任意信号发生器的设计.doc

DSP课程设计
实验报告
任意信号发生器的设计

院(系): 电子信息工程学院自动化0801
设计人员: 隋伟郑维丹
成绩:
工程设计50
报告20
答辩30
总分
评语:
指导教师签字:
日期:
一、设计任务
信号发生器已广泛应用于科学实验、通讯和控制等应用领域中。使用 DSP 和 D/A 转换器可以产生连续的正弦波信号,同样也能产生方波、锯齿波、三角波等其它各种信号波形。本设计要求采用DSP及其D/A转换器产生上述各种信号波形。
二、设计思路
产生连续信号的方法通常有两种:查表法和计算法,查表法不如计算法使用灵活。计算法可以使用泰勒级数展开法进行计算,也可以使用差分方程进行迭代计算或者直接使用三角函数进行计算。计算结果可以边计算边输出,也可以先计算后输出。
正弦函数和余弦函数的泰勒级数数学表达式为:
,
,.
如果要计算一个角度ⅹ的正弦和余弦值,可以取其前五项进行近似计算。
或使用下面递归的差分方程进行计算。
y[n]=A*y[n-1]-y[n-2] 其中:A=2cos(x),x=2πF/FS。F—信号频率,FS—D/A转换频率。
利用递推公式计算正弦和余弦值需要已知cos(x)和正弦、余弦的前两个值。
为了简洁明了,我们采用了计算法中的递归差分方程。
三、设计过程
为了将想法转化成程序实现,我们考虑程序的框架如下:
该程序要根据余弦信号的递推公式,给出初始的两个值,以使得程序自己带入公式循环计算下去,即可得到余弦波形。但是,该法求少数点还可以,若产生连续余弦波,则积累误差将会很大,该法就不可取了,所以还要对所求得的点数有限制,不太多就可以了。
为了能在DSK板上和示波器观察到波形,我们还得用C语言编写一段波形输出的程序,这个和我们以前做过的sine 完全类似,不再赘述。
下面的程序就是基于以上的设计思路,使用C语言实现连续余弦波的输出,该程序不但实现了功能,书写格式也非常的规范,易于阅读,流程图如下:
i在定义范围内?
初始化常量、宏定义
(公式中的第二项_COSX)
变量定义:_cosx、dacdata、i
调用延时子程序:解决CPU和外设矛盾
初始化i和公式中的_cosx[0]
根据公式中的前两项用递推公式计算
i在定义范围内?
按照递推公式逐点计算
把算出的值赋给dacdata
dacdata的赋值
重新初始化i
对_cosx线性变化并赋值给dacdata
是
否
是
否
_cosx是通过递推函数得到的数组,长度为200。i为控制变量,用以判定所求得的点数是否在定义的范围内。
同理:
方波函数:i<N/2,sq[i]=amp* dacdata[i]=sq[i]*1023+1024;
i>=N/2,sq[i]=0 dacdata[i]=sq[i]*1023+1024;

三角波函数:i<=N/2, sq[i]=amp**i*2/N dacdata[i]=sq[i]*1023+1024;
i>=N/2sq[i]=amp**(2-i*/(N/2));dacdata[i]=sq[i]*1023+1024;
四、程序设计
余弦波产生程序:
#include<>
#include<>
#include<>
#include<>
#include<>
void delay(s16 period);
HANDLE hHandset;
s16 data;
#define N 200
#define _COSX cos(2* )
#pragma DATA_SECTION(_cosx,"data_buf1")
float _cosx[N+1];
#pragma DATA_SECTION(dacdata,"data_buf2")
int dacdata[N];
void main()
{
s16 amp=1;//余弦信号幅度系数
t=2;
u16 i=0;
/*计算余弦信号的样点值,计算得到的样点值存储在dacdata[]数组中*/
_cosx[0]=;
dacdata[0]=4095;
_cosx[1]=_COSX;
dacdata[1]=_COSX*2047+2048;
i=1;
while(1)
{
if(i++>N-1)
break;

_cosx[i]=2*_COSX *_cosx[i-1]-_cosx[i-2];
dacdata[i]=_cosx[i]*2047+2048;
}
if(brd_init(100))//初