《DSP综合实验箱》PPT课件.ppt
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1、第第3 3章章 DSPDSP综合实验箱综合实验箱Dr.Zhang JianpingShanghai University of Electric PowerShanghai University of Electric PowerShanghai University of Electric PowerShanghai,200090Shanghai,200090Shanghai,200090第第3 3章章 DSPDSP综合实验箱综合实验箱 3.1 3.1 3.1 3.1 实验系统结构实验系统结构实验系统结构实验系统结构 3.2 3.2 3.2 3.2 系统硬件模块系统硬件模块系统硬件模块系统硬
2、件模块 3.3 3.3 3.3 3.3 硬件仿真系统硬件仿真系统硬件仿真系统硬件仿真系统 3.3.1 3.3.1 仿真器的安装仿真器的安装仿真器的安装仿真器的安装 3.3.2 3.3.2 仿真器的使用仿真器的使用仿真器的使用仿真器的使用内容提要内容提要第第3 3章章 DSPDSP综合实验箱综合实验箱3.1 实验系统结构实验系统结构第第3 3章章 DSPDSP综合实验箱综合实验箱EL-DSP-EXPIIEL-DSP-EXPIIEL-DSP-EXPIIEL-DSP-EXPII教学实验系统其硬件资源主要包括:教学实验系统其硬件资源主要包括:教学实验系统其硬件资源主要包括:教学实验系统其硬件资源主要包
3、括:1 1、CPUCPU单元;单元;2 2、数字量输入输出单元;、数字量输入输出单元;3 3、静态存储器单元;、静态存储器单元;4 4、BOOTLOADERBOOTLOADER单元;单元;5 5、语音模块;、语音模块;6 6、液晶模块;、液晶模块;7 7、CPLDCPLD接口;接口;3.2 系统硬件模块系统硬件模块8 8、A/DA/D转换单元;转换单元;9 9、D/AD/A转换单元;转换单元;1010、信号源单元;、信号源单元;1111、温控单元;、温控单元;1212、步进电机;、步进电机;1313、直流电机单元;、直流电机单元;1414、键盘接口;、键盘接口;1515、其他接口说明。、其他接
4、口说明。第第3 3章章 DSPDSP综合实验箱综合实验箱3.2 系统硬件模块系统硬件模块1 1、CPUCPU单元单元 CPUCPUCPUCPU单元包括单元包括单元包括单元包括CPU1CPU1CPU1CPU1、CPU2CPU2CPU2CPU2两块可以更换的两块可以更换的两块可以更换的两块可以更换的 CPU CPU CPU CPU板,用户可根据需要选择不同种类的板,用户可根据需要选择不同种类的板,用户可根据需要选择不同种类的板,用户可根据需要选择不同种类的CPUCPUCPUCPU板。板上板。板上板。板上板。板上除除除除CPUCPUCPUCPU之外还包括以下四个单元之外还包括以下四个单元之外还包括以
5、下四个单元之外还包括以下四个单元:(1 1)CPUCPU模式选择模式选择;(2 2)电源模块电源模块;(3 3)电平转换电平转换;(4 4)复位电路以及时钟单元复位电路以及时钟单元。第第3 3章章 DSPDSP综合实验箱综合实验箱3.2 系统硬件模块系统硬件模块2 2、数字量输入输出单元数字量输入输出单元(1 1)8bit8bit的数字量输入的数字量输入(由八个带自锁的由八个带自锁的开关产生开关产生),通过,通过74LS24474LS244缓冲;缓冲;8bit8bit的数的数字量输出字量输出(通过八个通过八个LEDLED灯显示灯显示),通过,通过74LS27374LS273锁存。输入输出都映射
6、到锁存。输入输出都映射到CPUCPU的的IOIO空间空间;(2 2)数字量显示的八个数字量显示的八个LEDLED数码管,通过数码管,通过HD7279HD7279控制控制。第第3 3章章 DSPDSP综合实验箱综合实验箱3.2 系统硬件模块系统硬件模块3 3、静态存储器单元静态存储器单元 在该实验板上,使用的存储器接口芯片是在该实验板上,使用的存储器接口芯片是在该实验板上,使用的存储器接口芯片是在该实验板上,使用的存储器接口芯片是ISSIISSIISSIISSI公司的公司的公司的公司的IS61C256IS61C256IS61C256IS61C256,它具有以下特点,它具有以下特点,它具有以下特点
7、,它具有以下特点:访问速度访问速度1010、1212、1515、2020、25ns25ns可选可选低功耗:低功耗:400mW(400mW(典型典型)低静态功耗:低静态功耗:-250W(-250W(典型典型)CMOS)CMOS及及-55mW-55mW (典型典型)TTL)TTL器件器件全静态操作,无需时钟或刷新全静态操作,无需时钟或刷新输入输出和输入输出和TTLTTL电平兼容电平兼容第第3 3章章 DSPDSP综合实验箱综合实验箱3.2 系统硬件模块系统硬件模块4 4、BOOTLOADERBOOTLOADER单元单元 使用的存储器接口芯片是使用的存储器接口芯片是使用的存储器接口芯片是使用的存储器
8、接口芯片是28C256 32K8bit28C256 32K8bit28C256 32K8bit28C256 32K8bit,地址为数据空间地址为数据空间地址为数据空间地址为数据空间8000H8000H8000H8000H0FFFFH0FFFFH0FFFFH0FFFFH。板上芯片序号板上芯片序号U24U24用来存放用户程序,可用来存放用户程序,可以通过选择以通过选择CPUCPU板上板上 来选择来选择bootloaderbootloader模式。出厂时存储器内固化了系统测试程序,模式。出厂时存储器内固化了系统测试程序,上电后可对系统硬件进行自动测试。在本系上电后可对系统硬件进行自动测试。在本系统中
9、采用并行存储器引导模式。统中采用并行存储器引导模式。第第3 3章章 DSPDSP综合实验箱综合实验箱3.2 系统硬件模块系统硬件模块5 5、语音处理语音处理单元单元 音频信号通过音频信号通过音频信号通过音频信号通过D/AD/AD/AD/A转换后输出,由于转换后输出,由于转换后输出,由于转换后输出,由于TLC320AD50TLC320AD50TLC320AD50TLC320AD50输出的是差动信号,因此首先经过差动输出的是差动信号,因此首先经过差动输出的是差动信号,因此首先经过差动输出的是差动信号,因此首先经过差动放大,然后可以推动功率为放大,然后可以推动功率为放大,然后可以推动功率为放大,然后
10、可以推动功率为0.4W0.4W0.4W0.4W的板载扬声器,也的板载扬声器,也的板载扬声器,也的板载扬声器,也可以接耳机输出可以接耳机输出可以接耳机输出可以接耳机输出。第第3 3章章 DSPDSP综合实验箱综合实验箱3.2 系统硬件模块系统硬件模块5 5、语音处理语音处理单元单元语音处理单元原理框图语音处理单元原理框图语音处理单元原理框图语音处理单元原理框图第第3 3章章 DSPDSP综合实验箱综合实验箱3.2 系统硬件模块系统硬件模块6 6、液晶模块液晶模块 本实验系统选用中文液晶显示模块本实验系统选用中文液晶显示模块本实验系统选用中文液晶显示模块本实验系统选用中文液晶显示模块LCM1286
11、4ZKLCM12864ZKLCM12864ZKLCM12864ZK,其字型,其字型,其字型,其字型ROM ROM ROM ROM 内含内含内含内含8192819281928192个个个个16*16 16*16 16*16 16*16 点中文字型和点中文字型和点中文字型和点中文字型和128128128128个个个个16*816*816*816*8半宽的字母符号字型;另外绘图显示画面提半宽的字母符号字型;另外绘图显示画面提半宽的字母符号字型;另外绘图显示画面提半宽的字母符号字型;另外绘图显示画面提供一个供一个供一个供一个64*25664*25664*25664*256点的绘图区域点的绘图区域点的绘
12、图区域点的绘图区域GDRAMGDRAMGDRAMGDRAM;而且内含;而且内含;而且内含;而且内含CGRAM CGRAM CGRAM CGRAM 提供提供提供提供4 4 4 4组软件可编程的组软件可编程的组软件可编程的组软件可编程的16*16 16*16 16*16 16*16 点阵造字功能。点阵造字功能。点阵造字功能。点阵造字功能。第第3 3章章 DSPDSP综合实验箱综合实验箱3.2 系统硬件模块系统硬件模块跳线跳线跳线跳线JS1JS1JS1JS1的配置示意图的配置示意图的配置示意图的配置示意图6 6、液晶模块液晶模块第第3 3章章 DSPDSP综合实验箱综合实验箱3.2 系统硬件模块系统
13、硬件模块7 7、CPLDCPLD接口接口 采用采用采用采用XILINXXILINXXILINXXILINX公司的公司的公司的公司的XC95144XLXC95144XLXC95144XLXC95144XL芯片,完成译码芯片,完成译码芯片,完成译码芯片,完成译码和时序控制。和时序控制。和时序控制。和时序控制。JTAG4JTAG4JTAG4JTAG4为为为为CPLDCPLDCPLDCPLD下载接口,其定义说明下载接口,其定义说明下载接口,其定义说明下载接口,其定义说明由表由表由表由表3-73-73-73-7给出。可用给出。可用给出。可用给出。可用XILINXXILINXXILINXXILINX公司的
14、软件,通过并口公司的软件,通过并口公司的软件,通过并口公司的软件,通过并口下载电缆对下载电缆对下载电缆对下载电缆对CPLDCPLDCPLDCPLD在线编程。其中,在线编程。其中,在线编程。其中,在线编程。其中,D2D2D2D2、D3D3D3D3为为为为CPLDCPLDCPLDCPLD工工工工作指示灯作指示灯作指示灯作指示灯 ,正常工作时,正常工作时,正常工作时,正常工作时D2D2D2D2、D3D3D3D3点亮。点亮。点亮。点亮。CPU1CPU1CPU1CPU1复位时,复位时,复位时,复位时,D3D3D3D3不亮,不亮,不亮,不亮,CPU2CPU2CPU2CPU2复位时,复位时,复位时,复位时,
15、D2D2D2D2不亮。不亮。不亮。不亮。第第3 3章章 DSPDSP综合实验箱综合实验箱3.2 系统硬件模块系统硬件模块 JTAG4 CPLDJTAG4 CPLDJTAG4 CPLDJTAG4 CPLD下载接口定义下载接口定义下载接口定义下载接口定义JTAG1 JTAG1 引脚序号引脚序号JTAGJTAG功能功能组组相关相关说说明明1TCK时钟2NC空脚3TMS模式控制4GND地5TDI数据输入6NC空脚7TDO数据输出8GND地9+5V电源10+5V电源第第3 3章章 DSPDSP综合实验箱综合实验箱3.2 系统硬件模块系统硬件模块8 8、D/AD/A转换单元转换单元 数模转换采用数模转换采
16、用数模转换采用数模转换采用DAC08DAC08DAC08DAC08芯片,分辨率芯片,分辨率芯片,分辨率芯片,分辨率8 8 8 8位,精度位,精度位,精度位,精度1LSB1LSB1LSB1LSB,转换,转换,转换,转换时间可达时间可达时间可达时间可达85ns 85ns 85ns 85ns,D/AD/AD/AD/A单元原理框图如图单元原理框图如图单元原理框图如图单元原理框图如图3-63-63-63-6所示,其中,底所示,其中,底所示,其中,底所示,其中,底板板板板DAC08DAC08DAC08DAC08参考电压参考电压参考电压参考电压Vref=+5VVref=+5VVref=+5VVref=+5V
17、;输入;输入;输入;输入00h00h00h00h,输出电压,输出电压,输出电压,输出电压-5V-5V-5V-5V;输入;输入;输入;输入ffhffhffhffh,输出电压,输出电压,输出电压,输出电压+5V+5V+5V+5V。DAC08DAC08DAC08DAC08可以应用在可以应用在可以应用在可以应用在8-bit,1 us A/D8-bit,1 us A/D8-bit,1 us A/D8-bit,1 us A/D变换,变换,变换,变换,伺服电机、波形发生、语音编码、衰减器、可编程功率变换伺服电机、波形发生、语音编码、衰减器、可编程功率变换伺服电机、波形发生、语音编码、衰减器、可编程功率变换伺
18、服电机、波形发生、语音编码、衰减器、可编程功率变换器、器、器、器、CRTCRTCRTCRT显示驱动、高速显示驱动、高速显示驱动、高速显示驱动、高速modems modems modems modems 以及其他要求低成本、高速以及其他要求低成本、高速以及其他要求低成本、高速以及其他要求低成本、高速等多功能场合。等多功能场合。等多功能场合。等多功能场合。在本实验系统中,在本实验系统中,在本实验系统中,在本实验系统中,DAC08DAC08DAC08DAC08采用对称偏移二进制输出方式,采用对称偏移二进制输出方式,采用对称偏移二进制输出方式,采用对称偏移二进制输出方式,其编码图由表其编码图由表其编码
19、图由表其编码图由表3-83-83-83-8给出给出给出给出(注:注:注:注:Vref=+10V)Vref=+10V)Vref=+10V)Vref=+10V),输出电压范围,输出电压范围,输出电压范围,输出电压范围-5V+5V5V+5V5V+5V5V+5V。第第3 3章章 DSPDSP综合实验箱综合实验箱3.2 系统硬件模块系统硬件模块D/AD/AD/AD/A单元原理框图单元原理框图单元原理框图单元原理框图8 8、D/AD/A转换单元转换单元第第3 3章章 DSPDSP综合实验箱综合实验箱3.2 系统硬件模块系统硬件模块9 9、A/DA/D转换单元转换单元 模数转换芯片选用模数转换芯片选用模数转
20、换芯片选用模数转换芯片选用AD7822AD7822AD7822AD7822,其原理框图如图,其原理框图如图,其原理框图如图,其原理框图如图3-73-73-73-7所示,所示,所示,所示,单极性输入,采样分辨率单极性输入,采样分辨率单极性输入,采样分辨率单极性输入,采样分辨率8BIT8BIT8BIT8BIT,并行输出;內含取样保持电,并行输出;內含取样保持电,并行输出;內含取样保持电,并行输出;內含取样保持电路,以及可选择使用內部或外部参考电压源,具有转换后自路,以及可选择使用內部或外部参考电压源,具有转换后自路,以及可选择使用內部或外部参考电压源,具有转换后自路,以及可选择使用內部或外部参考电
21、压源,具有转换后自动动动动Power-DownPower-DownPower-DownPower-Down的模式,电流消耗可降低至的模式,电流消耗可降低至的模式,电流消耗可降低至的模式,电流消耗可降低至5A5A5A5A以下。转换时以下。转换时以下。转换时以下。转换时间最大为间最大为间最大为间最大为420ns420ns420ns420ns,SNR SNR SNR SNR可达可达可达可达48dB48dB48dB48dB,INLINLINLINL及及及及DNLDNLDNLDNL都在都在都在都在0.75 LSB0.75 LSB0.75 LSB0.75 LSB以內。可应用在数据采样、以內。可应用在数据采
22、样、以內。可应用在数据采样、以內。可应用在数据采样、DSPDSPDSPDSP系统及移动通信等场合。系统及移动通信等场合。系统及移动通信等场合。系统及移动通信等场合。在本实验系统中,参考电压源在本实验系统中,参考电压源在本实验系统中,参考电压源在本实验系统中,参考电压源+2.5V,+2.5V,+2.5V,+2.5V,偏置电压输入引脚偏置电压输入引脚偏置电压输入引脚偏置电压输入引脚Vmid=+2.5VVmid=+2.5VVmid=+2.5VVmid=+2.5V。第第3 3章章 DSPDSP综合实验箱综合实验箱3.2 系统硬件模块系统硬件模块模数单元原理框图模数单元原理框图模数单元原理框图模数单元原
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