DSP課程設(shè)計_FSK信號調(diào)制

1、沈陽理工大學(xué)DSP技術(shù)課程設(shè)計報告目 錄1 設(shè)計原理21.1 2 FSK調(diào)制的描述21.2 TLV320AIC23語音系統(tǒng)的設(shè)計52 軟件程序52.1 編寫鏈接配置文件62.2 編寫中斷向量表文件72.3 建立波形文件113 程序運行結(jié)果及分析124 結(jié)論135 參考文獻(xiàn)14- 14 -FSK信號調(diào)制1 設(shè)計原理1.1 2 FSK調(diào)制的描述2FSK信號是用載波頻率的變化來表征被傳信息的狀態(tài)的，被調(diào)載波的頻率隨二進(jìn)制序列0、1狀態(tài)而變化，即載頻為時代表傳0，載頻為時代表傳1。顯然，2FSK信號完全可以看成兩個分別以和為載頻、以和為被傳二進(jìn)制序列的兩種2ASK信號的合成。2FSK信號的典型時域波形

2、如圖1所示，其一般時域數(shù)學(xué)表達(dá)式為：圖1 2FSK信號的典型時域波形式中，是的反碼，即因為2FSK屬于頻率調(diào)制，通?？啥x其移頻鍵控指數(shù)為 顯然，h與模擬調(diào)頻信號的調(diào)頻指數(shù)的性質(zhì)是一樣的，其大小對已調(diào)波帶寬有很大影響。2FSK信號與2ASK信號的相似之處是含有載頻離散譜分量，也就是說，二者均可以采用非相干方式進(jìn)行解調(diào)?？梢钥闯?，當(dāng)h<1時，2FSK信號的功率譜與2ASK的極為相似，呈單峰狀；當(dāng)h>>1時，2FSK信號功率譜呈雙峰狀，此時的信號帶寬近似為：（Hz）2FSK信號的產(chǎn)生通常有兩種方式：（1）頻率選擇法；（2）載波調(diào)頻法。由于頻率選擇法產(chǎn)生的2FSK信號為兩個彼此獨立

3、的載波振蕩器輸出信號之和，在二進(jìn)制碼元狀態(tài)轉(zhuǎn)換（或）時刻，2FSK信號的相位通常是不連續(xù)的，這會不利于已調(diào)信號功率譜旁瓣分量的收斂。載波調(diào)頻法是在一個直接調(diào)頻器中產(chǎn)生2FSK信號，這時的已調(diào)信號出自同一個振蕩器，信號相位在載頻變化時始終是連續(xù)的，這將有利于已調(diào)信號功率譜旁瓣分量的收斂，使信號功率更集中于信號帶寬內(nèi)。在這里，我們采用的是頻率選擇法，其調(diào)制原理框圖如圖2所示： 圖2 2FSK調(diào)制原理框圖 從“FSK基帶輸入”輸入的基帶信號分成兩路，一路經(jīng)過電壓比較器1（LM339）得到同基帶信號極性相同的高/低電平，另一路經(jīng)過電壓比較器2（LM339）得到同基帶信號極性相反的高/低電平，分別接至模

4、擬開關(guān)電路1、2（74HC4066），因此當(dāng)基帶信號為“1”時，模擬開關(guān)1打開，模擬開關(guān)2關(guān)閉，輸出第一路載波（FSK載波輸入1）；當(dāng)基帶信號為“0”時，模擬開關(guān)1關(guān)閉，模擬開關(guān)2打開，此時輸出第二路載波（FSK載波輸入2），再通過疊加就得到FSK調(diào)制信號輸出。下面為2FSK硬件實現(xiàn)框圖：圖3 2FSK硬件實現(xiàn)框圖由圖3可知，從“FSK-NRZ”輸入的基帶信號分成兩路，1路經(jīng)U5（LM339）反相后接至U4B（4066）的控制端，另1路直接接至U4A（4066）的控制端。從“FSK載波A”和“FSK載波B”輸入的載波信號分別接至U4A和U4B的輸入端。當(dāng)基帶信號為“1”時，模擬開關(guān)U4A打開，

5、U4B關(guān)閉，輸出第一路載波；當(dāng)基帶信號為“0”時，U405A關(guān)閉，U405B打開，此時輸出第二路載波，再通過相加器就可以得到FSK調(diào)制信號。1.2 TLV320AIC23語音系統(tǒng)的設(shè)計 圖1 TLV320AIC23與C5509的硬件連接圖 2 軟件程序在工程管理器中雙擊FSK.asm ，將出現(xiàn)文本編輯窗口，在該文本編輯窗口中輸入如下內(nèi)容：*FSK調(diào)制程序 F0為64個點，一個周期波形；F1為64個點，兩個周期波形 *.title"FSK.asm".mmregs.copy "FSKCOEFF.inc".def startindata.usect"

6、buffer",1outdata.usect"buffer",32STACK.usect"STACK",10*.textstart:LD#indata,DPSTM#indata,AR1*input:nopSTM#outdata,AR4LD*AR1,A;讀入數(shù)據(jù)BCA1,AGT;if A>0,then goto A1STM#F0,AR3;A=0BOUTA1:STM#F1,AR3;A=1BOUT*OUT:RPT#63MVDD*AR3+,*AR4+nopBinput.end*2.1 編寫鏈接配置文件vectors.obj FSK.obj -o

7、FSK.out -m FSK.map -estart MEMORY PAGE 0: EPROM:org=0090H,len=0F70H VECS:org=0080H,len=0010H PAGE 1: DARAM:org=2000H,len=2000H SECTIONS .text:> EPROMPAGE 0 F0:> EPROMPAGE 0 F1:> EPROMPAGE 0 .bss:> DARAMPAGE 1 STACK:> DARAMPAGE 1 buffer:> DARAMPAGE 1 .vectors :> VECS PAGE 0 2.2 編

8、寫中斷向量表文件*Reset vectors* .include c54.inc .sect ".vectors" .ref _c_int00 ; main progrom .ref TINT0_ISR ;.ref timer0 ,hpisys,usb_read .align 0x80 ; must be aligned on page boundaryRESET: ; reset vector B _c_int00 ; branch to main progromNOP NOPnmi: RETE ; enable interrupts and return from on

9、e NOP NOP NOP ;NMI ; software interruptssint17 .space 4*16sint18 .space 4*16sint19 .space 4*16sint20 .space 4*16sint21 .space 4*16sint22 .space 4*16sint23 .space 4*16sint24 .space 4*16sint25 .space 4*16sint26 .space 4*16sint27 .space 4*16sint28 .space 4*16sint29 .space 4*16sint30 .space 4*16int0: RE

10、TE NOP NOP NOPint1: RETENOP NOP NOP int2: RETE NOPNOPNOP TINT: B TINT0_ISR;Timer0中斷 NOPNOPrint0: RETE NOP NOP NOPxint0: RETE NOP NOP NOPDMAC0:RETENOPNOPNOPDMAC1:RETE;tint1NOPNOPNOPint3: RETE NOP NOP NOPHPINT:RETENOPNOPNOPDMAC2: RETE;rint1NOP NOP NOP NOPxint1: RETE NOPNOPNOPDMAC4:RETENOPNOPNOPDMAC5:R

11、ETENOPNOPNOP .end.title "vectors.asm" .refstart .sect".vectors" B start .end* FSK_MOD.CMD *MEMORY PAGE 0: PROG: origin = 0x2000, len = 0x0f80/*8k-128 word*/ VECT: origin = 0x2f80, len = 0x80/*128word*/PAGE 1: DRAM: origin = 0x3000, len = 0xf80/*4k word*/SECTIONS progsys: load = P

12、ROG PAGE 0 .vectors: load = VECT PAGE 0 .data : load = DRAMPAGE 1align 16 .bss : load = DRAMPAGE 12.3 建立波形文件FSKCOEFF.inc，：F0: .word 0, 3211, 6392, 9512, 12539, 15446, 18204, 20787 .word 23170, 25330, 27245, 28898, 30273, 31357, 32138, 32610 .word 32767, 32610, 32138, 31357, 30273, 28898, 27245, 2533

13、0 .word 23170, 20787, 18204, 15446, 12539, 9512, 6392, 3211 .word 0, -3211, -6392, -9512,-12539,-15446,-18204,-20787 .word -23170,-25330,-27245,-28898,-30273,-31357,-32138,-32610 .word -32768,-32610,-32138,-31357,-30273,-28898,-27245,-25330 .word -23170,-20787,-18204,-15446,-12539, -9512, -6392, -32

14、11F1: .word 0, 6352, 12464, 18102, 23054, 27131, 30178, 32081 .word 32766, 32208, 30428, 27493, 23515, 18645, 13067, 6994 .word 655, -5708,-11855,-17552,-22584,-26758,-29917,-31941 .word -32753,-32322,-30665,-27844,-23967,-19180,-13665, -7632 .word 0, 6352, 12464, 18102, 23054, 27131, 30178, 32081 .

15、word 32766, 32208, 30428, 27493, 23515, 18645, 13067, 6994 .word 655, -5708,-11855,-17552,-22584,-26758,-29917,-31941 .word -32753,-32322,-30665,-27844,-23967,-19180,-13665, -76323 程序運行結(jié)果及分析圖2 調(diào)頻信號波形圖由仿真圖形可知，則調(diào)制的數(shù)據(jù)為001101111011，調(diào)制后對應(yīng)于相應(yīng)的不同頻率正弦波。4 結(jié)論 本文首先給出了DSP技術(shù)指標(biāo)和FSK調(diào)制與解調(diào)的基本原理，然后詳細(xì)的論述了FSK調(diào)制與解調(diào)設(shè)計方法以

16、及在設(shè)計過程中運用的思想和實現(xiàn)過程。針對當(dāng)前DSP可編程器件在數(shù)字技術(shù)的發(fā)展和日益廣泛的應(yīng)用，為了提高調(diào)制與解調(diào)的速度，我們采用專用的具有程序和數(shù)據(jù)分開的總線結(jié)構(gòu)、流水線操作功能、單周期完成乘法的硬件乘法器DSP芯片。從上述實現(xiàn)的結(jié)果來看，解調(diào)后與調(diào)制前不同頻率的正弦波是相對應(yīng)的，解調(diào)出的信號頻率基本和調(diào)制前的相同。本方法設(shè)計的FSK調(diào)制解調(diào)器具有調(diào)制相位連續(xù)、解調(diào)無相位抖動、傳輸速率快等特性。并且此種運算具有實現(xiàn)簡單，效率較高，用于系統(tǒng)的調(diào)制與解調(diào)，占用CPU系統(tǒng)資源較少等特點。由于設(shè)計是采用軟件可編程語言實現(xiàn)的，增加了設(shè)計的可移植性。這次課程設(shè)計對FSK調(diào)制與解調(diào)的設(shè)計，加強(qiáng)了我對DSP這門課程的理解，對其應(yīng)用有了一定的認(rèn)識，提高了我們綜合運用知識的能力，以及分析問題、解決問題的能力。一方面，它加深與鞏固了所學(xué)的通信原理各章節(jié)的理論，并將其綜合運用，提高了我們綜合運用知識的能力；另一方面，培養(yǎng)了我們對專業(yè)知識學(xué)習(xí)的趣。雖然學(xué)習(xí)過程中出現(xiàn)很多問題，但都是有必要的，通過對他們的解決和處理，加深了我對整個軟件的理解及電路的認(rèn)識，很高興學(xué)了這門課程。5 參考文獻(xiàn)1 姜陽 周錫青 DSP原理與應(yīng)用試驗 西安 西安電子科技大學(xué)出版社 20082 趙洪亮 卜凡亮 黃河松 張仁彥 TMS32