DSP實驗報告

2021-03-04 04:00:57 字數 2657 閱讀 5630

實驗一:閃燈實驗

熟悉dsp軟硬體測試系統

實驗目的

1.了解sharc系列高效能數字訊號處理器的程式開發過程和程式語言;

2. 熟悉整合開發工具visualdsp++,學會使用visualdsp++進行sharc系列adsp的程式開發、編譯與除錯;

3. 掌握sharc系列adsp的程式載入設計和載入過程。

實驗內容

利用波形產生訊號板,結合fpga程式設計技術和程式程式設計器,編寫測試adsp21065l和fpga之間硬體連線的應用程式,同時完成應用程式的載入和離線操作,在訊號指示燈「hl2」上產生可調週期的脈衝訊號,「點亮」與「熄滅」指示燈hl2。

實驗要求

通過dsp程式設計,在其flag11引腳上模擬如下波形的週期訊號:

要求:(1) ,.

(2) 並用示波器檢視波形,測量訊號週期。

實驗步驟

1.熟悉電路圖,清楚波形產生電路板adsp21065l與可程式設計fpga器件之間的連線關係;

2.編寫fpga程式。在fpga內部將adsp21065l的標誌引腳flag11(引腳號26)設定為輸出,作為fpga的輸入訊號,在fpga內部程式設計將該訊號直接輸出在發fpga的37引腳號上,設定37引腳為輸出訊號,驅動板上的hl2 led指示燈;

3.啟動visualdsp++4.5,選擇project工程選項選單,建立乙個名稱為test.dpj的工程檔案,選擇處理器的型號為adsp-21065l;

4.彈出乙個對話方塊,選擇是否需要加入vdsp kernel ,選擇「no」;

5.在工程中加入以下參考原始檔:\exp1\test(boot)\ boot1.a** 和boot1.ldf

6.編譯,鏈結除錯,生成可執行檔案。

7.執行程式,可以看到波形發生電路板上的指示燈「hl2」不斷閃動。

8.利用示波器觀測系統時鐘,並測量產生訊號的波形和週期。

實驗結果

觀察示波器的波形如下:

實驗二:fft與濾波器設計

掌握dsp演算法實現與****技巧

本實驗要求學生掌握fft、濾波器設計、匹配濾波等數字訊號處理流程和設計方法,利用dsp實現對模擬i、q兩路回波訊號的匹配濾波,並對實驗結果進行分析。

具體目標:

1.掌握數字濾波器、fft、相關處理、匹配濾波等數字訊號處理的dsp實現方法。特別是通過實驗,掌握fft演算法是如何實時快速,加強對蝶形結構的理解。並利用dsp平台,用adsp-ts101組合語言實現這些處理演算法;

2.加強對這些常用的數字訊號處理演算法的理解和認識,並與數字訊號處理理論課程的講解進行對比,從感性上進一步熟悉這些演算法的本質和對不同訊號的處理結果;

3.熟悉dsp(ts101)的dma資料傳輸和鏈路口通訊方式,並能有效的對其外部介面進行控制設計;

4.熟悉ts101的指令系統,能對處理演算法進行修改。

理論基礎:

匹配濾波器是指濾波器的效能與訊號的頻率特性相一致,使濾波器輸出端的訊號瞬時功率與雜訊平均功率的比值最大。即當訊號與雜訊同時進入濾波器時,它使訊號成分在某一瞬間出現尖峰值,而雜訊成分受到抑制。

假設雷達發射訊號(基帶訊號)為,其頻譜為,那麼匹配濾波器的頻率響應和衝激響應分別可表示為:

可見,匹配濾波器只與發射訊號本身有關,可以最大程度地提高訊雜比。匹配濾波的實現方案如下圖所示。輸入訊號為模擬i,q兩路復訊號,對其進行fft,得到頻率復訊號,再與匹配濾波器系統相乘,最後進行ifft,得到匹配濾波結果。

匹配濾波的實現方案

用matlab中產生適當的的線性調頻訊號,並對其進行數字正交解調,得到i,q兩路資料,同時生成匹配濾波器係數、fft和ifft蝶形運算係數,並將這些資料和係數儲存為dat資料檔案。在dsp程式中載入i,q兩路資料,並對其進行匹配濾波,利用整合開發環境提供的畫圖功能觀察匹配濾波的結果。

具體實驗步驟如下:

1.用matlab產生中心頻率為10mhz,頻寬為200khz,脈衝寬度為60us的線性調頻訊號,對其進行正交解調,取樣頻率為8mhz,得到i,q兩路資料,並將資料儲存為idata.dat和qdata.dat;

2.利用matlab生成fft和ifft的蝶形運算係數,分別儲存為twid1k.dat和itwid1k.dat;

3.由i,q兩路資料生成復訊號,在matlab中對其進行fourier變換,再進行共軛和資料反轉,得到匹配濾波器係數並儲存為lfm_para.dat;

4.在matlab中對上述訊號進行匹配濾波,並對結果進行分析;

5.在visual dsp++中,新建工程tsdsp1,選擇session:adsp-ts101 tighersharc cycle accurate simulator platform,編寫dsp1程式:開闢儲存區載入濾波器係數和蝶形係數(例如載入蝶形係數.

var twidik[1024]=」twid1k.dat」),注意各子程式的入口及出口暫存器。主程式的流程為:

先把i,q兩路訊號組成乙個復訊號,進行fft變換,然後與匹配濾波係數相乘,然後進行ifft變換,最後對匹配濾波結果求模。

6.編譯工程檔案,在idle處設定斷點,執行至斷點處,觀察匹配濾波的結果。

matlab**結果如下:

visual dsp++反震結果如下:

實驗心得

通過這兩次的微處理器與dsp實驗,初步掌握了visual dsp++軟體的操作方法及演算法實現,了解到可以在visual dsp++軟體開發平台上進行軟體模擬**、硬體**除錯和程式的燒寫。本次實驗還用到了matlab,讓我對matlab有了更深的認識。

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