數(shù)字信號(hào)處理實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)


一、主要特點(diǎn):

所有接口外設(shè)與CPLD連接管理,可以開設(shè)DSP的所有實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn),核心板可兼容2812、5416、5509等。整個(gè)系統(tǒng)接口豐富,提供足夠的訓(xùn)練例程,產(chǎn)品設(shè)計(jì)應(yīng)有應(yīng)用型實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目,如基于PWM控制的直流電機(jī)控制實(shí)驗(yàn),以太網(wǎng)接口應(yīng)用實(shí)驗(yàn),步進(jìn)電機(jī)控制應(yīng)用實(shí)驗(yàn)、音頻處理應(yīng)用實(shí)驗(yàn)等。

二、實(shí)驗(yàn)箱硬件要求:

1、系統(tǒng)要能完成DSP相關(guān)教學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì),核心板既可以配合實(shí)驗(yàn)箱使用,也可以做為開發(fā)板獨(dú)立使用;系統(tǒng)主板采用模塊化設(shè)計(jì),結(jié)構(gòu)緊密,布局合理,包括DSP、CPLD等多種技術(shù),并且芯片和核心片可以撥插,留有I/O口和下載口方便二次開發(fā),不僅用于教學(xué)還可以用于畢業(yè)設(shè)計(jì)和電子設(shè)計(jì)大賽等項(xiàng)目。

2、要求實(shí)驗(yàn)箱標(biāo)配為C50005416核心板。

3、系統(tǒng)設(shè)計(jì)與現(xiàn)實(shí)接近的實(shí)用性,趣味性實(shí)驗(yàn),比如說USB下載,MP3解碼播放器,實(shí)時(shí)FFT算法等。每個(gè)模塊應(yīng)留有對(duì)應(yīng)的測試點(diǎn),并有明確的標(biāo)識(shí),方便學(xué)生測量信號(hào)。

4、系統(tǒng)設(shè)計(jì)有交通燈模塊,8位數(shù)碼管模塊, 128*64液晶顯示模塊,4*4鍵盤模塊等常規(guī)模塊。

5、系統(tǒng)設(shè)計(jì)有產(chǎn)生方波、三角波、正弦波的函數(shù)信號(hào)發(fā)生器,并且其幅度、頻率可以手動(dòng)調(diào)節(jié),方便學(xué)生進(jìn)行典型算法時(shí)可以進(jìn)行實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的算法數(shù)值比較。

6、為開設(shè)實(shí)驗(yàn)方便,要求具有豐富的示波器測試點(diǎn)及音頻信號(hào)源模塊和語音供方模塊,便于管理,設(shè)備不用外配麥克和耳機(jī),要求實(shí)驗(yàn)箱內(nèi)置。

7、系統(tǒng)應(yīng)采用模塊化設(shè)計(jì),各模塊有獨(dú)立的信號(hào)測試點(diǎn),學(xué)生可清楚直觀的分析各模塊的工作原理,并且其數(shù)據(jù)、控制總線均應(yīng)引出,以方便學(xué)生作畢業(yè)及課程設(shè)計(jì)之用。

8、系統(tǒng)應(yīng)設(shè)計(jì)有A/D、D/A轉(zhuǎn)換模塊, 精度為16位,最高抽樣率為22k,可以進(jìn)行FIR濾波器實(shí)時(shí)處理實(shí)驗(yàn)和實(shí)際信號(hào)的FFT實(shí)時(shí)實(shí)驗(yàn)。

9、系統(tǒng)還應(yīng)設(shè)計(jì)有高精度音頻A/D、D/A模塊,最好采用芯片為16位雙聲道,自帶濾波器,數(shù)字可編程的專用音頻AD/DA芯片,抽樣率為090k,精度最高可達(dá)32位,可做專業(yè)音頻(如MP3)的AD/DA實(shí)驗(yàn)等。把DSP芯片與A/D、D/A結(jié)合起來可以進(jìn)行各種語音處理實(shí)驗(yàn)(包括MP3實(shí)驗(yàn))

10、系統(tǒng)應(yīng)設(shè)計(jì)有USB模塊,采用支持OTGUSB芯片,利用USB模塊可做USB協(xié)議的編程實(shí)驗(yàn)(如主從實(shí)驗(yàn)、OTG實(shí)驗(yàn)),還可以利用USB模塊與PC機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)交換實(shí)驗(yàn)(如MP3下載,并可以解碼播放音樂)。

11、系統(tǒng)應(yīng)設(shè)計(jì)有TCP/IP接口模塊,能完成以太網(wǎng)通信實(shí)驗(yàn),可以實(shí)現(xiàn)WEB SERVER功能。

12、HPI-PC通信接口模塊:可以實(shí)現(xiàn)DSPPC機(jī)之間傳輸數(shù)據(jù),完成HPI bootloader,虛擬示波器,虛擬頻譜儀的實(shí)驗(yàn);

13、總線擴(kuò)展接口模塊:用戶可以通過總線擴(kuò)展接口連接自己開發(fā)的專用目標(biāo)板,以達(dá)到擴(kuò)展實(shí)驗(yàn)和開發(fā)使用;

二、核心板技術(shù)參數(shù)

1、核心板

15416核心板:(標(biāo)配)

開發(fā)板可獨(dú)立做為開發(fā)板使用,集成外存儲(chǔ)單元,單+5V供電即可,標(biāo)準(zhǔn)JTAG下載口、時(shí)鐘電路、復(fù)位電路,設(shè)計(jì)有復(fù)位電路。并可按用戶要求可以擴(kuò)展,該模塊采用DSP的最小系統(tǒng)設(shè)計(jì),總線全部向用戶開放。

電源:     輸入    5V直流

           輸出    +5V、+3.3V、+2.5V

核心芯片: TMS320C5416

SRAM   64K×16bits

FLASH  512K×16bits

2、主板

1)、電源: 輸入    220V交流;  輸出    ±5V   ±12V

2)、CPLDXilinx公司9572

3)、兩路低頻信號(hào)源:

信號(hào)種類:正弦波、三角波、方波

頻率范圍:0Hz1.7KHz

幅度范圍:0-6V

4)、高精度音頻A/DD/A

聲道:16位雙聲道

抽樣率:090k

精度:32

5)、普通語音A/D、D/A轉(zhuǎn)換:

聲道:單聲道

抽樣率:022K

精度:16

6)、主板提供的接口:

一個(gè)串行接口

一個(gè)并行接口:完成虛擬儀器實(shí)驗(yàn)

一個(gè)Ethernet10M/100M高速接口

三個(gè)USB接口(支持USB2.0

六個(gè)音頻接口(立體聲雙通道輸入/輸出)

多個(gè)擴(kuò)展接口

7)、主板提供的其它模塊:

1個(gè)4X4鍵盤陣列模塊

8個(gè)七段碼管顯示模塊

6個(gè)LED燈顯示模塊

一個(gè)128*64液晶顯示模塊

高精度音頻A/D、D/A模塊

普通語音A/D、D/A轉(zhuǎn)換模塊

雙聲道音頻功放模塊

8)電機(jī)模塊

1個(gè)PWM可控直流電機(jī)(帶驅(qū)動(dòng)電路、霍爾傳感器測速)

1個(gè)步進(jìn)電機(jī)控制模塊(帶驅(qū)動(dòng)電路)

三、主要實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目要包含:

DSP基礎(chǔ)硬件實(shí)驗(yàn)類:

1、循環(huán)操作實(shí)驗(yàn)

2、雙操作數(shù)乘法實(shí)驗(yàn)

3、并行運(yùn)算實(shí)驗(yàn)

4、小數(shù)運(yùn)算實(shí)驗(yàn)

5、長字運(yùn)算實(shí)驗(yàn)

6、浮點(diǎn)運(yùn)算實(shí)驗(yàn)

數(shù)字信號(hào)處理算法實(shí)驗(yàn)類:

7、相關(guān)(Correlation)算法實(shí)驗(yàn)

8、卷積(Convolve)算法實(shí)驗(yàn)

9、快速傅立葉變換(FFT)算法實(shí)驗(yàn)

10、有限沖擊響應(yīng)濾波器(FIR)算法實(shí)驗(yàn)

11、無限沖擊響應(yīng)濾波器(IIR)算法實(shí)驗(yàn)

12、自適應(yīng)濾波器實(shí)驗(yàn)

13、離散余弦變換(DCT)算法實(shí)驗(yàn)

接口及控制實(shí)驗(yàn)類:

14LED顯示模塊:數(shù)碼管控制實(shí)驗(yàn)

15、液晶顯示模塊:液晶圖形文字顯示及圖像處理初步應(yīng)用實(shí)驗(yàn)

16、鍵盤輸入模塊:鍵盤輸入實(shí)驗(yàn)

17、UART接口模塊:UART接口控制實(shí)驗(yàn)

18、以太網(wǎng)接口模塊:TCP/IP協(xié)議實(shí)驗(yàn)

19AD/DA模塊:普通語音A/DD/A轉(zhuǎn)換實(shí)驗(yàn)

20、音頻AD/DA模塊:高精度語音A/DD/A轉(zhuǎn)換實(shí)驗(yàn)

21、音頻AD/DA模塊:數(shù)字錄音機(jī)實(shí)驗(yàn)

22、音頻AD/DA模塊:FIR濾波器實(shí)時(shí)處理實(shí)驗(yàn)

23、音頻AD/DA模塊:MP3解碼實(shí)驗(yàn)

24、信號(hào)發(fā)生模塊:函數(shù)信號(hào)的FFT實(shí)驗(yàn)

25USB模塊:Host實(shí)驗(yàn)(主模式)

26、USB模塊:Device(從模式)

27、USB模塊:OTG實(shí)驗(yàn)(兩個(gè)實(shí)驗(yàn)箱互連)

28、步進(jìn)電機(jī)控制實(shí)驗(yàn)

29、直流電機(jī)控制實(shí)驗(yàn)

圖像處理算法實(shí)驗(yàn)類:

1  圖像旋轉(zhuǎn);2、圖像灰度變換;3、圖像閥值變換;4、圖像均衡;5、中值濾波;6、圖像銳化;7、圖像平滑;8、圖像邊緣檢測