数字信号处理课程设计

数字信号处理课程设计
数字信号处理课程设计

数字信号处理

院系:电子信息与电气工程学院

专业:电子信息工程专业

班级:电信班

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摘要

滤波器设计在数字信号处理中占有极其重要的地位,FIR数字滤波器和IIR 滤波器是滤波器设计的重要组成部分。利用MATLAB信号处理工具箱可以快速有效地设计各种数字滤波器。课题基于MATLAB有噪音语音信号处理的设计与实现,综合运用数字信号处理的理论知识对加噪声语音信号进行时域、频域分析和滤波。通过理论推导得出相应结论,再利用 MATLAB 作为编程工具进行计算机实现。在设计实现的过程中,使用窗函数法来设计FIR数字滤波器,用巴特沃斯、切比雪夫和双线性变法设计IIR数字滤波器,并利用MATLAB 作为辅助工具完成设计中的计算与图形的绘制。通过对对所设计滤波器的仿真和频率特性分析,可知利用MATLAB信号处理工具箱可以有效快捷地设计FIR和IIR数字滤波器,过程简单方便,结果的各项性能指标均达到指定要求。

关键词数字滤波器 MATLAB 窗函数法巴特沃斯

目录

摘要 (1)

1 引言 (1)

1.1课程设计目的 (1)

1.2 课程设计内容及要求 (1)

1.3课程设计设备及平台 (1)

1.3.1 数字滤波器的简介及发展 (1)

1.3.2 MATLAB软件简介 (2)

2 课程设计原理及流程 (4)

3.课程设计原理过程 (4)

3.1 语音信号的采集 (4)

3.2 语音信号的时频分析 (5)

3.3合成后语音加噪声处理 (7)

3.3.1 噪声信号的时频分析 (7)

3.3.2 混合信号的时频分析 (8)

3.4滤波器设计及消噪处理 (10)

3.4.1 设计IIR和FIR数字滤波器 (10)

3.4.2 合成后语音信号的消噪处理 (13)

3.4.3 比较滤波前后语音信号的波形及频谱 (13)

3.4.4回放语音信号 (15)

3.5结果分析 (15)

4 结束语 (15)

5 参考文献 (16)

1 引言

1.1课程设计目的

(1)学会MATLAB的使用,掌握MATLAB的程序设计方法;

(2)掌握在Windows环境下语音信号采集的方法;

(3)掌握数字信号处理的基本概念、基本理论和基本方法;

(4)掌握MATLAB设计IIR滤波器和FIR滤波器;

(5)学会用MATLAB对信号进行分析和处理。

1.2 课程设计内容及要求

选择一个语音信号作为分析的对象,或录制一段各人自己的语音信号,对其进行频谱分析;利用MATLAB中的随机函数产生噪声加入到语音信号中,模仿语音信号被污染,并对其进行频谱分析;设计IIR和FIR数字滤波器,并对被噪声污染的语音信号进行滤波,分析滤波后信号的时域和频域特征,回放语音信号。

1.3课程设计设备及平台

1.3.1 数字滤波器的简介及发展

数字滤波器是指完成信号滤波处理功能的,用有限精度算法实现的离散时间线性非时变系统,其输入是一组数字量,其输出是经过变换的另一组数字量。因此,数字滤波器本身既可以是用数字硬件装配成的一台完成给定运算的专用的数字计算机,也可以将所需要的运算编成程序,让通用计算机来执行。

从数字滤波器的单位冲击响应来看,可以分为两大类:有限冲击响应(FIR)数字滤波器和无限冲击响应(IIR)数字滤波器。滤波器按功能上分可以分为低通滤波器(LPF)、高通滤波器(HPF)、带通滤波器(BPF)、带阻滤波器(BSF)。

相对于模拟滤波器,数字滤波器没有漂移,能够处理低频信号,频率响应特性可做成非常接近于理想的特性,且精度可以达到很高,容易集成等,这些优势决定了数字滤波器的应用将会越来越广泛。同时DSP处理器的出现和FPGA的迅速发展也促进了数字滤波器的发展,并为数字滤波器的硬件实现提供了更多的选择。

数字滤波器具有以下显著优点:精度高:模拟电路中元件精度很难达到10-3,

以上,而数字系统17位字长就可以达到10-5精度。因此在一些精度要求很高的滤波系统中,就必须采用数字滤波器来实现。[1]

灵活性大:数字滤波器的性能主要取决于乘法器的各系数,而这些系数是存放在系数存储器中的,只要改变存储器中存放的系数,就可以得到不同的系统,这些都比改变模拟滤波器系统的特性要容易和方便的多,因而具有很大的灵活性。

可靠性高:因为数字系统只有两个电平信号:“1”和“0”,受噪声及环境条件的影响小,而模拟滤波器各个参数都有一定的温度系数,易受温度、振动、电磁感应等影响。并且数字滤波器多采用大规模集成电路,如用CPLD或FPGA来实现,也可以用专用的DSP处理器来实现,这些大规模集成电路的故障率远比众多分立元件构成的模拟系统的故障率低。

易于大规模集成:因为数字部件具有高度的规范性,便于大规模集成,大规模生产,且数字滤波电路主要工作在截止或饱和状态,对电路参数要求不严格。因此产品的成品率高,价格也日趋降低。相对于模拟滤波器,数字滤波器在体积、重量和性能方面的优势己越来越明显。比如在用一些用模拟网络做的低频滤波器中,网络的电感和电容的数值会大到惊人的程度,甚至不能很好地实现,这时候若采用数字滤波器则方便的多。

并行处理数字滤波器的另外一个最大优点就是可以实现并行处理,比如数字滤波器可采用DSP处理器来实现并行处理。

在很多实际应用中如语音和音频信号处理中,数字滤波器来实现选频功能。因此,指标的形式应为频域中的幅度和相位响应。

1.3.2 MATLAB软件简介

20世纪70年代,美国新墨西哥大学计算机科学系主任Cleve Moler为了减轻学生编程的负担,用FORTRAN编写了最早的MATLAB。1984年由Little、Moler、Steve Bangert合作成立了的MathWorks公司正式把MATLAB 推向市场。到20世纪90年代,MATLAB已成为国际控制界的标准计算软件。

MATLAB是矩阵实验室(Matrix Laboratory)之意。除具备卓越的数值计算能力外,它还提供了专业水平的符号计算,文字处理,可视化建模仿真和实时控制等功能。MATLAB的基本数据单位是矩阵,它的指令表达式与数学,工程中常用

的形式十分相似,故用MATLAB来解算问题要比用C,FORTRAN等语言完相同的事情简捷得多,工具包又可以分为功能性工具包和学科工具包。

功能工具包用来扩充MATLAB的符号计算,可视化建模仿真,文字处理及实时控制等功能。学科工具包是专业性比较强的工具包,控制工具包,信号处理工具包,通信工具包等都属于此类。

MATLAB具有许多的优点比如:语言简洁紧凑,使用方便灵活,库函数极其丰富;MATLAB既具有结构化的控制语句(如for循环,while循环,break语句和if语句),又有面向对象编程的特性;程序的可移植性很好,基本上不做修改就可以在各种型号的计算机和操作系统上运行,等等优点。

MATLAB 的应用范围非常广,包括信号和图像处理、通讯、控制系统设计、测试和测量、财务建模和分析以及计算生物学等众多应用领域。附加的工具箱(单独提供的专用MATLAB 函数集)扩展了MATLAB 环境,以解决这些应用领域内特定类型的问题。

(1)MATLAB常用基本数学函数:

abs(x):纯量的绝对值或向量的长度、angle(z):复数z的相角(Phase angle)、 sqrt(x):开平方、 real(z):复数z的实部、imag(z):复数z 的虚部、conj(z):复数z的共轭复数、round(x):四舍五入至最近整数、fix(x):无论正负,舍去小数至最近整数、floor(x):地板函数,即舍去正小数至最近整数、ceil(x):天花板函数,即加入正小数至最近整数、

rat(x):将实数x化为多项分数展开、rats(x):将实数x化为分数表示、sign(x):符号函数 (Signum function)。当x<0时,sign(x)=-1;当x=0时,sign(x)=0;当x>0时,sign(x)=1。rem(x,y):求x除以y的馀数gcd(x,y):整数x和y的最大公因数、lcm(x,y):整数x和y的最小公倍数、exp(x) :自然指数pow2(x):2的指数、log(x):以e为底的对数,即自然对数或、log2(x):以2为底的对数、log10(x):以10为底的对数sin(x):正弦函数、cos(x):余弦函数、tan(x):正切函数。[3]

(2)MATLAB作图语句:

一维数组即一个行向量或列向量的作图用“plot”命令画。这时横轴表示数组中各数的序号。“plot”还可以用指定的自变量数组和对应的函

数数组来作图。如果是二维数组,则横、纵轴分别表示第1个向量和第2

个向量。函数subplot可以把一个图形窗分为几个区域,在每个区域中分别绘图。此外,还可以绘制三维图形(mesh)、直方图(hist)、等值线图(contour)等。

(3)控制语句:

MATLAB有和其他高级语言相类似的控制语句,如循环(for)、中止循环(break)、条件(if,while)等。

(4)用于数字信号处理的工具箱——Signal

它包含数字信号处理常用的滤波器设计、傅里叶变换、z变换等。

2 课程设计原理及流程

课程设计具体流程如下:

(1)语音信号的采集;

(2)语音信号的频谱分析;

要求首先画出语音信号的时域波形;然后对语音信号进行频谱分析,在MATLAB中,可以利用函数fft对信号进行快速付立叶变换,得到信号的频谱特性;从而加深对频谱特性的理解;

(3)数字滤波器的设计;

低通滤波器性能指标wp=0.2*pi,ws=0.5*pi,rs=50dB,rp=1 dB。在MATLAB 中,可以用双线性变换法设计IIR数字滤波器,利用函数fir1设计FIR数字滤波器。

(4)对语音信号进行滤波处理;

(5)对滤波前后的语音信号频谱进行对比分析。

3.课程设计原理过程

3.1 语音信号的采集

要求利用windows下的录音机(开始—程序—附件—娱乐—录音机,文件—属性—立即转换—8000KHz,8位,单声道)或其他软件,录制一段自己的话音,时间控制在1秒左右。然后在MATLAB软件平台下,利用函数wavread对语音信号进行采样,记住采样频率和采样点数。通过wavread函数的使用,要求理解采样频

率、采样位数等概念。

3.2 语音信号的时频分析

利用MATLAB中的“wavread”命令来读入(采集)语音信号,将它赋值给某一向量。再对其进行采样,记住采样频率和采样点数。下面介绍Wavread 函数几种调用格式。

(1)y=wavread(file)

功能说明:读取file所规定的wav文件,返回采样值放在向量y中。

(2)[y,fs,nbits]=wavread(file)

功能说明:采样值放在向量y中,fs表示采样频率(hz),nbits表示采样位数。

(3)y=wavread(file,N)

功能说明:读取钱N点的采样值放在向量y中。

(4)y=wavread(file,[N1,N2])

功能说明:读取从N1到N2点的采样值放在向量y中。

接下来,对语音信号进行采样。其程序如下:

[y,fs,nbits]=wavered('D:\guan.wav '); %把语音信号加载入Matlab 仿真软件平台中

然后,画出语音信号的时域波形,再对语音信号进行频谱分析。MATLAB提供了快速傅里叶变换算法FFT计算DFT的函数fft,其调用格式如下:

Xk=fft(xn,N)

参数xn为被变换的时域序列向量,N是DFT变换区间长度,当N大于xn的长度时,fft函数自动在xn后面补零。,当N小于xn的长度时,fft函数计算xn的前N个元素,忽略其后面的元素。

在本次设计中,我们利用fft对语音信号进行快速傅里叶变换,就可以得到信号的频谱特性。其程序如下,波形如图3-1所示:

[wav,fs,Nbits] =wavread('D:\guan.wav ') ;

n=length(wav); %求出声音长度

t=0:1/fs:(n-1)/fs; %时间t 从0到n-1

sound(wav,fs) ; %对加载的语音信号进行回放

subplot(2,2,1) ;

hold on;

plot(wav); %做原始语音信号的时域图形title('原始语音信号时域波形12037102');

%傅里叶变换

y1=fft(wav,n) ;

subplot(2,2,2) ;

hold on;

plot(y1); %做原始语音信号的傅里叶变换title('原始语音傅里叶变换12037102');

%对原始信号频域分析

subplot(2,2,3) ;

hold on;

plot(abs(y1)); %原始信号的频谱图像title('原始信号的频谱分析12037102');

图3-1 原始信号波形及频谱

3.3合成后语音加噪声处理

3.3.1 噪声信号的时频分析

创建一个噪声信号,该噪声信号为noise=800000000*sin(2*pi*fs*t)。其中噪声信号Au=800000000;pi为圆周率π≈3.14;fs为提取的原始声音信号的频率值,时间t为从0到(n-1)/fs的每隔1/fs取一个值的一个函数,即t=0:1/fs:(n-1)/fs(其中n=length(wav),为原始信号波的长度),时间长度和原始信号的长度一样。获得的噪声不是一个标准的正弦波,而是一个幅值随时间非线性增大的波,这样的波比较符合现实中嘈杂的环境。分析噪声信号的傅里叶变换和频谱。具体程序如下,波形如图3-2所示:

[wav,fs,Nbits] =wavread('D:\guan.wav ') ;

n=length(wav);

t=0:1/fs:(n-1)/fs;

%噪声信号为正弦波

noise=800000000*sin(2*pi*fs*t);

subplot(2,2,1) ;

hold on;

plot(noise); %噪声信号

title('噪声信号12037102');

sound(noise,fs) ; %对噪声信号进行回放

%噪声信号傅里叶变换

noifft=fft(noise);

subplot(2,2,2) ;

hold on;

plot(noifft); %做噪声信号傅里叶变换图形

title('噪声信号傅里叶变换12037102');

%对噪声信号频域分析

subplot(2,2,3) ;

hold on;

plot(abs(noifft)); %做噪声信号频谱分析

title('噪声信号频谱分析12037102');

图3-2 噪声信号波形及频谱

3.3.2 混合信号的时频分析

将噪声信号和原始信号进行叠加。因为原始声音信号wav为[n,2]n行2列的矩阵,而噪声信号为[1,n]1行n列的矩阵,所以要想这两个矩阵相加,必须做一些基本变换。首先对噪声信号进行转置:noiseT=noise’,然后在对新的信号加上一列空值,即wavch=[noise',zeros(n,1)]其中n为声音信号的长度。之后将声音信号和噪声信号叠加,即将两个矩阵相加wavbo=wavch+wav。分析叠加后混合信号的的傅里叶变换和频谱. 具体程序如下,波形如图3-3所示:[wav,fs,Nbits] =wavread('D:\guan.wav ') ;

n=length(wav);

t=0:1/fs:(n-1)/fs;

noise=800000000*sin(2*pi*fs*t);

%对噪声进行变换

n2=length(noise);

wavch=[noise',zeros(n2,1)]; %对噪声进行变换,转换成为和原始信号一样的矩阵

wavbo=wavch+wav; %噪声叠加

sound(wavbo,fs);

subplot(2,2,1) ;

hold on

plot(wavbo); %混合信号

title('混合信号12037102');

%加入噪声的信号频谱分析

wavbofft=fft(wavbo,n);

subplot(2,2,2) ;

hold on

plot(wavbofft); %做混合信号的傅里叶变换

title('混合信号傅里叶变换12037102');

%混合信号频谱分析

subplot(2,2,3) ;

hold on

plot(abs(wavbofft)); %混合信号的频谱分析

title('混合信号频谱分析12037102');

图3-3 混合信号波形及频谱

在图3-3中,绿色的代表的是原始语音信号的波形和频谱图,蓝色的代表的是混合信号的波形和频谱图。通过上面图片的对比,很明显可以看到混合信号时域波形比原始语音信号浑浊了许多;通过对原始语音信号的频谱图与加噪后的语音信号频谱图的对比,也可以看出在频率200000Hz以后的频率幅值发生了明显的增加。

加噪后的语音信号在听觉上比原始语音信号要浑浊很多,而且还有吱吱的混杂音。

3.4滤波器设计及消噪处理

3.4.1 设计IIR和FIR数字滤波器

IIR滤波器和FIR滤波器的设计方法完全不同。IIR滤波器设计方法有间接法和直接法,间接法是借助于模拟滤波器的设计方法进行的。其设计步骤是:先设计过渡模拟滤波器得到系统函数H(s),然后将H(s)按某种方法转换成数字滤波器的系统函数H(z)。FIR滤波器比鞥采用间接法,常用的方法有窗函数法、频率采样发和切比雪夫等波纹逼近法。对于线性相位滤波器,经常采用FIR滤波

器。

对于数字高通、带通滤波器的设计,通用方法为双线性变换法。可以借助于模拟滤波器的频率转换设计一个所需类型的过渡模拟滤波器,再经过双线性变换将其转换策划那个所需的数字滤波器。具体设计步骤如下:

(1)确定所需类型数字滤波器的技术指标。

(2)将所需类型数字滤波器的边界频率转换成相应的模拟滤波器的边界频率,转换公式为Ω=2/T tan(0.5ω)

(3)将相应类型的模拟滤波器技术指标转换成模拟低通滤波器技术指标。

(4)设计模拟低通滤波器。

(5)通过频率变换将模拟低通转换成相应类型的过渡模拟滤波器。

(6)采用双线性变换法将相应类型的过渡模拟滤波器转换成所需类型的数字滤波器。

我们知道,脉冲响应不变法的主要缺点是会产生频谱混叠现象,使数字滤波器的频响偏离模拟滤波器的频响特性。为了克服之一缺点,可以采用双线性变换法。

下面我们总结一下利用模拟滤波器设计IIR数字低通滤波器的步骤:

(1)确定数字低通滤波器的技术指标:通带边界频率、通带最大衰减,阻带截止频率、阻带最小衰减。

(2)将数字低通滤波器的技术指标转换成相应的模拟低通滤波器的技术指标。

(3)按照模拟低通滤波器的技术指标设计及过渡模拟低通滤波器。

(4)用双线性变换法,模拟滤波器系统函数转换成数字低通滤波器系统函数。

如前所述,IIR滤波器和FIR滤波器的设计方法有很大的区别。下面我们着重介绍用窗函数法设计FIR滤波器的步骤。如下:

(1)根据对阻带衰减及过渡带的指标要求,选择串窗数类型(矩形窗、三角窗、汉宁窗、哈明窗、凯塞窗等),并估计窗口长度N。先按照阻带衰减选择窗函数类型。原则是在保证阻带衰减满足要求的情况下,尽量选择主瓣的窗函数。

(2)构造希望逼近的频率响应函数。

(3)计算h(n).。

(4)加窗得到设计结果。

在Matlab中,可以利用函数fir1设计FIR滤波器,利用函数butter,cheby1和ellip设计IIR滤波器。

hn=fir1(M,wc,window),可以指定窗函数向量window。如果缺省window 参数,则fir1默认为海明窗。其中可选的窗函数有Rectangular Barlrtt Hamming Hann Blackman窗,其相应的都有实现函数。在本课程里面,As= MATLAB信号处理工具箱函数buttp buttor butter是巴特沃斯滤波器设计函数,其有5种调用格式,本课程设计中用到的是[N,wc]=butter(N,wc,Rp,As,),该格式用于计算巴特沃斯数字滤波器。

函数butter,cheby1和ellip设计IIR滤波器时都是默认的双线性变换法,所以在设计滤波器时只需要代入相应的实现函数即可。

通过对原始信号和噪声信号的分析可知,采用一个低通滤波器可以最大效果地将原始波形从混合波形中提取出来。下面我们将给出FIR和IIR数字低通滤波器的主要程序如下,波形如图3-4所示:

IIR数字滤波器: FIR数字滤波器:

wp=0.2; rp=1; wp=0.2*pi;ws=0.5*pi;

ws=0.5; rs=50; B=ws-wp;

[N, wc]=buttord(wp,ws,rp,rs); N=ceil(8*pi/B);

[B, A]=butter(N,wc); wc=(wp+B/2)/pi;

hn=fir1(N-1,wc);

图3-4 混合信号波形及频谱

3.4.2 合成后语音信号的消噪处理

用自己设计的各滤波器分别对加噪的语音信号进行滤波,在Matlab中,FIR 滤波器利用函数fftfilt对信号进行滤波,IIR滤波器利用函数filter对信号进行滤波。

函数fftfilt用的是重叠相加法实现线性卷积的计算。调用格式为:y=fftfilter(h,x,M)。其中,h是系统单位冲击响应向量;x是输入序列向量;y 是系统的输出序列向量;M是有用户选择的输入序列的分段长度,缺省时,默认的输入向量的重长度M=512。

函数filter的调用格式:yn=filter(B,A.xn),它是按照直线型结构实现对xn的滤波。其中xn是输入信号向量,yn输出信号向量。

滤波器调用程序如下:

FIR数字滤波器 lv=fftfilt(hn,wavbo);

IIR数字滤波器 lv=filter(B,A,wavbo);

3.4.3 比较滤波前后语音信号的波形及频谱

FIR数字滤波器滤波前后波形如图3-5所示,对滤波前后语音信号的分析:

图3-5 滤波前后信号波形及频谱

这是窗函数法设计的滤波器滤波,从图3-5我们可以看到噪音信号大部分被滤除了。

IIR数字滤波器滤波前后波形如图3-6所示,对滤波前后语音信号的分析:

图3-6 滤波前后信号波形及频谱

图3-6我们可以看出,经过巴特沃斯滤波后,语音信号基本上被提取出来,运行程序后,可以听到较纯的语音。观察图3-5和3-6,发现两种滤波器的滤波效果几乎相同。

3.4.4回放语音信号

经过以上的加噪声处理后,可在Matlab中用函数sound对声音进行回放。其调用格式:sound(y,Fs),sound(y)和sound(y,Fs,bits)。可以察觉滤波前后的声音有明显的变化。

3.5结果分析

语音信号处理是语音学与数字信号处理技术相结合的交叉学科,课题在这里不讨论语音学,而是将语音当做一种特殊的信号,即一种“复杂向量”来看待。也就是说,课题更多的还是体现了数字信号处理技术。

课题的特色在于它将语音信号看作一个向量,于是就把语音数字化了。那么,就可以完全利用数字信号处理的知识来解决语音及加噪处理问题。我们可以像给一般信号做频谱分析一样,来对语音信号做频谱分析,也可以较容易的用数字滤波器来对语音进行滤波处理。通过比较加噪前后,语音的频谱和语音回放,能明显的感觉到加入噪声后回放的声音与原始的语音信号有很大的不同,前者随较尖锐的干扰啸叫声。从含噪语音信号的频谱图中可以看出含噪声的语音信号频谱,在整个频域范围内分是布均匀。其实,这正是干扰所造成的。通过滤波前后的对比,低通滤波器能过很好的提取出原始语音信号。由此可见,语音信号主要分布在低频段。

4 结束语

这次课程设计,由于自己数字信号处理的理论课程跟不上进度,对数字滤波器的设计缺少认识。而且需要运用MATLAB软件,所以比较吃力。设计过程,看了一遍数字信号处理课程关于数字滤波器的设计的内容,再通过利用参考文献与网络,完成了用MATLAB进行数字信号处理课程设计。

通过课程设计,加深了对课堂抽象概念的理解,巩固了课堂上所学的理论知识,并能很好地理解与掌握数字信号处理中的基本概念、基本原理、基本分析方法。同时掌握编程方法和解决实际问题的技巧。

通过这次练习是我进一步了解了信号的产生、采样及频谱分析的方法。以

及其中产生信号和绘制信号的基本命令和一些基础编程语言。让我感受到只有在了解课本知识的前提下,才能更好的应用这个工具;并且熟练的应用MATLAB也可以很好的加深我对课程的理解,方便我的思维。这次设计使我了解了MATLAB 的使用方法,学会分析滤波器的优劣和性能,提高了分析和动手实践能力。同时我相信,进一步加强对MATLAB的学习与研究对我今后的学习将会起到很大的帮助。

与其他高级语言的程序设计相比,MATLAB环境下可以更方便、快捷地设计出具有严格线性相位的FIR滤波器,节省大量的编程时间,提高编程效率,且参数的修改也十分方便,还可以进一步进行优化设计。相信随着版本的不断提高,MATLAB在数字滤波器技术中必将发挥更大的作用。同时,用MATLAB计算有关数字滤波器的设计参数,如H(z)、h(n)等,对于数字滤波器的硬件实现也提供了一条简单而准确的途径和依据。

5 参考文献

[1] 余成波,《数字信号处理及MATLAB实现》,清华大学出版社版,北京.2009年

[2] 程佩青,《数字信号处理教程》,清华大学出版社出版,北京,2007年

[3] 丁玉美,《数字信号处理》,西安电子科技大学出版社,西安,2008年

[4] A.V.奥本海姆,《数字信号处理》,科学出版社,北京,2009年

[5] 胡广书,《数字信号处理——理论、算法与实现(第2版)》,电子工业出版社,北京 ,2008年

[6] 高西全,丁玉美,《数字信号处理(第3版)》,西安电子科技大学出版社,北京,2008年

[7] 刘泉,阙大顺,《数字信号处理原理与实现》,电子工业出版社,北京,2005年

[8] 张磊,毕靖,《郭莲英.MATLAB实用教程》,人民邮电出版社,北京,2008年

[9] 张威, 《MATLAB基础与编程入门》,西安电子科技大学出版社,西安,2006

[10] 周利清,苏菲, 《数字信号处理基础》,北京邮电大学出版社,北京,2005

微机原理课程设计数字时钟程序

河北科技大学 课程设计报告 学生姓名:学号: 专业班级: 电子信息科学与工程 课程名称:微型计算机原理及应用 学年学期: 2 01 1 —2012 学年第1 学期 指导教师: 20 0 1 1年 1 2月 课程设计成绩评定表

目录 一、课设题目及目的………………………………….4 二、设计任务………………………………………….4 三、总框图及设计流程 (4) 四、?源程序清单 (6) 五、?调试结果及显示 (19) 六、?个人贡献………………………………………….19 七、课程设计总结及体会 (21) 一、课设题目及目的 实习题目:数字时钟程序 实习目的:通过实习,使我们进一步弄懂所学到的课本知识,巩固和深化对8086系统的指令系统、中断系统、键盘/显示系统、程序设计、应用开发等基本理论知识的理解,提高汇编语言应用于技术的实践操作技能,掌握汇编语言应用系统设计、研制的方法,培养利用科技革新、开发和创新的基本能力,为毕业后从事与其相关的工作打下一定的基础。

二、课设任务 本课题为利用汇编语言设置时钟程序,其显示效果为:截取系统时间,能以时、分、秒(其中时为24小时制)的形式显示,并且通过合理的操作能修改时和分的内容来修改时间。再有,可以给它设定一个ALARM时间,到这个时间它就能产生信号,起到定时作用,。除此之外还能显示日期,日期分为年、月、日,其显示方式为xxxx年xx 月xx日。 ' *

DB '***********PRESS ESCBUTTON TO EXIT**************',0AH,0DH,'$' TN DB'PLEASE INPUT THE NEW TIME(HH:MM:SS):',0DH,0AH,'$' TMDB'PLEASE INPUT THE ALARM TIME (HH:MM:SS):',0DH,0AH,'$' MUSICMESS DB'PLEASE CHOOSE THE TYPE OF MUSIC:1(FAST) 2(MIDDLE) 3(SLOW)',0DH,0AH,'$' MESS2DB'TIME IS:',0AH,0DH,'$' MESS3DB 'TODAY IS:',0AH,0DH,'$' DBUFFER1DB20DUP('') T_BUFFD B 40 ;在数据段开一段时间显示缓冲区 DB ? DB 40DUP(?) HOR DB? MIN DB? SEC DB? TEMPHOR DB ? TEMPMIN DB? TEMPSEC DB? MUSIC DW 800;存放音乐的频率数DATA ENDS STACK SEGMENT DB 100 DUP(?) STACK ENDS CODESEGMENT ASSUME CS:CODE,SS:STACK,DS:DATA START: CALL CLEAR ;调用清屏子程序 DISPLAY:;时间显示部分 MOV AX,DATA MOVDS,AX MOVBX,OFFSETT_BUFF;送T_BUFF的偏移地址到BX MOV AH,2CH;调用DOS时间调用功能,功能号:2CH,小时,分钟,秒数分别保存在CH,CL,DH中 INT 21H ;判断时间是否相等SUB DH,1;秒数+1修正 CALL CHECK ;.........................................................................

《数字逻辑》数字时钟课程设计报告资料

《数字逻辑》课程设计报告 题目数字时钟 学院(部)信息工程学院 专业计算机科学与技术 班级计算机一班 学生姓名 学号20132402 6 月29 日至 7 月 3 日共1 周 指导教师(签字)

题目 一.摘要: 钟表的数字化给人们的生产生活带来了极大的方便,并且极大的扩展了钟表原先的报时功能。诸如定时自动报有这些,都是以钟表数字化为基础的。因此,研究数字钟及扩大其应用,有着非常警、学校的按时自动打铃、时间程序自动控制、定时广播、定时启闭路灯,甚至各种定时电气的自启用等。所现实的意义。本次数电课设我组设计的数字时钟是由石英晶体振荡器、分频器、计数器、译码器、显示器、校时电路、报时电路和计时电路组成,石英晶体振荡器产生的信号经过分频器作为秒脉冲,秒脉冲送入计数器计数,计数结果通过“时”、“分”、“秒”译码器在七段显示器上显示时间。 二.关键词: 校时计时报时分频石英晶体振荡器 三.技术要求: 1、有“时”、“分”、“秒”(23小时59分59秒)显示且有校时功能; 2、有计时功能,时钟不会在计时的时候停下。计时范围是0~99秒; 3、有闹铃功能,闹铃响的时间由使用者自己设置,闹铃时间至少一分钟; 4、要在七段显示器(共阴极6片)显示时间; 5、电子钟要准确正常地工作。 四、方案论证与选择: 钟表的是长期使用的器件,误差容易积累由此增大。所以要求分频器产生的秒脉冲要极其准确。而石英晶体产生的信号是非常稳定的,所以我们使用石英晶体产生的信号经过分频电路作为秒脉冲。秒脉冲信号经过6级计数器,分别得到“秒”、“分”、“时”的个位、十位的计时。由实际的要求,“秒”、“分”计数器为60进制的计数器,小时为24进制。由于74LS160十进制加法计数器易于理解使用,我们在设计各个计数器时都是由采用74LS160芯片级联构成。在计时部分,最小单位是0.01s,我们采用555多谐振荡器产生100HZ的信号作为秒脉冲进入一个4级计数器,计时范围是0~99秒。石英晶体

dsp课程设计实验报告

DSP 课程设计实验 一、语音信号的频谱分析: 要求首先画出语音信号的时域波形,然后对语音信号进行频谱分析。在MATLAB 中,可以利用函数fft 对信号进行快速傅立叶变换,得到信号的频谱特性,从而加深对频谱特性的理解。 其程序为: >> [y,fs,bits]=wavread('I:\',[1024 5120]); >> sound(y,fs,bits); >> Y=fft(y,4096); >> subplot(221);plot(y);title('原始信号波形'); | >> subplot(212);plot(abs(Y));title('原始信号频谱'); 程序运行结果为: 二、设计数字滤波器和画出频率响应: 根据语音信号的特点给出有关滤波器的性能指标: 低通滤波器性能指标,p f =1000Hz ,c f =1200Hz ,s A =100dB ,p A =1dB ; 高通滤波器性能指标,c f =4800Hz ,p f =5000Hz ,s A =100dB ,p A =1dB ; 带通滤波器性能指标,1p f =1200Hz ,2p f =3000Hz ,1c f =1000Hz ,2c f =3200Hz ,s A =100dB , p A =1dB ;

】 要求学生首先用窗函数法设计上面要求的三种滤波器,在MATLAB中,可以利用函数firl 设计FIR滤波器;然后再用双线性变换法设计上面要求的三种滤波器,在MATLAB中,可以利用函数butte、cheby1和ellip设计IIR滤波器;最后,利用MATLAB中的函数freqz画出各种滤波器的频率响应,这里以低通滤波器为例来说明设计过程。 低通: 用窗函数法设计的低通滤波器的程序如下: >> fp=1000;fc=1200;As=100;Ap=1;fs=22050; >> wc=2*fc/fs;wp=2*fp/fs; >> N=ceil(/*(wc-wp)/2))+1; >> beta=*; >> Win=Kaiser(N+1,beta); 、 >>b=firl(N,wc,Win); >>freqz(b,1,512,fs); 程序运行结果: 这里选用凯泽窗设计,滤波器的幅度和相位响应满足设计指标,但滤波器长度(N=708)太长,实现起来很困难,主要原因是滤波器指标太苛刻,因此,一般不用窗函数法设计这种类型的滤波器。 用双线性变换法设计的低通滤波器的程序如下: >> fp=1000;fc=1200;As=100;Ap=1;fs=22050; >> wc=2*fc/fs;wp=2*fp/fs; 》 >> [n,wn]=ellipord(wp,wc,Ap,As); >> [b,a]=ellip(n,Ap,As,wn); >> freqz(b,a,512,fs); ^

DSP课程设计总结报告

课程设计总结报告课程名称DSP控制器及其应用 设计题目万年历设计 业专电子信息工程 班级 姓名 学号

指导教师 报告成绩 信息工程学院 年六月十三日二〇一四 录目 言前 (3) 设计要求第一章4.....................................................................................基本要求1.14.....................................................................................

系统的组成和工作原理第二章5............................................................. 芯片的工作原理VC5509APGE2.1DSPTMS3205.............................. 液晶显示器的工作原理2.2LCD16026..............................................主电路图及程序流程图第三章.. (7) 主电路图3.17...................................................................................... 程序总流程图3.27.............................................................................. 程序分块流程图3.38..........................................................................软件程序设计第四章9.............................................................................

数字时钟课程设计方案设计方案

课程设计题目名称:数字时钟 专业名称:电气工程及其自动化班级: ******** 学号: *******8 学生姓名: ******* 任课教师: *******

《电子技术课程设计》任务书

2.对课程设计成果的要求〔包括图表(或实物)等硬件要求〕:设计电路,安装调试或仿真,分析实验结果,并写出设计说明书,语言流畅简洁,文字不得少于3500字。要求图纸布局合理,符合工程要求,使用Protel软件绘出原理图(SCH)和印制电路板(PCB),器件的选择要有计算依据。 3.主要参考文献:⑴《电子技术课程设计指导》彭介华编,高等教育出版社,1997年10月 ⑵《数字电子技术》康华光编著高等教育出版社, 2001年 要求按国标GB 7714—87《文后参考文献著录规则》书写。 4.课程设计工作进度计划: 序号起迄日期工作内容 初步设想和资料查询,原理图的绘画 1 2015.11.18-2015.12.21 仿真调试,元件参数测定,实物的拼接与测试 2 2015.12.21-2016.1.8 叙写设计报告,总结本次设计,论文提交 3 2016.1.8-2016.1.18 主指导教师日期:年月日

摘要 数字时钟已成为人们日常生活中必不可少的必需品,广泛于个人家庭以及办公室等公共场所,给人们的生活、学习、工作、娱乐带来了极大的方便。并且数字时钟具有走时准确、性能稳定、携带方便等优点,它还用于计时、自动报时及自动控制等各个领域。报告围绕此次数字钟的设计进行介绍、总结,包含了设计的步骤,前期的准备,装配的过程。在实装时,采用了74LS90进行计数,用CD4060产生秒脉冲,CD4511进行数码管转换显示,还要考虑电路的校时、校分,每块芯片各设计为几进制等等,最后实现了数字钟设计所要求的各项功能:时钟显示功能;快速校准时间的功能。 关键字:数字时钟校时CD4511

dsp课程设计实验报告总结

DSP课程设计总结(2013-2014学年第2学期) 题目: 专业班级:电子1103 学生姓名:万蒙 学号:11052304 指导教师: 设计成绩: 2014 年6 月

目录 一设计目的----------------------------------------------------------------------3 二系统分析----------------------------------------------------------------------3 三硬件设计 3.1 硬件总体结构-----------------------------------------------------------3 3.2 DSP模块设计-----------------------------------------------------------4 3.3 电源模块设计----------------------------------------------------------4 3.4 时钟模块设计----------------------------------------------------------5 3.5 存储器模块设计--------------------------------------------------------6 3.6 复位模块设计----------------------------------------------------------6 3.7 JTAG模块设计--------------------------------------------------------7 四软件设计 4.1 软件总体流程-----------------------------------------------------7 4.2 核心模块及实现代码---------------------------------------8 五课程设计总结-----------------------------------------------------14

DSP课程设计 (3)

深圳大学考试答题纸 (以论文、报告等形式考核专用) 二○一四~二○一五学年度第1 学期 课程编号 课程 名称 单片机/ARM /DSP技术实践 主讲 教师 评 分 学号姓名 专业年级 题 目: 基于DSP2812的课程设计

一、实验要求 由外接的信号发生器产生一正弦信号(电压范围:0~3V),通过DSP的AD功能对此正弦信号进行采集,通过DSP的SCI功能与PC机之间进行通信,把所采集的AD信号发送至PC机端,在超级终端上进行实时显示。 二、实验原理 2.1 ADC概述 ADC,即模/数转换器,将模拟量转换成数字量,提供给控制器使用。TMS320F2812片上有一个12位分辨率、具有流水线结构的模/数转换器,其机构框图如图1所示。其前端为2个8选1多路切换器和2路同时采样/保持器,构成16个模拟输入通道,模拟通道的切换由硬件自动控制,并将各模拟通道的转换结果顺序存入16个结果寄存器中。 图1 ADC机构框图 2.2 ADC模块特点 (1)带2个8选1多路切换器和双采样/保持器的12位的ADC,共有16个模拟输入通道; (2)模拟量输入范围:0.0V-3.0V;

(3)转换率:在25MHZ的ADC时钟下为80ns; (4)转换结果存储在16个结果存储器中; (5)转换结果=4095*(输入的模拟信号-ADCLO)/3; (6)多种A/D触发方式:软件启动、EVA和EVB; (7)灵活中断方式:可以在每次转换结束或每隔一次转换结束触发中断; 3.AD C转换步骤 (1)初始化DSP系统; (2)设置PIE中断矢量表; (3)初始化ADC模块; (4)将ADC中断的入口地址装入PIE中断矢量表中,开中断; (5)软件启动ADC转换; (6)等待ADC中断; (7)在ADC中断中读取ADC转换结果,软件启动下一次ADC中断。 三、实验实现 3.1硬件方案设计 本实验以TMS320F2812为核心控制部件,利用软件编程,通过ADC模块对试验箱上的信号发生器发出的正弦信号进行采集,由于试验箱上的信号发生器只能调节到2V,所以此次实验只针对2V的正弦信号,再通过串口线与PC机连接,将采集转换的数字信号传送到PC机端的串口助手,并还原成采集时的电压值。硬件框架图如图2所示。本次ADC采用SEED-DEC2812的AD接口的ADCINA6通道。 图2 硬件框架图

微机原理课程设计报告-数字时钟的实现(附代码)

合肥工业大学 计算机与信息学院 课程设计 课程:微机原理与接口技术设计专业班级:计算机科学与技术x班学号: 姓名:

一、设计题目及要求: 【课题6】数字时钟 1.通过8253 定时器作产生秒脉冲定时中断。在中断服务程序中实现秒、分、小时的进位(24小时制)。 2.在七段数码管上显示当前的时分秒(例如,12 点10 分40 秒显示为121040)。 3.按“C”可设置时钟的时间当前值(对准时间)。 二、设计思想: 总体思想: 1、功能概述: 实验箱连线: 本实验建立在Dais实验箱基础上完成的基本连线及程序如下: 138译码器: A,B,C,D,分别连接A2,A3,A4,GS; y0连接8253的CS片选信号; y1连接8259的CS片选信号; 8253连线: 分频信号T2接8253的CLK0; 8253的OUT0接8259的IR7; 8253的gate信号接+5V; 8259连线: 8259的数据线接入数据总线;

本程序包括显示模块,键盘扫描模块,时间计数模块,设置模块等几个模块, (1)程序运行后,LED显示000000初始值,并且开始计数 (2)按C键进行设置初始时间,考虑到第一个数只能是0,1,2,当第一个数显示2时第二个数只能显示0~4,同理下面各位应满足时钟数值的合理的取值; (3)在手动输入初始值时,按D键进行回退1位修改已设置值,连续按D键可以全部进行删除修改。 2、主程序设计 主程序中完成通过调用子程序完成对8253及8259的初始化,对8259进行中断设置。主要在显示子程序和键盘子处理程序之间不断循环,8253每一秒给8259一个刺激,当8259接受到刺激后会给CPU一个中断请求,CPU会转去执行中断子程序,而中断子程序设置成时间计数加,即完成电子表的整体设计。详细流程图见图三-1。 3、LED显示子程序设计 本程序显示部分用了6个共阳极LED作为显示管,显示程序要做到每送一次段码就送一次位码,每送一次位码后,将位码中的0右移1位作为下次的位码,从而可以实现从左到右使6个LED依次显示出相应的数字。虽然CPU每隔一定时间便执行显示程序,但只要这个时间段不太长,由于人眼的视觉作用,就可以在6个LED上同时见到数字显示。 4、键盘扫描子程序设计 本程序需要用键盘对时间的初始值进行设置,因此对键盘扫描的子程序需要满足的功能如下: 判断是否是C键,若不是就返回至主程序,若是C键就开始对时间初始值进行设置,同时因注意到第一个值不可以超过2,第一个数是2时第二数不能超过4,余下的同理要满足时间数值的取值范围呢,若不是合法输入不予反应继续等待输入。当遇到输入数值错误时可以按下D键进行删除一位重新设置;当6位初始值全部设置成功后,电子表将自动开始走表。 5、时间运算子程序设计 该子程序的主要功能是对时、分、秒的运算,并把运算出的最终结果存到事先已经开辟

电子时钟课程设计55026

. 单片机课程设计题目:电子时钟 班级: 姓名: 学号: 指导教师: 设计时间:

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摘要 针对数字时钟的问题,利用8051单片机,proteus软件,vw(伟福)等软件,运用单片机中定时计数器T0,中断系统以及按键的控制实现了电子时钟的设计。设计的电子时钟通过数码管显示,并能通过按键的设计实现小时与分钟的调整。时间的启动与暂停等等。 关键字:数字时钟;单片机;定时计数器 .

1 引言 时钟,自他发明的那天起,就成为人类的朋友,但随着时间的推移,科学技术不断的发展,人们对时间计量的进度要求越来越高,应用越来越广。怎样让时钟更好地为人类服务,怎样让我们的老朋友焕发青春呢?这就要求人们不断设计出新型时钟。 现金,高精度的计时工具大多数都使用了石英晶体振荡器,由于电子钟,石英表,石英钟都使用了石英技术,因此走时精度高,稳定性好,使用方便,不需要经常调校,数字式电子钟用集成电路计时时,译码代替机械式传动,用LED显示器代替指针显示器,减小了计时误差,这种表具有时、分、秒显示的功能,还可以进行时、分的校对,片选的灵活性好。 时钟电路在计算机系统中起着非常重要的作用,是保证系统正常工作的基础。在一个单片机应用系统中,时钟有两方面的含义:一是指为保障系统正常工作的基准震荡定时信号,主要由晶振和外围电路组成,晶振频率的大小决定了单片机系统工作的快慢;二是指系统的标准定时时钟,及定时时间,它通常有两种方法实现:一是软件实现,即用单片机内部的可编程定时/计数器来实现,但误差很大,主要用在对时间精度要起不高的场合;二是用专门的时钟芯片实现,在对时间精度要求很高的情况下,通常采用这种方法。本文主要介绍用单片机内部的定时计数器来实现电子时钟的方法,以单片机为核心,辅以必要电路,构成了一个单片机电子时钟。 单片机应用系统由硬件系统和软件系统两部分组成。硬件系统是指单片机以及扩展的存储器、I\O接口、外围扩展的功能芯片以及接口电路。软件系统包括监控程序和各种应用程序。 在单片机应用系统中,单片机是整个系统的核心,对整个系统的信息输入、处理、信息输出进行控制。与单片机配套的有相应的复位电路、时钟电路以及扩展的存储器和I\O接口,使单片机应用系统能够运行。 在一个单片机应用系统中,往往都会输入信息和显示信息,这就涉及键盘和显示器。在单片机应用系统中,一般都根据系统的要求配置相应的键盘和显示器。配置键盘和显示器一般都没有统一的规定,有的系统功能复杂,需输入的信息和显示的信息量大,配置的键盘和显示器功能相对强大,而有些系统输入/输出的信息少,这时可能用几个按键和几个LED指示灯就可以进行处理了。在单片机应用系统在中配置的键盘可以是独立键盘,也可能是矩阵键盘。显示器可以是LED指示灯,也可以是LED数码管,也可 .

DSP实验报告

电气信息工程学院 D S P技术与综合训练 实验报告 班级 08通信1W 姓名丁安华 学号 08313115 指导老师倪福银刘舒淇 2011年09 月

目录 实验一 LED演示 1.1.实验目的 -------------------------------------------------P2 1. 2.实验设备-------------------------------------------------P2 1. 3.实验原理-------------------------------------------------P2 1. 4.实验程序设计流程------------------------------------------P3 1. 5.实验程序编写----------------------------------------------P4 1. 6.实验步骤-------------------------------------------------P7 1. 7.实验结果与分析--------------------------------------------P7实验二键盘输入 2.1.实验目的 -------------------------------------------------P8 2.2.实验设备-------------------------------------------------P8 2. 3.实验原理-------------------------------------------------P8 2. 4.实验程序设计流程------------------------------------------P9 2. 5.实验程序编写----------------------------------------------P10 2. 6.实验步骤-------------------------------------------------P14 2. 7.实验结果与分析--------------------------------------------P14实验三液晶显示器控制显示 3.1.实验目的 -------------------------------------------------P15 3.2.实验设备-------------------------------------------------P15 3.3.实验原理-------------------------------------------------P15 3. 4.实验程序设计流程------------------------------------------P17 3. 5.实验程序编写----------------------------------------------P18 3. 6.实验步骤-------------------------------------------------P22 3. 7.实验结果与分析--------------------------------------------P23实验四有限冲激响应滤波器(FIR)算法 4.1.实验目的 -------------------------------------------------P23 4.2.实验设备-------------------------------------------------P23 4.3.实验原理-------------------------------------------------P24 4.4.实验程序设计流程------------------------------------------P25 4. 5.实验程序编写----------------------------------------------P25 4. 6.实验步骤-------------------------------------------------P27 4. 7.实验结果与分析--------------------------------------------P28

(完整版)数字电路课程设计--数字时钟

《数字时钟》技术报告 概要 数字钟是一个将“ 时”,“分”,“秒”显示于人的视觉器官的计时装置。它的计时周期为24 小时,显示满刻度为23 时59 分59 秒。一个基本的数字钟电路主要由秒信号发生器、“时、分、秒、”计数器、译码器及显示器组成。由于采用纯数字硬件设计制作,与传统的机械表相比,它具有走时准,显示直观,无机械传动装置等特点。 本设计中的数字时钟采用数字电路实现对“时” 、“分”、“秒” 的显示和调整。通过采用各种集成数字芯片搭建电路来实现相应的功能。具体用到了555 震荡器,74LS90 及与非,异或等门集成芯片等。该电路具有计时和校时的功能。 在对整个模块进行分析和画出总体电路图后,对各模块进行仿真并记录仿真所观察到的结果。 实验证明该设计电路基本上能够符合设计要求! 一、系统结构。 (1)功能。此数字钟能显示“时、分、秒”的功能,它的计时周期是24 小时,最大能显示23 时59 分59 秒,并能对时间进行调整和校对,相对于机械式的手表其更为准确。 2)系统框图

系统方框图 1 (3)系统组成。 1.秒发生器:由555 芯片和RC 组成的多谐振荡器,其555 上3 的输出频率由接入的电阻与电容决定。 2.校时模块:由74LS03 中的4 个与非门和相应的开关和电阻构成。 3.计数器:由74LS90 中的与非门、JK 触发器、或门构成相应芯片串接得到二十四、六十进制的计数器,再由74LS90 与74LS08 相连接而得到秒、分、时的进分别进位。 4.译码器:选用BCD 锁存译码器4511,接受74LS90 来的信号,转换为7 段的二进制数。

5.显示模块:由7 段数码管来起到显示作用,通过接受CD4511 的信号。本次选用的是共阴型的CD4511 。 二、各部分电路原理。 1.秒发生器:555 电路内部(图2-1)由运放和RS 触发器共同组成,其工作原理由8处接VCC ,C1 处当 Uco=2/3Vcc>u11 时运放输出为1,同理C2 也一样。最终如图3 接口就输出矩形波,而形成的秒脉冲。 图 2-2 555 功能表 2.校时模块:校时模块主要由74LS03中的4个与非门构成(图2-3),由其功能图看得出只要有一个输入端由H 到L 或者从L 到H 都会使输出端发生高低变化。因此通过开关的拨动产生高低信号从而对时、分处的计数器起到调数作用。

DSP实验报告

实验一 程序的控制与转移 一、实验目的 1、掌握条件算符的使用。 2、掌握循环操作指令(BNAZ )和比较操作指令(CMPR ) 二、实验设备 计算机、ZY13DSP12BD 实验箱、5402EVM 板。 三、实验原理 程序控制指令主要包括分支转移、子程序调用、子程序返回、条件操作及循环操作等。通过传送控制到程序存储器的其他位置,转移会中断连续的指令流。转移会影响在PC 中产生和保护的程序地址。其中转移可以分为两种形式的,一种是有条件的,另一种是无条件的。 四、实验内容 编写程序,实现计算y= ∑=5 1 i i x 的值。 五、实验步骤 1、用仿真机将计算机与ZY13DSP12BD 实验箱连接好,并依次打开实验箱电源、仿真机电源,然后运行CCS 软件。 2、新建一个项目:点击Project -New ,将项目命名为example2,并将项目保存在自己定义的文件夹下。 3、新建一个源文件example2.asm 。将该文件添加到工程example2.pjt 中。 4、在工程管理器中双击example2.asm ,编写源程序: .tiltle ”example2.asm ” .mmregs STACK .usect ”STACK ”,10H ;堆栈的设置 .bss x,5 ;为变量分配6个字的存储空间 .bss y,1 .def start .data table: .word 10,20,3,4,5 ;x1,x2,x3,x4,x5 .text Start: STM #0,SWWWSR ;插入0个等待状态 STM #STACK+10H,sp ;设置堆栈指针 STM #x,AR1 ;AR1指向x RPT #4 ;下一条被重复执行5遍 MVPD table,*AR1+ ;把程序存储器中的数据传送到数据存储器 LD #0,A ;A 清零 CALL SUM ;调用求和函数 end: B end SUM: STM #x,AR3 ;AR3指向x STM #4,AR2 ;AR2=4 loop: ADD *AR3+,A ;*AR3+A-->A,然后AR3+ BANZ loop,*AR2- ;如果AR2的值不为0,则跳到loop 处;否则执行下一条指令 STL A,*(y) ;把A 的低16位赋给变量y

DSP课程设计报告

共享知识分享快乐 盛年不重来,一日难再晨。及时宜自勉,岁月不待人。 数据采集处理和控制系统设计 一课程设计要求 1.基本DSP硬件系统设计要求 ①基本DSP硬件系统以TMS320C54x系列为核心处理器,包括最小系统、存储器扩展、显示器、键盘、AD、DA等电路模块; ②硬件设计画出主要芯片及电路模块之间的连接即可,重点考查电路模块方案设计与系统地址分配; ③设计方案以电路示意图为主,辅以必要的文字说明。 2.基本软件设计要求 ①看懂所给例程,画出例程输出波形示意图; ②修改例程程序,使之输出其它波形,如方波、三角波、锯齿波等均可; ③设计方案以程序实现为主,辅以必要的文字说明。 3.课程设计报告要求 ①硬件系统设计:设计思路、设计系统功能、主要芯片选型及使用方法、设计方案说明、电路示意图 ②软件系统设计:示例程序功能解读及输出波形示意图、设计软件功能、设计思路、实现源码(带程序注释) ③报告总结 二系统分析 利用实验箱的模拟信号产生单元产生不同频率的信号,或者产生两个频率的信号的叠加。在DSP 中采集信号,并且对信号进行频谱分析,滤波等。通过键盘或者串口命令选择算法的功能,将计算的信号频率或者滤波后信号的频率在LCD 上显示。主要功能如下: (1)对外部输入的模拟信号采集到DSP 内存,会用CCS 软件显示采集的数据波形。 (2)对采集的数据进行如下算法分析: ①频谱分析:使用fft 算法计算信号的频率。 ②对信号进行IIR 滤波或FIR 滤波,并且计算滤波前后信号的频率。 ③外部键盘或者从计算机来的串口命令选择算法功能,并且将结果在 LCD 上显示。 绘制出DSP系统的功能框图、使用AD(Altium Designer)绘制出系统的原理图和PCB 版图。 在 DSP 中采集信号,用CCS 软件显示采集的数据波形,以及对采集的数据进行算法分析。 三硬件设计 3.1 硬件总体结构

电子技术课程设计数字时钟

目录 目录 (1) 前言 (2) 内容摘要 (2) 设计要求 (2) 第一章方案设计 (3) 第二章硬件设计及仿真 (4) 2.1振荡器的设计 (4) 2.2分频器的设计 (6) 2.3时间计数器的设计 (7) 2.3.1六十进制计数器 (7) 2.3.2二十四进制计数器 (8) 2.4译码器与显示器的设计 (9) 2.5校时电路 (10) 第三章电路的总体设计 (11) 第四章元器件清单及部分芯片介绍 (12) 4.1元器件清单 (12) 4.2部分芯片功能介绍 (13) 4.2.1 74LS90N (13) 4.2.2 555 (14) 第五章总结 (16) 附录参考文献 (17)

前言 内容摘要 数字钟是一个将“时”,“分”,“秒”显示于人的视觉器官的计时装置。它的计时周期为24小时,显示满刻度为23时59分59秒。一个基本的数字钟电路主要由秒信号发生器、“时、分、秒、”计数器、译码器及显示器组成。由于采用纯数字硬件设计制作,与传统的机械表相比,它具有走时准,显示直观,无机械传动装置等特点。 本设计中的数字时钟采用数字电路实现对“时”、“分”、“秒”的显示和调整。通过采用各种集成数字芯片搭建电路来实现相应的功能。具体用到了555震荡器,74LS90及与非,异或等门集成芯片等。该电路具有计时和校时的功能。 在对整个模块进行分析和画出总体电路图后,对各模块进行仿真并记录仿真所观察到的结果。 实验证明该设计电路基本上能够符合设计要求! 设计要求 (1)、要求电路能够产生定时脉冲; (2)、要求电路能够根据对定时脉冲的计算得到时,分,秒;(3)、要求电路能够产生时,分,秒。

数字时钟课程设计报告

《电子线路课程设计报告》 系另 1」: 机电与自动化学院 专业班级:电气及自动化技术1001 学生姓名:陈星涯 指导教师:梁宗善 i=r (课程设计时 间: 2012年1月3日——2012年1月13日) 华中科技大学武昌分校 1.课程设计目的................................................. 3页 2.课程设计题目描述和要求....................................... 3页 2.1课程设计题目............................................. 3页

2.2课程设计要求............................................. 3页 3. ......................................................................................................... 比较和选定设计的系统方案.................................................... 4页 3.1数字钟的构成............................................. 4页 4.单元电路设计及工作原理....................................... 5页 4.1时基电路................................................. 5页 a. 多谐振荡器的工作原理................................... 5页 4.2计数器................................................... 7页 a.中规模计数器组件介绍.................................. 7页 b.60 进制计数器 .......................................... 8页 C.12 翻1计数器........................................... 9页 4.3译码器................................................... 10页 4.4显示器................................................... 10页 4.5校时电路................................................. 11页 4.6定时控制电路............................................. 12页 4.7仿广播电台正点报时电路................................... 13页 5.调试过程及分析............................................... 14页 5.1显示器故障排查........................................... 14页 5.2计数器调试及分析......................................... 15页 5.3校时电路的调试........................................... 16页 5.4增加抗干扰电路........................................... 16页 5.5闹时电路的调试........................................... 17页 5.6仿广播电台整点报时电路调试............................... 17页 6.课程设计总结................................................. 17页 7.参考文献..................................................... 19页 8.附件一:电子时钟主体电路电路图............................... 20页 9.附件二:扩展电路电路图....................................... 21页 10.附件三:系统所需元器件清单 ................................ 22页 11.课程设计成绩.............................................. 23页 一、设计任务与目的 数字时钟是一种利用数字电路技术实现时、分、秒计时的装置,与传统的

数字电子时钟课程设计

数字电子技术基础课程设计报告 班级:姓名: 学号: 一、设计目的 1掌握专业基础知识的综合能力。 2完成设计电路的原理设计、故障排除。 3逐步建立电子系统的研发、设计能力,为毕业设计打好基础。 4让学生掌握组合逻辑电路、时序逻辑电路及数字逻辑电路系统的设计、安装、测试方法。 5进一步巩固所学的理论知识,提高运用所学知识分析和解决实际问题的能力。 6培养书写综合实验报告的能力。 二、设计仪器 1 LM555CH 2 74LS161N 74LS160N 74LS290 3 74LS00 74LS08 4 电源电阻电容二极管接地等 三数字电子钟的基本功能及用途 现在数字钟已成为人们日常生活中:必不可少的必需品,广泛用于个人家庭以及车站、码头、剧场、办公室等公共场所,给人们的生活、学习、工作、娱乐带来极大的方便。由于数字集成电路技术的发展和采用了先进的石英技术,使数字钟具有走时准确、性

能稳定、集成电路有体积小、功耗小、功能多、携带方便等优点,,因此在许多电子设备中被广泛使用。 电子钟是人们日常生活中常用的计时工具,而数字式电子钟又有其体积小、重量轻、走时准确、结构简单、耗电量少等优点而在生活中被广泛应用,因此本次设计就用数字集成电路和一些简单的逻辑门电路来设计一个数字式电子钟,使其完成时间及星期的显示功能。 多功能数字钟采用数字电路实现对“时”、“分”、“秒”数字显示的计时装置。具有时间显示、走时准确、显示直观、精度、稳定等优点。电路装置十分小巧,安装使用也方便。同时在日期中,它以其小巧,价格低廉,走时精度高,使用方便,功能多,便于集成化而受广大消费的喜爱。 四设计原理及方框图 数字钟实际上是一个对标准频率进行计数的计数电路,标准的1HZ时间信号必须做到准确稳定。由图可见:本数字钟电路主要由震荡器、、时分秒计数器、译码显示器构成。它们的工作原理是:由震荡器产生的高频脉冲信号作为数字钟的时间基准,送入秒计数

DSP技术与课程设计实验报告二(精)

东南大学自动化学院 实验报告 课程名称: D SP 原理及C 程序开发 第二次实验 实验名称:基于DSP 系统的实验——指示灯、拨码开关和定时器院(系):自动化专业:自动化 姓名:学号: 实验室:实验组别: 同组人员:实验时间:2012 年 4 月 18日 评定成绩:审阅教师: 第一部分实验:基于DSP 系统的实验——指示灯和拨码开关 一.实验目的 1. 了解ICETEK –F28335-A 评估板在TMS320F28335DSP 外部扩展存储空间上的扩展。 2. 了解ICETEK –F28335-A 评估板上指示灯和拨码开关扩展原理。 3. 学习在C 语言中使用扩展的控制寄存器的方法。 二.实验设备 计算机,ICETEK –F28335-A 实验箱(或ICETEK 仿真器+ICETEK–F28335-A 评估板+相关连线及电源)。 三.实验原理

1.TMS320F28335DSP 的存储器扩展接口 存储器扩展接口是DSP 扩展片外资源的主要接口,它提供了一组控制信号和地址、数据线,可以扩展各类存储器和存储器、寄存器映射的外设。 -ICETEK –F28335-A 评估板在扩展接口上除了扩展了片外SRAM 外,还扩展了指示灯、DIP 开关和D/A 设备。具体扩展地址如下: 0x180004- 0x180005:D/A 转换控制寄存器 0x180001:板上DIP 开关控制寄存器 0x180000:板上指示灯控制寄存器 -与ICETEK –F28335-A 评估板连接的ICETEK-CTR 显示控制模块也使用扩展空间控制主要设备: 208000-208004h :读-键盘扫描值,写-液晶控制寄存器 208002-208002h :液晶辅助控制寄存器 208003-208004h :液晶显示数据寄存器 2.指示灯与拨码开关扩展原理

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