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DSP教學(xué)實(shí)踐實(shí)驗(yàn)箱
DSP是一門理論與實(shí)踐并重的技術(shù)，在成功掌握了理論知識(shí)的同時(shí)，再配合做一些經(jīng)典的DSP實(shí)驗(yàn)，從而加深對(duì)DSP軟、硬件的理解與掌握，為今后從事DSP的開發(fā)打下扎實(shí)的基礎(chǔ)；為了更好的配合理論教學(xué)，達(dá)到理論與實(shí)踐完美結(jié)合的目的，結(jié)合學(xué)校的教學(xué)實(shí)踐情況和學(xué)生特點(diǎn)。
一、系統(tǒng)概述
數(shù)字信號(hào)處理是大學(xué)本科計(jì)算機(jī)及電子信息類專業(yè)的一門重要技術(shù)基礎(chǔ)課。從課程的內(nèi)容來看，它的工程性、技術(shù)性和實(shí)踐性都很強(qiáng)�！�DSP實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)”應(yīng)用在系統(tǒng)編程技術(shù)開展實(shí)踐教學(xué)，能夠完成“數(shù)字信號(hào)處理”、“數(shù)字信號(hào)處理器原理與應(yīng)用”、“電子系統(tǒng)綜合設(shè)計(jì)”等課程的實(shí)驗(yàn)。
“DSP實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)”在實(shí)踐教學(xué)中的應(yīng)用，對(duì)提高學(xué)生的動(dòng)手能力、提高學(xué)生對(duì)數(shù)字信號(hào)處理原理的理解、提高學(xué)生的DSP系統(tǒng)綜合設(shè)計(jì)能力都有很大幫助。實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)所提供的極其豐富的功能單元電路以及高度靈活的可搭接性, 使其完全能夠完成具有復(fù)雜性和創(chuàng)造性的綜合性實(shí)驗(yàn)。
二、系統(tǒng)特點(diǎn)
1、安全性
人員安全的保護(hù)：不論實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)在正常工作或故障狀態(tài)下，不會(huì)危及操作或維護(hù)人員的人身安全。
誤操作的保護(hù)：不會(huì)因?yàn)檎`操作而導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)損壞。
電源的過流保護(hù)：系統(tǒng)因短路等故障過流時(shí)，可自動(dòng)切斷電源。
電源的過欠壓保護(hù)：電源電壓過高或欠壓時(shí)，將自動(dòng)切斷實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)電源。
2、穩(wěn)定性
實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)上加裝自診斷模塊時(shí)，在外接線配合下，可以完成對(duì)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)硬件的自診斷測(cè)試。自診斷結(jié)果可以通過系統(tǒng)自身的顯示器或其它方式顯示出來。自診斷結(jié)果中包含故障點(diǎn)信息、可能的故障情況和故障排除方法。
3、可讀性
實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)上加裝信息采集模塊時(shí)，可以將實(shí)驗(yàn)過程中表征實(shí)驗(yàn)過程的關(guān)鍵信息傳送到計(jì)算機(jī)中，可以充分發(fā)揮計(jì)算機(jī)的輔助仿真分析功能，對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行分析。
4、可調(diào)整性
實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的電氣邏輯連接應(yīng)具有重新組合的可能，通過可編程器件實(shí)現(xiàn)內(nèi)部總線的重新設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)功能的重組。
5、直觀性
實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)功能模塊的主要電氣原理或特征將在面板或電路卡上指示，實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)各功能引腳的符號(hào)標(biāo)注在面板上。
6、靈活性
實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)采用與可編程器件分離設(shè)計(jì)，可編程器件焊接在獨(dú)立的下載板上。通過選擇
下載板可以選擇不同廠家、不同型號(hào)、不同規(guī)模的可編程器件，既可適應(yīng)不同教學(xué)需要，也使系統(tǒng)的功能和規(guī)模擴(kuò)展變得更為方便。
7、實(shí)用方便
為了方便實(shí)驗(yàn)操作，減少對(duì)實(shí)驗(yàn)儀器儀表的依賴，在實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)中配備了一些基本功能
模塊和實(shí)驗(yàn)小工具。
三、實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)組成
1、中心處理模塊。主要包括DSP微處理器TMS320VC5402，RAM(CY7C1021)，FALSH(SST39LF200A)，是整個(gè)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)裝的核心部分，負(fù)責(zé)整個(gè)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)各模塊間的控制。
2、邏輯控制模塊。模塊的核心是一片CPLD（XC95144XL），CPLD負(fù)責(zé)整個(gè)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的邏輯選擇控制，并擴(kuò)展了輸入輸出接口如鍵盤、撥碼開關(guān)、LED數(shù)碼管以及發(fā)光二極管，步進(jìn)電機(jī)和液晶顯示大大簡(jiǎn)化了硬件設(shè)計(jì)。作為基本的輸入輸出模塊，是實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的基礎(chǔ)部分，可以在此模塊上實(shí)現(xiàn)基本的實(shí)驗(yàn)。
3、串行通信模塊。模塊主要由一片TLC16C550及其輔助電路組成，擴(kuò)展了RS-232和RS-485。可以完成基本的串行通訊實(shí)驗(yàn)外，還可以通過此模塊進(jìn)一步深化實(shí)驗(yàn)的內(nèi)容。
4、語音處理模塊。此功能模塊由兩個(gè)并行的音頻處理單元組成，其中一個(gè)單元主要是基本的數(shù)模、模數(shù)轉(zhuǎn)換，另外一個(gè)單元是語音處理單元，主要的處理芯片是TLV320AIC10。后續(xù)的章節(jié)將給予詳細(xì)介紹。
5、輔助模塊。輔助模塊主要提供的是實(shí)驗(yàn)所需的工具，是本實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的一個(gè)特色所在，也是系統(tǒng)人性化的一面。實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)中設(shè)置了邏輯測(cè)試模塊、電壓表頭和脈沖發(fā)生器，可以方便學(xué)生實(shí)驗(yàn)。另外，實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的電源進(jìn)行了周密的保護(hù)，以保障系統(tǒng)的正常運(yùn)行。
四、系統(tǒng)詳細(xì)功能
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電源 |
輸入電壓：220V |
220V（±15％）50HZ |
1組 |
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輸出電壓：5V |
提供過壓、欠壓和過流保護(hù) |
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DSP電源 |
輸入電壓:5V |
提供DSP核心電源 |
1組 |
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輸出電壓：1.8V，3.3V |
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微處理器 |
DSP芯片 |
TMS320VC5402 |
1片 |
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存儲(chǔ)器 |
靜態(tài)隨機(jī)存儲(chǔ)器 |
39VF400A（64K） |
1片 |
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FLASH |
CY7C1021V33L(128K） |
1片 |
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CPLD |
CPLD |
XC95288XL |
1片 |
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鍵盤 |
4×4矩陣鍵盤 |
行列式結(jié)構(gòu)，組合按鍵 |
1組 |
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開關(guān)量輸入 |
撥動(dòng)開關(guān) |
提供邏輯‘1’和‘0’輸入 |
8只 |
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十六進(jìn)制撥碼盤 |
提供0～9,A～F 十六進(jìn)制編碼 |
2只 |
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顯示 |
發(fā)光二極管 |
八只發(fā)光二極管，含電流驅(qū)動(dòng) |
8只 |
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7段數(shù)碼管顯示器 |
動(dòng)態(tài)顯示方式，含電流驅(qū)動(dòng) |
6只 |
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LCD液晶顯示 |
128X64 T6963控制器 |
1只 |
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通訊口 |
串行接口 |
RS-232標(biāo)準(zhǔn)串行總線接口 |
1個(gè) |
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RS-485標(biāo)準(zhǔn)串行總線接口 |
1個(gè) |
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數(shù)/模、 |
基本數(shù)模轉(zhuǎn)換 |
AIC10 |
1片 |
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語音處理模塊 |
AIC10 |
1片 |
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控制對(duì)像 |
步進(jìn)電機(jī) |
四相步進(jìn)電機(jī)含驅(qū)動(dòng) |
1只 |
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直流電機(jī) |
5V直流電機(jī)含驅(qū)動(dòng) |
1只 |
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系統(tǒng)時(shí)鐘 |
脈沖序列發(fā)生器 |
由555振蕩器構(gòu)成頻率可調(diào)、脈沖數(shù)可設(shè)置的脈沖序列發(fā)生電路 |
1個(gè) |
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單脈沖發(fā)生器 |
加消抖處理提供單個(gè)脈沖輸入 |
1個(gè) |
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其它 |
邏輯狀態(tài)測(cè)試 |
可測(cè)量邏輯高低電平、高阻和脈沖狀態(tài) |
1支 |
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電壓表頭 |
3位半數(shù)字電壓表，測(cè)量范圍±20V |
1組 |
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外形尺寸 |
380×220×100mm |
鋁木合金材料 |
1個(gè) |
五、實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目
CCS軟件實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目：
1、DSP開發(fā)環(huán)境CCS的使用（軟件仿真）
2、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器和程序存儲(chǔ)器實(shí)驗(yàn)
3、快速傅立葉變換（FFT）算法實(shí)驗(yàn)
4、余弦波發(fā)生器實(shí)驗(yàn)
硬件實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目：
1、外部IO讀寫指令實(shí)驗(yàn)
2、DSP中斷實(shí)驗(yàn)
3、 定時(shí)器實(shí)驗(yàn)
4、BCD拔碼盤輸入實(shí)驗(yàn)
5、鍵盤與數(shù)碼管顯示實(shí)驗(yàn)
6、LCD液晶顯示控制實(shí)驗(yàn)
7、步進(jìn)電機(jī)控制實(shí)驗(yàn)
8、 直流電機(jī)控制實(shí)驗(yàn)
9、 語音錄放實(shí)驗(yàn)
10、TL16C550串行通信實(shí)驗(yàn)
11、A/D轉(zhuǎn)換和D/A轉(zhuǎn)換實(shí)驗(yàn)
六、實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)出廠配置
1.DSP實(shí)驗(yàn)箱一臺(tái)（含電源）
2、DSP仿真器一套（內(nèi)置）
3、實(shí)驗(yàn)線材一包
4、CCS調(diào)試軟件光盤一張
5、實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書一份
6、耳機(jī)、麥克風(fēng)一套（選配）
