基于dsp的水聲應答系統數字平臺的設計與實現畢業設計論文-資料下載頁

　　

【正文】 (on CE1 space)1100Reserved1101Reserved1110Standard serial boot via McBSP0 (16bit data)1111Standard serial boot via McBSP0(8bit data)本設計采用AT25256通過設置bootloader從外部串行Flash啟動，AT25256是可以存放32k字節程序的，對于本設計的程序非常足夠。AT25256內部有8個命令寄存器，它的讀寫需要對寄存器進行操作。通過向寫使能寄存器寫入任意值使能寫操作，通過讀狀態寄存器取得芯片的狀態，通過寫狀態寄存器可以選擇四種不同的數據保護級別，通過讀寄存器讀取片內數據，通過寫寄存器寫入數據。[10][10]是讀寫時序，需要嚴格遵守。本系統在設計中曾因片選在時鐘結束之前就上拉而導致AT25256無法正常的讀寫。 AT25256讀時序 AT25256寫時序 生成導引表（通用目標文件格式），但并不能以這種格式輸入到串行Flash里去。生成引導表的方法： 通過在DOS 轉換工具。在轉換操作之前， 文件、包含轉換選項的CMD 放在同一個文件夾里， 在DOS 方式下先將路徑修改為文件所在的位置， 然后在此路徑下運行命令hex55 ， 文件。在轉換時，：e _c_int00 /*程序入口地址*/boot /*創建一個引導表*/v5510:2 /*選擇合適的DSP引導表格式*/serial8 /*8位串行加載模式*/reg_config 0x1c00,0x2180/*向地址為0x1c00的外設寄存器寫入0x2180*/delay 0x100 /*延時256個周期*/bo /*輸出文件*/ /*輸入文件*/在燒寫不同的程序時，只需要更改輸入文件和輸出文件的名字。，燒寫程序運行結束后，調整GPIO0=GPIO1=GPIO2=0、GPIO3=0后重新上電就會發現系統運行的是燒寫的程序。 本章小結本章主要介紹了水聲應答器數字系統的軟件設計原理與實現方法。具體介紹了DSP系統的初始化、信號的檢測、頻率的測定和信號的記錄與發射等程序實現方案。另外也介紹了如何將編譯好的程序燒寫在片外的串行Flash,實現自舉。第4章 應答器數字處理系統的測試與分析 測試簡介由于本系統可以應答多種脈寬周期組合的信號，且系統應答的流程類似，故本章主要通過對特定脈寬特定周期的CW脈沖信號的應答來測試本應答器數字處理系統，并分析數據和圖像。 信號類型介紹本系統采用CW脈沖信號，脈寬為150ms，脈沖周期為6s。此種信號抗干擾能力強，易產生，被廣泛用于應答器通信。 Edit 。 由matlab產生的CW脈沖信號Matlab中編寫的產生信號的程序如下：f0=5200。 %中心頻率設定fs=44100。 %采用頻率設定N_code=150e3*fs。N_blank=5850e3*fs。n0=0:N_code1。T_blank=zeros(1,N_blank)。for i=1:10T0=cos(2*pi*f0*n0/fs)。 %對cos()進行采樣T=[T_blank,T0,T_blank]。 %數據拼接end在Matlab中通過函數wavwrite(T/2,fs,16,39。D:\39。)。 應答過程中的數據分析系統通過線性輸入接收模擬數據，通過TLV320AIC23B內部12的DA。， 處理前的數字信號，之所以要進行偏置的調整是為了防止數據太大,DSP溢出。也為了后續能通過一階遞歸濾波而將所得的值取絕對值。將所得值通過兩個M值系數不同的一階遞歸濾波器，圖中上半部分是信號經過M=20的一階遞歸濾波器的圖像，下半部分是信號經過M=100的一階遞歸濾波器的圖像，可以看出對于CW脈沖，M值小的濾波器對信號的反應更敏感，而M值大的濾波器對信號的反應稍顯遲鈍。利用兩個濾波器對CW脈沖前沿的不同反應即可檢測信號是否收到。 通過一階遞歸濾波器后的包絡波形 兩個濾波器輸出值的比值圖像 信號經過fft變換后的圖像，當信號來時，兩個濾波器的輸出值的比值達到最高值4，可以相對精確的檢測到脈沖前沿，由于DSP的處理速度很快，延時很小,因此可以把檢測信號的門限設置成比值為4。當大于或等于4的時候跳出檢測循環，進入下一步頻率的檢測。，從圖中可以看出在第60個點上獲得最大值。由（41）式計算后可知。 （41）由于我們測定的中心頻率的誤差要求在10Hz~+10Hz。故需要根據誤差范圍設定點數的范圍。通過對實FFT變換后的數據進行對比得到取值最大時的點數，當點數在59~60時，程序方可認為頻率正確，進入下一步操作。當確定有效信號來時，進入數據的存放和讀取程序。系統為該數據的存放,在SDRAM中預留了4M字節的存儲空間。錄取時間的長度可調性很大。不會受長周期信號的限制。 Edit 。 Cool Edit 可以看出信號的還原性很好，信號的脈寬約為140ms。 本章小結本章主要從測試的角度論述該應答器數字處理系統的硬件平臺的性能。針對一種廣泛使用的CW脈沖。本章用大量的圖像和數據詳細的分析了處理的過程，基本證明了該平臺的實用性。結論本論文主要研究水聲應答器數字平臺的設計與實現。該應答器數字系統是根據水聲設備的應用需要而設計的實驗裝置。通過程序設定，該系統可以工作在信標或應答狀態下。在應答狀態下，系統檢測信號的前沿，測量信號的頻率，選擇是否記錄并發射信號。由于數字信號處理器（DSP）的高速發展，為數字系統的設計與實現帶來了極大的便利，本系統核心處理器選擇TI的5000系列DSP——TMS320VC5509A，該DSP是低功耗、性價比較高的定點DSP。通過對本系統的設計與實踐，對DSP的硬件設計原理及其開發環境CCS有了比較深入的了解，特別是經過DSP的PCB布線制板，總結出能使DSP及其外設發揮高性能的硬件設計方案。通過充分利用DSP的片內資源和其豐富的外圍接口以及對外圍器件進行的協調配合，既節省了空間又帶來了系統調試的便利性。軟件方面，通過利用CCS集成開發環境，高效地通過C語言實現了程序設計。雖然系統達到了主要的技術指標。但是系統靈敏度和虛警概率之間的矛盾仍然需要平衡，且硬件設計平臺中預留部分的外設并沒有充分使用。作為水聲應答器的核心部分，本系統為后續制作完善的水聲應答器系統提供了堅實的基礎，完善工作有待今后工作中進一步解決。參考文獻[1] TI. TMS320VC5509A FixedPoint Digital Signal Processor Data [2] TI. TLV320AIC23B Data [3] 汪春梅, 孫洪波. TMS320VC55x DSP原理及應用（第二版）[M]. 北京. 電子工業出版社, 2008[4] TI. TMS320VC5509 DSP External Memory Interface (EMIF) Reference [5] [6] 伍美俊，吳逎陵. TMS320VC5509應用flash存儲數據的接口電路設計與編程[J]. 電子器件，2007，30(2)：675678.[7] TI TMS320C55x DSP IIC Module Reference Guide (Rev. B).2003[8] TI. TMS320VC5509 Direct Memory Access (DMA) Controller Reference Guide (Rev. A).2003[9] TI. TMS320VC5509/5509A [10] ATMEL. SPI Serial EEPROMs AT25128/致謝本論文是在田園老師和趙安邦老師的細心指導下完成的。從本人進入實驗室到論文結束，兩位老師都給予了耐心的指導和巨大的支持。田園老師反復斟酌地推敲任務書使我的畢業設計既充滿挑戰，又不是難的無法完成。每一次的交流都讓我的思路更加明晰。趙安邦老師的細心指導使我在畢設之路上少走了很多彎路。不管我在技術上犯了什么錯誤，趙老師都會耐心的分析，還不斷地鼓勵我，讓我充滿信心很好的完成畢設。感謝大師兄何呈，在我方案設計猶豫不定時，師兄給予了我很多非常寶貴的意見，在設計電路板時，師兄提醒我要注意一些畫復雜印刷電路板的事項，讓我避免了很多錯誤。在程序調試時，師兄傳授給我程序調試的一些基本思想，讓我更高效的發現問題解決問題。還要感謝孫坤平師兄，崔巖師兄，崔化超師兄，三位師兄在我平日的畢設生活中給予了很大的支持，細微的提示和透徹的分析讓我對所做畢設的方方面面都有了一個相對全面的認識。最后，我要感謝我的家人，你們給予我最大的支持、關懷和鼓勵！是我畢設成功的最大動力！都沒有我!!!!!