教材：P250）*PLL=4 MUL=5 100Mh z; PLL=3 MUL=4 80Mhz*TCRSTM #0

39、 x7208,SWWSR;0 111 001 000 001 000*1/0 空間為 7 個等待周期*數據空間 8000h-FFFFh 為 1 個等待周期*數據空間 0000h-7FFFh 為 0 個等待周期*程序空間 8000h-FFFFh 為 1 個等待周期*程序空間 0000h-7FFFh 為 0 個等待周期*SWCR :Software Wait-State Conctrol Register Address002Bh*_* | 0 |* -* | SWSM |* -STM #0,SWCR*等待周期不變*（ STM #1,SWCR 等待周期加倍）*BSCR :Programabel b

40、ank-switching wait states Address0029h* -* | 1512 |11| 103|2 |1 | 0 |* -* | BNKCMP | PS- DS | Reserved | HBH |BH | EXIO |* -STM #0 xF800,BSCR;1111 1000 0000 0000*允許修改 PMS 沖的值*在連續的讀程序或數據空間時插入1 個額外的等待周期*外部存儲器的空白區間為4k*ST0* I15 13 I12 I11I 10 I 9 I80 I* IDPARPII TCI CI OVA I OVB* I 1512 I 114 I 30 I*I 1

41、0I 9 6 I 5 I* I Revd I softI free I PSC I TRBTSS I TDDR I*STM #0,ST0*數據頁指針指向 0*ST1* -* | 15 | 14 | 13 | 12 | 11 |10 | 9 | 8 | 7 | 6 I 5 |4 0 |* -* |BRAF| CPL | XF | HM | INTM | 0 | OVM | SXM | C16 | FRCT|CMPT| ASM |*_STM #0 x2b00,ST1;0010 1011 0000 0000*INTM=1 將全局中斷禁止*SXM=1 數據進入 ALU 之前進行符號位擴展*OVM=1

42、益處控制位（參考 ST1 資料）*PMSTSTM #0 x0010,TCR1;timer1 stopSTM #0 x0010,TCR;TSS=1 Timer stopSTM #1000,TIMSTM #1000,PRDSTM #1000,TIM1STM #1000,PRD1* 定時中斷周期=CLKOUT*（TDDR+1）*（PRD+1）RSBX INTMSTM #0 x0088,IMR*將全局中斷使能NOPNOPRET電氣信息工程學院一一測控技術與儀器 DSP 設計報告-18 -.end*TINT:B TINT0 ISR:Timer0 中斷*Vectors.asmNOP*NOP.in elud

43、e c54.i ncrin t0: RETE.sect .vectorsNOP.ref _c_i ntOO; main progromNOP.ref TINT0_ISRNOP;.ref timerO ,hpisys,usb_readxin t0: RETE.alig n 0 x80 . .must bealig ned on page boun daryNOPNICDRESET:; reset vectorNOPBc intOO:branch tomai nNOPprogrom-DMAC0: RETENOPNOPNOPNOPi7flerrupRETEd return from:oHeibleN

44、OPNOPDMAC1: RETE:tin t1NOPNOPNOP :NMINOP:software in terruptsNOPsin t17 .space 4*16in t3: RETEsin t18 .space 4*16NOPsin t19 .space 4*16NOPsin t20 .space 4*16NOPsin t21 .space 4*16HPINT: RETENICOsin t22 .space 4*16NOPsin t23 .space 4*16NOPsin t24 .space 4*16NOPsin t25 .space 4*16DMAC2: RETENICD:rint1

45、si nt26 .space 4*16NOPsin t27 .space 4*16NOPh ICCsin t28 .space 4*16NOPsin t29 .space 4*16 sint30 .space 4*16NOP xint1:RETEin t0: RETENOPNOPNOPNOPNOPNOPDMAC4: RETEin t1: RETENOPNOPNOPNOPNOPNOPDMAC5: RETEin t2: RETENOPNOPNOPNOPNOPNOP.end*/*4k word*/* FSK_MOD.CMD *SECTIONS*MEMORY progsys: load=PROGPAG

46、E 0.vectors: load =VECTPAGE 0PAGE 0: PROG:origin = 0 x2000, len =.data : load = DRAMPAGE 1 alig n 160 x0f80/*8k-128 word/.bss : load =DRAMPAGE 1VECT:origin= 0 x2f80, len= 0 x80/*128word*/PAGE 1: DRAM: origin = 0 x3000, le n =0 xf80電氣信息工程學院一一測控技術與儀器 DSP 設計報告-19 -422、2FSK 解調程序本文采用的是實時性較高的2FSK信號差分檢波解調算

47、法，是已調信號和它的：/2的延時信號 相乘，然后經過低通濾波，根據濾波結果的符號判斷發送信號的值，從而實現信號的解調。算法原 理圖可如前所述，信號放大之后，經k個單位時間的延時，再與原信號相乘，經過LPF判決結果。? FIR濾波器在數字信號處理中， 濾波占有極其重要的地位。 數字濾波是語音和圖像處理、模式識別、譜分 析等應用中的一個基本的處理算法。與模擬濾波相比，數字濾 波具有很多突出的優點，例如它可以滿足濾波器對幅度和相位 特性的嚴格要求，可以避免模擬濾波器所無法克服的電壓漂移、 溫度漂移和噪聲等問題。用DSP芯片實現數字濾波除了具有穩 定性好、精確度高、不受環境影響等優點外，還具有靈活性好

48、 的特點。在延時相乘之后的濾波器設計，用可編程DSP芯片實 現數字濾波可通過修改濾波器的參數十分方便地改變濾波器的 特性。在延時相乘之后的濾波器設計，用可編程DSP芯片實現數 字濾器，其流程可如右圖所示：本文采用系數對稱用循環緩沖區和雙操作數尋址方法實現FIR濾波器設計，參數：濾波器階數為8,截止頻率為0.8。 利用Matlab軟件中的freqz指令可以觀察到濾波器的特性，為便于說明， 下圖提供了一個截止頻率0.8，階數為90的低通濾波器頻率特性圖。圖 15.FIR 濾波器軟件流程圖電氣信息工程學院一一測控技術與儀器 DSP 設計報告-20 -圖 16.低通濾波器的頻率特性本實驗所設計濾波器經

49、由Matlab計算出系數，如下:1 0e+004 *0 01370.0006-0 6351.8941-800-2000-40000.10.20.30.40.50.60.7Normalized Frequency (-rad/sample)0.80.91o o o o O4 2 2 4 6-80000-T -60000.1 0.20.30.40.50.60.70.8Normalized Frequency (-rad/sample)0.91f = 0 0.8 0.8 1; m= 1 1 0 0;b = fir2(7,f,m);b = b*32768;freqz(b,512,1000)1. S94

50、1-0.26350 0CO5 0.0137電氣信息工程學院一一測控技術與儀器 DSP 設計報告-21 -*my_fir.asm *.titlemy_fir.asm.mmregs.def_c_int00.bss y,1;yxn .usect xn ,8;xnh .usecth,8;h;PA0 .set0002H;數據輸出端口;PA1 .set0008H;數據輸入端口.bss in data,1.bss outdata,1.bss Dis_buff,1.datatable:.word 137,6,-2635,18941,18941,-2635,6,137_c_int00:SSBX FRCT;小數乘

51、法STM #xn ,AR1STM #xn+7,AR3;AR3-x( n-7)STM #h+7,AR4;AR4-h( n-7)STM #8,BK;循環緩沖區大小 8STM #-1,AR0;指針調整值-1;LD #xn,DP;DP 指向 xn 所在頁;PORTR PA1,xn;輸入數據LD#y,DP;DP 指向 y 所在頁FIR:NOPMVKDin data,*AR3+0%RPTZ A,#7MAC *AR3+0%,*AR4+0%,A ;A=(AR3)*(AR4)+A,AR3=AR3+AR0,AR4=AR4+AR0;STH A,outdata;MVDP *(outdata), Dis_buffNOP

52、-STH A,y;保存計算結果NOP;PORTW y,PA0;輸出結果圖 17.濾波器系數?濾波器程序如下：電氣信息工程學院一一測控技術與儀器 DSP 設計報告-22 -RPT #7B FIR;延時跳轉ST#0,*AR1+;把 x(n)-x(n-7)賦始值 0;PORTR PA1,*AR3+0%;新數據覆蓋了最舊的數STM #h,AR1據RPT #7.endMVPD #table,*AR1+;把參數表復制到數據存儲區*PAGE 1:*my_fir.cmd *SPRAM: org=1000H,le n=1000H*DARAM: org=2000H,le n=2000H vectors.obj/*

53、由于在源程 TWLO 序中使用了 BK 寄存器，所以必my_fir.obj須使用align 命令*/-o my_fir.outSECTIONS-m my_fir.map .text:EPROM PAGE 0-estart.data: EPROM PAGE 0MEMORY.bss : SPRAMPAGE 1 PAGE 0:xn : align(128) DARAM PAGE 1EPROM: org=0090H,le n=0F70Hh : alig n(128) DARAM PAGE 1VECS:org=0080H,le n=0010H.vectors: VECSPAGE 0*vectors.as

54、m*.title vectors.asm.refc in t00.sect .vectorsB c int00.end?濾波器仿真波形如下圖所示:?濾波器輸入數據如下：圖 18.濾波器仿真5 0005 000SOQO5 00C S60O50005 000SOSO5 00050005000頂05 8005 0001 0005000500050005 0005000soou50005000soeo6 00 0 Q0 6DOC0 9C 0 00 00 0 0o e10 0 60 Q0 0 00 0Q 0 00 0oco5 00050005 0胭saoo50805 0ue500U6 00 0 0o e

55、0 0 0輸入數據經濾波器處理后為方波信號，如下:輸入數據經濾波器處理后為方波信號，如下:5UUU,333316670-1S67-(149, 0TimeUnAuto Sob01?.&35.352.970.600210S12414115917194212229247 2瞞202299-3333電氣信息工程學院一一測控技術與儀器 DSP 設計報告-23 -此濾波器參數：八階 FIR 低通濾波器，截止頻率0.8，采用的循環緩沖區法設計，經CCS 仿真后得方波信號? 2FSK解調主程序2FSK延時相乘非相干解調測試程序，相關參數如下:?Fc=24kH z,F0=16K Hz, F1=32K Hz, F

56、s=192Khz?八階系數對稱的FIR濾波器N=8,h( n)=h(N-1-n)y(n )=h0*x (n )+x( n-7)+h1*x( n-1)+x( n-6)+h2*x( n-2)+x( n-5)+h3*x( n-3)+x( n-4)?程序如下：*BANZ XXX,*AR3-*FSK_DEM.ASM*STM Y_OUT,AR1.titleFSK_DEM. asm*.mmregsSTM #x_n ew,AR2;AR2 指向新緩沖區第 1 個單元.def _c_in t00STM #x_old+(size-1),AR3;AR3指向老緩沖區最后1DataNum .set 196個單元DATA_

57、THD .set 4000H;幅度判決的閾值STM #size,BK;設置循環緩沖區長度BK =sizeDEC_PASS_NUM .set 2;STM #-1,AR0;循環控制增量 AR0=-1DEC_BYPASS_NUM .set 12-DEC_PASS_NUM;*.bss y,1STM #in putdata,AR5.bss x_disp,1STM #(i nputdata+6),AR4;調制后數據首地址延時.bss Z_disp,1Pi/2.bss LPFOUT,1 ;濾波器輸出*.bss DEC_DATA_CURR,1 當前采樣點判決STOR: STM #filterdata,AR6值

58、*.bss DEC_DATA_BE,1 ;前一次采樣點判決STM #in putdata,AR5值;MVDD *AR5+,*AR2.bss DEC_NUM,1 ;判決用計數器STM #(DataNum-1),BRC.bss DEC_NUM_X,1 ;周期計數器RPTB HHend-1.bss DEC_DONE,1;FIR:x_n ew .usectDATA1,4*x_old .usectDATA2,4MPY *AR5+,*AR4+,A;調制后的數據與移位后的數據相Y_OUT .usect DATA3,32;給轉換結果開辟了一個乘存儲區，STH A,*AR2實際做的時候需要進行串MVDK *AR

59、2,x_disp;在此加斷點通過圖形窗口可以轉并觀察延時相乘后的數據波形;outputdata .usectDATA3,DataNum*filterdata.usect filter_vars,DataNumADD *AR2+0%,*AR3+0%,A;AH=x( n) + x ( n-7)(第size .set 4一次).dataRPTZ B,#(size-1);B=0,下條指令執行 size 次in putdata:FIRS *AR2+0%,*AR3+0%,COEF;B+=AH*h0,AH=( n-1)*+x ( n-6 );噪音STH B,*AR6+;保存結果到 y*電氣信息工程學院一一測

60、控技術與儀器 DSP 設計報告-24 -.WORDMVDK *AR6,x disp電氣信息工程學院一一測控技術與儀器 DSP 設計報告-25 -18295,-6420,19759,-29306,6924,-10388,12834,1MVDK *AR6,x_disp;在此加斷點通過圖形窗口可以2498觀察延時相乘及濾波后的數據波形；需要在上面加端點.WORD*-7547,0,-18295,6420,6084,10388,0,-8530*在此開始對 LPF 輸出數據進行判決.WORD*-12834,6420,622,18918,-7547,-6420,-6084,-10388LD DEC_DONE