数字信号处理实验系统


一、主要特点:

所有接口外设与CPLD连接管理,可以开设DSP的所有实验实训,核心板可兼容281254165509等。整个系统接口丰富,提供足够的训练例程,产品设计应有应用型实验实训项目,如基于PWM控制的直流电机控制实验,以太网接口应用实验,步进电机控制应用实验、音频处理应用实验等。

二、实验箱硬件要求:

1、系统要能完成DSP相关教学实验设计,核心板既可以配合实验箱使用,也可以做为开发板独立使用;系统主板采用模块化设计,结构紧密,布局合理,包括DSPCPLD等多种技术,并且芯片和核心片可以拨插,留有I/O口和下载口方便二次开发,不仅用于教学还可以用于毕业设计和电子设计大赛等项目。

2、要求实验箱标配为C50005416核心板。

3、系统设计与现实接近的实用性,趣味性实验,比如说USB下载,MP3解码播放器,实时FFT算法等。每个模块应留有对应的测试点,并有明确的标识,方便学生测量信号。

4、系统设计有交通灯模块,8位数码管模块, 128*64液晶显示模块,4*4键盘模块等常规模块。

5、系统设计有产生方波、三角波、正弦波的函数信号发生器,并且其幅度、频率可以手动调节,方便学生进行典型算法时可以进行实时数据的算法数值比较。

6、为开设实验方便,要求具有丰富的示波器测试点及音频信号源模块和语音供方模块,便于管理,设备不用外配麦克和耳机,要求实验箱内置。

7、系统应采用模块化设计,各模块有独立的信号测试点,学生可清楚直观的分析各模块的工作原理,并且其数据、控制总线均应引出,以方便学生作毕业及课程设计之用。

8、系统应设计有A/DD/A转换模块, 精度为16位,最高抽样率为22k,可以进行FIR滤波器实时处理实验和实际信号的FFT实时实验。

9、系统还应设计有高精度音频A/DD/A模块,最好采用芯片为16位双声道,自带滤波器,数字可编程的专用音频AD/DA芯片,抽样率为090k,精度最高可达32位,可做专业音频(如MP3)的AD/DA实验等。把DSP芯片与A/DD/A结合起来可以进行各种语音处理实验(包括MP3实验)

10、系统应设计有USB模块,采用支持OTGUSB芯片,利用USB模块可做USB协议的编程实验(如主从实验、OTG实验),还可以利用USB模块与PC机进行数据交换实验(如MP3下载,并可以解码播放音乐)。

11、系统应设计有TCP/IP接口模块,能完成以太网通信实验,可以实现WEB SERVER功能。

12HPI-PC通信接口模块:可以实现DSPPC机之间传输数据,完成HPI bootloader,虚拟示波器,虚拟频谱仪的实验;

13、总线扩展接口模块:用户可以通过总线扩展接口连接自己开发的专用目标板,以达到扩展实验和开发使用;

二、核心板技术参数

1、核心板

15416核心板:(标配)

开发板可独立做为开发板使用,集成外存储单元,单+5V供电即可,标准JTAG下载口、时钟电路、复位电路,设计有复位电路。并可按用户要求可以扩展,该模块采用DSP的最小系统设计,总线全部向用户开放。

电源:     输入    5V直流

           输出    +5V+3.3V+2.5V

核心芯片: TMS320C5416

SRAM   64K×16bits

FLASH  512K×16bits

2、主板

1)、电源: 输入    220V交流;  输出    ±5V   ±12V

2)CPLDXilinx公司9572

3)、两路低频信号源:

信号种类:正弦波、三角波、方波

频率范围:0Hz1.7KHz

幅度范围:0-6V

4)、高精度音频A/DD/A

声道:16位双声道

抽样率:090k

精度:32

5)、普通语音A/DD/A转换:

声道:单声道

抽样率:022K

精度:16

6)、主板提供的接口:

一个串行接口

一个并行接口:完成虚拟仪器实验

一个Ethernet10M/100M高速接口

三个USB接口(支持USB2.0

六个音频接口(立体声双通道输入/输出)

多个扩展接口

7)、主板提供的其它模块:

14X4键盘阵列模块

8个七段码管显示模块

6LED灯显示模块

一个128*64液晶显示模块

高精度音频A/DD/A模块

普通语音A/DD/A转换模块

双声道音频功放模块

8)电机模块

1PWM可控直流电机(带驱动电路、霍尔传感器测速)

1个步进电机控制模块(带驱动电路)

三、主要实验项目要包含:

DSP基础硬件实验类:

1、循环操作实验

2、双操作数乘法实验

3、并行运算实验

4、小数运算实验

5、长字运算实验

6、浮点运算实验

数字信号处理算法实验类:

7、相关(Correlation)算法实验

8、卷积(Convolve)算法实验

9、快速傅立叶变换(FFT)算法实验

10、有限冲击响应滤波器(FIR)算法实验

11、无限冲击响应滤波器(IIR)算法实验

12、自适应滤波器实验

13、离散余弦变换(DCT)算法实验

接口及控制实验类:

14LED显示模块:数码管控制实验

15、液晶显示模块:液晶图形文字显示及图像处理初步应用实验

16、键盘输入模块:键盘输入实验

17UART接口模块:UART接口控制实验

18、以太网接口模块:TCP/IP协议实验

19AD/DA模块:普通语音A/DD/A转换实验

20、音频AD/DA模块:高精度语音A/DD/A转换实验

21、音频AD/DA模块:数字录音机实验

22、音频AD/DA模块:FIR滤波器实时处理实验

23、音频AD/DA模块:MP3解码实验

24、信号发生模块:函数信号的FFT实验

25USB模块:Host实验(主模式)

26USB模块:Device(从模式)

27USB模块:OTG实验(两个实验箱互连)

28、步进电机控制实验

29、直流电机控制实验

图像处理算法实验类:

1  图像旋转;2、图像灰度变换;3、图像阀值变换;4、图像均衡;5、中值滤波;6、图像锐化;7、图像平滑;8、图像边缘检测