实验二用定时器实现数字振荡器案例.doc
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电子科技大学 通信 学院
标 准 实 验 报 告
(实验)课程名称 DSP设计与实践
电子科技大学教务处制表
电 子 科 技 大 学
实 验 报 告
学生姓名: 学 号: 指导教师:向超
实验地点: 实验时间:
实验室名称:
电子科技大学—美国德州仪器DSP技术/培训中心
实验项目名称:
用定时器实现数字振荡器
三、实验学时:4学时
四、实验原理:
数字振荡器原理
设一个传递函数为正弦序列sinkωT,其z变换为
H(z)=
EMBED Equation.3
EMBED Equation.3
v儭丌a=2cosé?, B=-1, C=siné?
其中,A=2cosωT, B=-1, C=sinωT。设初始条件为0,求出上式的反Z变换得:
y[k]=Ay[k-1]+By[k-2]+Cx[k-1]
这是一个二阶差分方程,其单位冲击响应即为sinkωT。利用单位冲击函数x[k-1]的性质,即仅当k=1时,x[k-1]=1,代入上式得:
k=0 y[0] = Ay[-1] + By[-2] + 0 = 0
k=1 y[1] = Ay[0] + By[-2] + c = c
k=2 y[2] = Ay[1] + By[0] + 0 = Ay[1]
k=3 y[3] = Ay[2] + By[1]
.
.
k=n y[n]= Ay[n-1] + By[n-2]
在k2以后,y[k]能用y[k-1]和y[k-2]算出,这是一个递归的差分方程。
根据上面的说明,我们可以开始数字振荡器的设计。设该振荡器的频率为2kHz,采样率为40kHz(通过定时器设置,每隔25us中断一次,即产生一个y[n]),则递归的差分方程系数为:
A=2cosωT=2cos (2 x PI x 2000 / 40000)=2 x 0 x4 1e6f0
B=-1
C=sinωT=sin (2 x PI x 2000 / 40000)=0 x4 =9e4b
为了便于定点DSP处理,我们将所有的系数除以2,然后用16位定点格式表示为:
a f378 c 4f25
这便是本实验中产生2KHz正弦信号的三个系数。在本实验中,主程序在初始化时先计算出y[1]和y[2],然后开放定时器中断。以后每次进入定时器中断服务程序时,利用前面的y[1]和y[2],计算出新的有y[0],通过CCS提供的图形显示工具,我们将在图形窗口中看到一个正弦信号波形。下面是初始化和中断服务程序代码片段:
初始化y[1]和y[2]:
ssbx FRCT ;置FRCT=1,准备进行小数乘法运算
st #INIT_A,AA ;将常数A装入变量AA
st #INIT_B,BB ;将常数B装入变量BB
st #INIT_C,CC ;将常数C装入变量CC
pshd CC ;将变量CC压入堆栈
popd y2 ;初始化y2=CC
ld AA, T ;装AA到T寄存器
mpy y2,a ;y2乘系数A,结果放入A寄存器
sth a,y1 ;将A寄存器的高16位存入变量Y1
中断服务程序片段:
ld BB,T ;将系数B装入T寄存器
mpy y2,a ;y2乘系数B,结果放入A寄存器
ltd y1 ;将y1装入T寄存器,同时复制到y2
mac AA,a ;完成新正弦数据的计算,a寄存器中为
; y1*AA+y2*BB
sth a,1,y1 ;将新数据存入y1,因所有系数都除过2,所以在保
;存结果时转移一位,恢复数据正常大小。
sth a,1,y0 ;将新正弦数据存入y0
(2)C54X的定时器操作
C54X的片内定时器利用CLKOUT时钟计数,用户使用三个寄存器(TIM,PRD,TCR)来控制定时器,参见表4-1。在表4-2中列出了定时器控制寄存器的各个比特位的具体定义。‘VC5402的另一个定时器(定时器1)的控制寄存器分别为:0x30(TIM1),0x31(PRD1),0x32(TCR1)。
从上面
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