基于dsp系统的数字滤波器嵌入式设计学士学位论文.doc
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1、DSP嵌入式通信系统课程设计报告题 目: 基于DSP系统的数字滤波器嵌入式设计 专 业: 通信工程 班 级: 通信XXX 2011年 12 月 31 日24DSP嵌入式通信系统课程设计任务书一、课程设计的目的DSP嵌入式通信系统课程设计是专业实践环节之一,是学习完DSP技术与应用和嵌入式系统课程后进行的一次全面的综合练习。其目的让学生掌握通信系统的基本技术,提高学生的综合应用能力。二、课程设计任务 课程设计一、基于DSP系统数字滤波器嵌入式设计课程设计二、基于DSP系统快速傅里叶变换嵌入式设计课程设计三、基于DSP系统语音编码系统嵌入式设计课程设计四、基于DSP系统A/D与D/A与DSP的接口
2、嵌入式设计课程设计五、基于DSP系统计时器系统的嵌入式设计共5个课题选择,学生任选一个课题为自己的课程设计题目,独立完成;具体内容按方向分别进行,不能有雷同;任务包括原理介绍、系统仿真、波形分析等;要求按学校统一的课程设计规范撰写一份设计说明书。三、课程设计时间课程设计总时间2周(10个工作日)四、课程设计说明书撰写规范1、在完成任务书中所要求的课程设计作品和成果外,要撰写课程设计说明书1份 (不少于20000字)。课程设计说明书须每人一份,独立完成。2、设计说明书应包括封面、任务书、目录、摘要、正文、参考文献(资料)等内容,以及附图或附件等材料。正文包括硬件设计的原理框图和原理图、软件设计的
3、程序流程图和具体程序以及实现算法,系统设计应该解决的关键问题、结束语或总结等。3、题目字体用小三,黑体,正文字体用五号字,宋体,小标题用四号及小四,宋体,并用A4纸打印。目录摘要.I前沿.11、嵌入式实时操作系统 C/OS-简介.12、DSP系统简介.2第一章、硬件设计.31、 设计思路和原理框图.32、采用的芯片功能介绍.63、原理图.7第二章、软件设计.111、 设计思路.112、 程序的流程图.123、具体程序.13第三章、系统设计应解决的关键问题.21第四章、设计心得.23参考文献.24摘 要 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DSP和
4、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。在过去的二十多年时间里,数字信号处理已经在通信等领域得到极为广泛的应用。DSP由于其本身具有并行的硬件乘法器、流水结构以及快速的片内存储器等资源,其技术已广 泛地应用于噪声及振动的各个领域.本文简单介绍了基于DSP的数字滤波器嵌入式设计。文本简单分析了数字滤波器的基本原理,详细讨论了如何利用MATLAB、ADS、CCS等系统工具来实现FIR数字滤波器的仿真。并且通过对数字滤波器的工作原理和数字滤波器的程序设计流程图,确定了编写思路,写出了源代码,利用学习工具多源代码进行编译、仿真。本文对TMS320C54x芯片作了一系列简单的描述。
5、 本文前沿部分介绍了嵌入式实时操作系统 C/OS- II和DSP系统;正文第一部分是硬件设计,介绍了课程设计的硬件设计思路和原理框图,以及介绍采采用的芯片以及硬件原理图等;第二部分是软件设计,里面包含了设计思路、程序的流程图和具体程序等;第三部分分析了系统设计应解决的关键问题 ;最后就是设计新的和参考文献。 关键词:FTR数字滤波器;DSP; TMS320C54x;MATLAB;嵌入式ABSTRACT DSP is a involves many subjects and widely used in many areas of new discipline. Since the 1960 s
6、, along with DSP and the rapid development of information technology, digital signal processing technology and the development of the rapid arises at the historic moment. In the past twenty years, digital signal processing has been in communication and other areas to be extremely extensive applicati
7、on. DSP because its itself has parallel hardware on time-multiplier, running water structure and fast in memory of resources, the technology has been widely applied in the noise and vibration in various fields. This paper briefly introduced the digital filter based on DSP embedded design. Text simpl
8、e analysis digital basic principle of the filter, detailed discusses how to use MATLAB, ADS, CCS system tool to achieve the FIR digital filters simulation. And through the work principle of digital filter and digital filter program design flow chart, determined the writing ideas, wrote the source co
9、de, and the use of learning tools more compile the source code, and the simulation. In this paper, the TMS320C54x chip of simple description. This paper introduces the front part of the embedded real-time operating system C/OS-II and DSP system; The first part of the text is hardware design, this pa
10、per introduces the hardware design of the curriculum design of idea and principle block diagram, and introduces the hardware and the chip in principle chart, etc.; The second part is the software design, contains the design idea, the program flow chart and specific procedures; The third part of the
11、analysis of the system design of the key problems that should be solved; The last is to design new and references. Keywords: FTR digital filter; DSP; TMS320C54x; MATLAB; embedded。基于DSP系统的数字滤波器嵌入式设计前言1、 嵌入式实时操作系统 C/OS-简介 C/OS-是一个源码开放的嵌入式实时操作系统的内核。c/osii是著名的、源码公开的实时内核,是专为嵌入式应用设计的,可用于各类8位、16位和32位单片机或ds
12、p。从c/os算起0,该内核已有10余年应用史,在诸多领域得到了广泛应用。 C/OS-II的前射是C/OS,最早出自于1992年美国嵌入式系统专家Jean J.Labrosse在嵌入式系统编程杂志的5月和6月刊上刊登的文章连载,并把C/OS的源码发布在该杂志的BBS上。当时就有500多人下载了这份源码。世界上数以千计的工程技术人员将C/OS应用到了各个领域,如照相机业、发动机控制、网络接入设备、高速公路电话系统、ATM机和工业机器人等。许多大学用C/OS作教材,用于实时系统教学。1998年,作者决定出版C/OS的第二本书C/OS-II The Real Time Kernel,并设立了正式的网
13、站:www. C/OS-II.com,给C/OS-II增加了一些新的功能,并且增加了约200页的解释。C/OS和C/OS-II是专门为计算机的嵌入式应用设计的,绝大部分代码是用C语言编写的。CPU硬件相关部分是用汇编语言编写的、总量约200行的汇编语言部分被压缩到最低限度,为的是便于移植到任何一种其它的CPU上。许多移植的范例可以从网站上得到。用户只要有标准的ANSI的C交叉编译器,有汇编器、连接器等软件工具,就可以将C/OS嵌入到开发的产品中。C/OS具有执行效率高、占用空间小、实时性能优良和可扩展性能等特点,最小内核可编译至2KB。C/OS-II已经移植到了几乎所有知名的CPU上。C/OS
14、只支持固定优先级抢占式,不支持时间片轮转调度,调度方法简单、实时性好,用法也简单;eCOS调度方法丰富,适应性好。当然,目前的eCOS只允许在其目标系统中使用一个单独的调度器,未来的版本将可以允许多个调度器协同工作。嵌入式系统的出现至今已经有30多年的历史。纵观嵌入式技术的发展过程,大致经历了四个阶段。(1)无操作系统的嵌入式算法阶段(2)简单监控式的实时操作系统阶段(3)通用的嵌入式实时操作系统阶段(4)以Internet为标志的嵌入式系统嵌入式系统依托微电子技术、操作系统等相关技术的快速发展,目前已经渗透到日常生活。工业生产、通信、交通运输工具等众多领域,极大地推进了信息社会的构建和发展。
15、嵌入式系统技术涵盖了计算机、电子与通信、自动控制等众多领域。作为一个完整的计算机系统嵌入式系统宝货微处理器、存储器、外围电路等硬件结构,以及操作系统、应用程序等软件系统。嵌入式系统是一种专用的计算机系统,作为装置或设备的一部分。通常,嵌入式系统是一个控制程序存储在ROM中的嵌入式处理器控制板。事实上,所有带有数字接口的设备,如手表、微波炉、录像机、汽车等,都使用嵌入式系统,有些嵌入式系统还包含操作系统,但大多数嵌入式系统都是是由单个程序实现整个控制逻辑。一个嵌入式系统装置一般都由嵌入式计算机系统和执行装置组成,嵌入式计算机系统是整个嵌入式系统的核心,由硬件层、中间层、系统软件层和应用软件层组成
16、。执行装置也称为被控对象,它可以接受嵌入式计算机系统发出的控制命令,执行所规定的操作或任务。执行装置可以很简单,如手机上的一个微小型的电机,当手机处于震动接收状态时打开;也可以很复杂,如SONY 智能机器狗,上面集成了多个微小型控制电机和多种传感器,从而可以执行各种复杂的动作和感受各种状态信息。2、DSP系统简介 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
17、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,数字信号处理已经在通信等领域得到极为广泛的应用。德州仪器、Freescale等半导体厂商在这一领域拥有很强的实力。数字信号处理器(DSP)作为一种可编程专用芯片,是数字信号处理理论实用化过程的重要技术工具,在语音处理、图像处理等技术领域得到了广泛的应用。但对于算法设计人员来讲,利用汇编语言或C 语言进行DSP 功能开发,具有周期长、效率低的缺点,不利于算法验证和产品的快速开发。由MathWorks 公司和TI 公司联合开发的DSPMATLAB Link for CCS Development Tools(简称CCSLink)是M
18、ATLAB6.5 版本(Release13)中增加的一个全新的工具箱,它提供了MATLAB、CCS 和DSP 目标板的接口,利用此工具可以像操作MATLAB变量一样来操作DSP 器件的存储器和寄存器,使开发人员在MATLAB 环境下完成对DSP 的操作,从而极大地提高DSP 应用系统的开发进程。MATLAB 具有强大的分析、计算和可视化功能,利用MATLAB 提供的数十个专业工具箱,可以方便、灵活地实现对自动控制、信号处理、通信系统等的算法分析和仿真,是算法设计人员和工程技术人员必不可少的软件工具。 数字信号处理系统是以数字信号处理为基础,因此具有数字处理的全部特点:(1)接口方便。DSP系统
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