基于DSP的正弦信號發(fā)生器設(shè)計

李奇英?彭森

摘 要：本文以TMS320C5402芯片為核心，目的在于設(shè)計出一個可以輸出幅度可調(diào)、頻率可調(diào)的正弦信號發(fā)生器。該信號發(fā)生器的正弦信號幅值、電壓和頻率均可通過DSP內(nèi)的程序來控制，而且使用方便，并在CCS集成開發(fā)環(huán)境下運行，通過CCS提供的圖形顯示窗口觀察輸出的正弦信號波形和頻譜圖。

關(guān)鍵詞：正弦信號發(fā)生器；TMS320VC5402；CCS

1.引言

信號發(fā)生器又稱信號源或振蕩器，在生產(chǎn)實踐和科技領(lǐng)域都有著廣泛的應(yīng)用。在這些信號發(fā)生器中，又以低頻正弦信號發(fā)生器最為常用。目前，常用的信號發(fā)生器絕大部分是由模擬電路構(gòu)成的，這種模擬信號發(fā)生器用于低頻信號輸出各種三角函數(shù)波形曲線。函數(shù)信號發(fā)生器的頻率范圍可從幾個微赫到幾十兆赫，在電路實驗和設(shè)備檢測中都有十分廣泛的用途。除供通信、儀表和自動控制系統(tǒng)測試用外，還廣泛用于其他非電測量領(lǐng)域。由于常用的信號發(fā)生器絕大部分是由模擬電路構(gòu)成的，所有這些都要求信號發(fā)生器輸出信號的參數(shù)如頻率、波形、輸出電壓或功率等，能夠在一定范圍內(nèi)進行更加精確的調(diào)整，并擁有更好的穩(wěn)定性及輸出指示 。當(dāng)這種模擬信號發(fā)生器用于低頻信號輸出往往需要的RC值很大，這樣不但參數(shù)準(zhǔn)確度難以保證，而且體積大和功耗都很大，而由數(shù)字電路構(gòu)成的低頻信號發(fā)生器，雖然其低頻性能好但體積較大，價格較貴。數(shù)字信號處理是以眾多學(xué)科為理論基礎(chǔ)的，它所涉及的范圍極其廣泛。例如，在數(shù)學(xué)領(lǐng)域，微積分、概率統(tǒng)計、隨機過程、數(shù)值分析等都是數(shù)字信號處理的基本工具，與網(wǎng)絡(luò)理論、信號與系統(tǒng)、控制論、通信理論、故障診斷等也密切相關(guān)。近來新興的一些學(xué)科，如人工智能、模式識別、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等，都與數(shù)字信號處理密不可分?？梢哉f，數(shù)字信號處理是把許多經(jīng)典的理論體系作為自己的理論基礎(chǔ)，同時又使自己成為一系列新興學(xué)科的理論基礎(chǔ)。本文課題基于此，在借助DSP運算速度高，系統(tǒng)集成度強的優(yōu)勢設(shè)計出這種信號發(fā)生器，比以前的數(shù)字式信號發(fā)生器具有速度更快，且實現(xiàn)更加簡便。

2. 系統(tǒng)程序流程圖

軟件系統(tǒng)采用模塊化結(jié)構(gòu)設(shè)計，主要包括DSP主程序和中斷程序和。DSP系統(tǒng)的主程序流程圖如圖1所示。先對系統(tǒng)進行檢測、配置MeBSP端口等，開啟中斷調(diào)用鍵盤驅(qū)動程序讀取鍵值并處理，進入中斷后根據(jù)相應(yīng)的鍵值設(shè)置相應(yīng)的信號參數(shù)，并通過D/A轉(zhuǎn)換，產(chǎn)生不同幅度、頻率的正弦波。

3. 系統(tǒng)仿真

CCS是TI 開發(fā)的一個完整的DSP集成開發(fā)環(huán)境，也是目前使用得最為廣泛的DSP開發(fā)軟件之一。C54X允許用戶仿真外部中斷信號INT0～INT3，并選擇中斷發(fā)生的時鐘周期。程序正確運行后，觀察運行結(jié)果，得出如圖2所示的仿真圖。

4. 結(jié)論

于DSP實現(xiàn)的這種信號發(fā)生器充分發(fā)揮了DSP器件的主要性能優(yōu)勢，它比傳統(tǒng)的信號發(fā)生器具有一定的獨到之處，它編程靈活、操作簡單，體積小巧，電路結(jié)構(gòu)簡單，使用方便，而且還有許多可擴展的功能，故其使用面更加寬廣，鑒于DSP具有較高的性價比，且利用DSP作為主控制器來提高傳統(tǒng)產(chǎn)品的性能已成為大勢所趨。因此，本系統(tǒng)的應(yīng)用對提高工程及教學(xué)實驗水平具有重要的意義。

參考文獻

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作者簡介

李奇英（1993-），邵陽學(xué)院電子科學(xué)與技術(shù)專業(yè)學(xué)生。

通訊作者

彭森（1983-），邵陽學(xué)院信息工程系教師。