DSP數字信號處理虛擬仿真綜合實驗平台,DSP數字信號處理綜合實驗
2023-05-10 10:06
數字信號處理是大學本科（kē）計算（suàn）機及（jí）電子信息類專業的一門重要技（jì）術基礎課。從課程（chéng）的內容來看，它的工程性（xìng）、技術性（xìng）和實踐性都很強。“DSP實驗係統”應用在係統編程技術開展實踐教學，能夠完成“數字信號處理”、“數字信號處理器原理與應用”、“電子係統綜合設計”等課程的（de）實（shí）驗。
“DSP實驗係統”在實踐教（jiāo）學中的（de）應用，對提高學生（shēng）的動手能（néng）力、提高學生對數字信（xìn）號處理原理的理解、提高（gāo）學生的DSP係統綜合設計能力都有很大幫助。實（shí）驗係統所提供的極其豐富的功能單元電路以及高度靈活的可搭（dā）接性（xìng）, 使其完全能夠（gòu）完成具有複雜性和（hé）創造性的綜（zōng）合性實驗。
二、MY-231E DSP數字信（xìn）號處理虛擬仿真綜合（hé）實驗平（píng）台主要技術指標：
1、輸入電壓：單相三線～220V±10% 50Hz
2、裝置容量：＜1kVA
3、工作環境：溫度-10℃～+40℃相對濕度<85％(25℃)
4、外形尺寸：單個實訓台尺寸為1.6m×0.7m×1.15m。
三（sān）、MY-231E DSP數字信號處理虛擬仿真綜合實驗平台產品結構：
裝置由儀器架、電源控製箱、實驗桌、DSP實驗（yàn）係統、移（yí）動（dòng）矮櫃、學生凳等組成。實驗裝置支（zhī）架與實驗桌（zhuō）可組合、可拆裝。支架與桌腳一體，鋁合金結構。
（一）儀器架：儀器架置於實訓台頂部，由（yóu）截麵尺寸：70mm×70mm，高（gāo）性能表麵氧化的鋁型材、雙麵（miàn）噴塑鋼板及一次（cì）成型鋁壓鑄框架連（lián）接構件構（gòu）成（非焊接工藝），外形美觀，結構牢固耐用。儀器架底部裝有隱藏（cáng）式（shì）扁平（píng）形照明LED燈，光源集中柔和明亮，外形美（měi）觀。
（二）電源控製箱：電源控製箱（xiāng）鋁型材（cái）結構，內嵌多組交流220V儀器（qì）儀表工作電源插座，並（bìng）設有獨立漏電保護開關，電源控製箱（xiāng）置（zhì）於儀器架下部，儀器儀表電用安全方便。並裝有LED燈控製開關（guān）。
（三）實訓桌結構：
實訓桌規格為1400（長）*700（寬）*1150（高），設有一個鍵盤托一個抽屜，桌子下部靠後右邊有一個電腦主機箱托。實驗桌（zhuō）主體結（jié）構全（quán）部（bù）采用高性能表麵氧化（huà）的鋁（lǚ）型材及一次成型鋁壓鑄框架連接（jiē）構件，連接（jiē）構件采用（yòng）壓鑄成型工藝（非焊（hàn）接工藝），經機加工、拋丸（wán）、噴砂，表麵靜電噴塗工藝，安裝方（fāng）便、快捷，用戶可自行DIY組裝。桌體立柱采用工業鋁型材成型工藝，表麵氧化處理，截麵尺寸：70mm×70mm，四麵帶槽，槽寬約8mm，端部裝有注塑（sù）成（chéng）型配套塑料堵頭。桌麵采用25mmE1級三聚氰胺（àn）飾麵板，桌麵板下設支撐框架，承受力不少（shǎo）於300kg。配備儲存櫃，存（cún）放元件及工具，儲存櫃底部4隻高強度萬向（xiàng）可製動PU腳（jiǎo）輪，方便移動。實訓裝置整體簡約不簡單，高端大氣，符合現代化產（chǎn）品審美和發展趨勢。
實驗（yàn）桌後麵（miàn）二支截麵尺寸70mm×70mm桌腳向上延伸，與一次成（chéng）型鋁壓鑄框架連接構（gòu）件構成（非焊接工藝）牢（láo）固的支架，與儀器架、電源控製箱組成一個完（wán）整的實訓屏（píng）。
（四）儲存櫃1個：配備儲存櫃，存放實訓模塊及工具，儲存櫃底部4隻高強度萬向（xiàng）可製動（dòng）PU腳輪，方便移動。
（五）靠背椅2張：靠背（bèi）椅采用結實厚鋼（gāng）管支（zhī）架，結實耐用，結構符合人體工程學，久坐不累，亞麻布（bù）麵質感好。
（六）實驗（yàn）器（qì）材：DSP實驗係統1套：
A、特點
1、實驗箱（xiāng）含工業級（jí）TMS320F28335 DSP核心板、實驗主板、實驗（yàn）箱拓展板（bǎn）、DSP仿真器、3寸全功能觸摸彩屏信號源。
2、實驗主板（bǎn）需板載：I2C、SPI、CAN、PWM、RTC、以太網口（kǒu）、音頻輸入輸出接（jiē）口、多通（tōng）道AD、DA、RS232、RS485、LCD等接口和蜂鳴器、紅外接收器、繼電器、LED等外設。
3、實（shí）驗拓展板需板載：1個五線四（sì）相步進電機、2個直流電機（須帶霍爾傳感器測速功能）、1個減速電機、4*4矩陣鍵盤、1個四（sì）位八段數碼管、由16個發光二極管組成的十字交通燈、1個DHT11溫濕度傳感器、0-3V的可調直流（liú）電壓輸出。
4、獨立工業（yè）級核心板，核心板尺寸為66mm*39mm，工作溫度等級-40~85°。
5、核心板采（cǎi）用排針接口連接，含4個安裝孔。
6、實驗主板、拓展（zhǎn）板上支持安裝可拆卸亞克力保護板，保（bǎo）護實驗（yàn）電路。
7、獨立仿真器，金屬材質，免驅動安裝，支持防反插功能。
B、硬件參數
1、TI TMS320F28335浮點DSP，主頻（pín）150MHz
2、NOR FLASH：片（piàn）內256Kx16bit，外擴512Kx16bit
3、SRAM：片內34Kx16bit，外擴256Kx16bit
4、EEPROM：2Kbit，AT24C02C
5、係（xì）統複位按鍵1個，用戶可編程按鈕3個（gè）
6、供電指示燈：2個（底板1個，核心板1個）
7、可編程指（zhǐ）示（shì）燈6個（底板4個，核心板2個）
8、14pin JTAG接口：1個
9、eCAN ：2個，3pin接線端（duān）子，間距3.81mm
10、DA：外擴單通道DAC，TI TLC5615，10bit，1.21MHz更新（xīn）速率（lǜ），量程範圍0~5V
11、AD：片上2個8通道 12bit ADC，共16通道，量程範圍0-3V
12、HX1838紅外（wài）傳感器：1個
13、4bit啟（qǐ）動方式選擇撥碼開（kāi）關：1個
14、Micro SD卡接口（kǒu）：1個
15、UARTA燒寫串口：1個，提供4針（zhēn）TTL電平測試（shì）端口
16、UARTB USB轉串口：1個，提供4針TTL電平測試端口
17、UARTC RS232串口：1個，提供4針TTL電平測試端（duān）口
18、RS485串口：1個，與UARTC接口複用
19、無源蜂鳴器：1個（gè）
20、5V繼電器：1個
21、CR1220紐扣電（diàn）池座（zuò）：1個
22、RJ45以太網口，10/100M自適應：1個
23、電機接口：2個（1個五線四相步進電機的（de）5pin接線端（duān）子和5V直流電機的2pin接線（xiàn）端子）
24、LINE IN音頻輸入接口（3.5mm）：1個
25、MIC IN音頻輸（shū）入接口（3.5mm）：1個
26、LINE OUT音頻輸出接口（3.5mm）：1個
27、1602液（yè）晶屏接口：1個
28、12864液晶屏接口：1個（gè）
29、4.3寸TFT觸摸屏接口：1個
30、拓展IO：GPIO、ePWM、eQEP、SPI、I2C、XINTF、UART信號
31、電源（yuán）開關：5V 2A直流輸入DC-005電源接口，外徑5.5mm，內徑2.1mm
32、4*4矩陣（zhèn）按鍵：1個
33、直流電機：2個（帶霍爾傳（chuán）感器測速功能（néng））
34、五線四相步進電機：1個（gè）
35、減速直（zhí）流電機：1個（帶（dài）正交編碼器輸出測速功能）
36、十（shí）字交通燈：1個
37、四位八段數碼管：1個
38、DHT11溫濕度傳感器：1個
39、可調直流電壓（yā）輸出：1個（gè），量程範圍0-3V
C、仿真器參數
1、XDS100V2仿真器，金屬外殼，獨（dú）立（lì）式仿真器，無需固定；
2、無需額外安裝CCS以外的驅動；
3、調（diào）試功（gōng）能：連接/斷開，讀/寫內存，讀取寄存器，加載程序，運行、停止步（bù）驟，支持斷點調試，實時模式；
4、支持 JTAG 複位（wèi），等待（dài）再複位啟動模式；支持上電複位啟動模式；
5、支持 ETB(Embedded Trace Buffer)；
6、支（zhī）持目標電纜斷開檢測；
7、支持目標芯片掉電檢測（cè）；
8、支持 USB 2.0 高速模式；
9、支持 20pin/14pin 標（biāo）準 JTAG 接口；
10、支持 LED 燈顯（xiǎn）示控製 USB 連接情況
11、IO 電平自適應 1.5V~5V；
12、支持自適應時鍾；
13、支持 CCS4、CCS5、CCS6 或更高版本；
14、支持（chí）TMS320C28x、TMS320C54x、TMS320C55x、TMS320C64x+、TMS320C674x、TMS320C66x、OMAP-L1x、OMAP3530、DM8148、DM8168、ARM9、ARM Cortex R4、ARM Cortex A8、ARM Cortex A9、Cortex M3等係列器（qì）件。
D、信號源參數
1、可觸（chù）摸3寸彩色液晶屏（四線電阻觸（chù）摸（mō）屏，全觸摸操（cāo）作），65536色，屏幕分辨率為240*400，內（nèi）置128M任意波存（cún）儲空間（jiān），尺寸為116mm*76mm*26mm（長寬高），重量是180g；
2、15種可輸出的標準波形：正弦波，方波，三角波，升鋸（jù）齒，降鋸齒，SINC，噪聲（shēng），升指數，降（jiàng）指數，正全波，負全波，正半波（bō），負半波，高斯函數，直流；
3、雙通道（dào）輸出：波形輸出通道和同（tóng）步（bù）數字信號輸出通道（3.3VTTL電平）；
4、波形特性：采樣率80MS/s ，垂直分辨（biàn）率 14bit，任意波點數（shù）2~32K；
5、頻率特性：正弦波和方波的輸出範圍為1mHz~10MHz，其他為1mHz~1MHz，分辨（biàn）率為1mHz，精（jīng）度為50ppm；
6、電壓特性：輸（shū）出範圍為10mVpp~10Vpp，分辨率為12bit，準確度的設定值（zhí）8%，偏（piān）置範圍（wéi）是±5V，幅度平坦度優於0.3dB；
7、方波特性：1mHz~1MHz方波占空比為0.1%~99.9%，1MHz~10MHz方波占空比為固定50%，上升/下降沿<20ns，過衝<5%；
8、其他特性：輸出阻抗為50歐姆（mǔ），斜波對（duì）稱度為0.1%~99.9%，同步（bù）信號範圍4.8V~5.2V，TTL電平，電源需求為直流4.75V~5.25V，<400mA；
E、軟件支持：
1、所有實驗、例程均支持CCS5.5集成開發環境；
F、配套資料：
1、提供教學（xué）資源，包括（kuò）：
（1）電子（zǐ）版實驗指導書，33個教學實驗；
（2）完（wán）整的實驗代碼。
2、提供的項目資源，包括：
（1）完整的平台開發包，90個（gè）開發例程；
（2）提供核心（xīn）板引腳定（dìng）義、芯（xīn）片數據手冊、可編（biān）輯底板原理圖、可編輯底板PCB（使用Candence16.5）。
四、DSP實驗係統組成：
1、實驗主板：1塊
2、實（shí）驗拓展板：1塊
3、信號源：1個
4、仿真器：1個
5、12V 2A電源適配器：1個
6、實驗箱資料光盤：1套
7、1602液晶屏：1個
8、12864液晶屏：1個
9、RS232交叉串口母母線：1條
10、USB轉（zhuǎn）RS232串口線：1條
11、Micro USB線：1條
12、直連網（wǎng）線：1根
13、紅外遙控器：1個
14、音頻線：1根
15、RS485轉串口模塊：1個
16、usb轉uart串口隔離模（mó）塊：1個
17、耳機：1個
18、杜邦（bāng）線（母對母、公對母）：各（gè）10根（gēn）
19、導線：20根
五（wǔ）、實（shí）驗內（nèi）容
DSP實驗環境搭建與CCS開發基礎（chǔ）
實驗1 安裝（zhuāng）CCS與（yǔ）串口調試工具
實驗2 CCS開發入門
實驗3 基（jī）於CCS仿（fǎng）真調試、程序加載與燒寫
實驗4 CCS工程新建、編譯和導（dǎo）入
實驗5 編寫基於C語言的DSP程序（xù）
DSP基礎（chǔ）外設實驗
實驗6 LED燈控製及寄（jì）存器配置實驗
實驗7 按鍵與（yǔ）4x4鍵盤輸入（rù）控製實驗（按鍵中斷輸入）
實（shí）驗8 LCD觸摸屏觸控與顯示實驗
實驗（yàn）9 液晶LCD12864測試實驗
實驗10 液晶LCD1602測試
實驗11 RS485測試（shì）實驗
實驗12 紅外遙控測試
實驗13 ECAN內部（bù）回環與數據通信測試實驗（yàn）
實驗14 DMA在RAM內外搬移數（shù）據實驗
實驗15 EPWM測試實驗
實驗16 單精度浮點運（yùn）算實驗
實驗17 UART串口收發實驗
實驗18 高精度脈衝寬度調製器PWM輸出測試實驗
實驗19 定時器（qì）/計數器控製實驗
實驗20 模數轉換（A/D）測試實驗（yàn）
實驗21 數模轉換（D/A）測試實（shí）驗（yàn）
實（shí）驗22 直流電機控製實驗
實驗23 步進電機控製實驗
實驗（yàn）24 網絡通（tōng）訊實驗
實驗25 PID閉環控製電機實驗
語音類實驗
實驗26 音頻（pín）采集與播放測試（shì）實驗
實驗27 G711A音頻編解碼實驗
DSP算法實驗
實（shí）驗28 有限（xiàn）衝（chōng）激響應濾波器（FIR）算法
實驗29 無限衝激響應濾波器（IIR）算法
實驗30 快（kuài）速傅立葉變換（FFT）算法
圖像類實驗
實驗31 灰度圖像直方圖
實驗32 直方圖均（jun1）衡化
實驗33 圖像（xiàng）反色
實驗34 邊緣檢測
六、配置表
| 序號 | 名 稱 | 說 明 | 數（shù）量 |
| 1 | 儀器（qì）架 | 1套 | |
| 2 | 電源控製箱 | 1套 | |
| 3 | 實驗桌 | 1張 | |
| 4 | 移動矮櫃（guì） | 1個 | |
| 5 | 學生椅 | 2張 | |
| 6 | DSP實驗係統 | 1套 | |
| 8 | 連接線 | 1套 | |
| 9 | 工具 | 尖嘴鉗1把（bǎ）、鑷（niè）子1把、斜口鉗1把 | 1套 |
| 10 | 實驗指導書 | 1套 | |
| 11 | 電腦 | 用戶自備 | 1台 |
