TYK-DSP03型 DSP數(shù)字信號處理實驗箱
一、主要特點:
TYK-DSP03型 DSP數(shù)字信號處理實驗箱采用“核心板+通用底板+擴展接口”架構(gòu)設(shè)計,所有接口外設(shè)與CPLD連接管理,可以開設(shè)DSP的所有實驗實訓(xùn),核心板可兼容2812、5416、5509等。整個系統(tǒng)接口豐富,提供足夠的訓(xùn)練例程,產(chǎn)品設(shè)計有應(yīng)用型實驗實訓(xùn)項目,如基于PWM控制的直流電機控制實驗,以太網(wǎng)接口應(yīng)用實驗,步進電機控制應(yīng)用實驗、音頻處理應(yīng)用實驗等。
二、實驗箱硬件要求:
1、系統(tǒng)能完成DSP相關(guān)教學(xué)實驗設(shè)計,整個系統(tǒng)為“核心板+通用底板+擴展接口”設(shè)計,核心板既可以配合實驗箱使用,也可以做為開發(fā)板獨立使用;系統(tǒng)主板采用模塊化設(shè)計,結(jié)構(gòu)緊密,布局合理,包括DSP、CPLD等多種技術(shù),并且芯片和核心片可以撥插,留有I/O口和下載口方便二次開發(fā),不僅用于教學(xué)還可以用于畢業(yè)設(shè)計和電子設(shè)計大賽等項目。
2、要求實驗箱標配為C5000的5416核心板,可選配C2000的2812核心板和C5000的5509核心板。
3、系統(tǒng)設(shè)計與現(xiàn)實接近的實用性,趣味性實驗,比如說USB下載,MP3解碼播放器,實時FFT算法等。每個模塊應(yīng)留有對應(yīng)的測試點,并有明確的標識,方便學(xué)生測量信號。
4、系統(tǒng)設(shè)計有交通燈模塊,8位數(shù)碼管模塊, 128*64液晶顯示模塊,4*4鍵盤模塊等常規(guī)模塊。
5、系統(tǒng)設(shè)計有產(chǎn)生方波、三角波、正弦波的函數(shù)信號發(fā)生器,并且其幅度、頻率可以手動調(diào)節(jié),方便學(xué)生進行典型算法時可以進行實時數(shù)據(jù)的算法數(shù)值比較。
6、為開設(shè)實驗方便,要求具有豐富的示波器測試點及音頻信號源模塊和語音供方模塊,便于管理,設(shè)備不用外配麥克和耳機,要求實驗箱內(nèi)置。
7、系統(tǒng)應(yīng)采用模塊化設(shè)計,各模塊有獨立的信號測試點,學(xué)生可清楚直觀的分析各模塊的工作原理,并且其數(shù)據(jù)、控制總線均應(yīng)引出,以方便學(xué)生作畢業(yè)及課程設(shè)計之用。
8、系統(tǒng)應(yīng)設(shè)計有A/D、D/A轉(zhuǎn)換模塊, 精度為16位,*高抽樣率為22k,可以進行FIR濾波器實時處理實驗和實際信號的FFT實時實驗。
9、系統(tǒng)還應(yīng)設(shè)計有高精度音頻A/D、D/A模塊,*好采用芯片為16位雙聲道,自帶濾波器,數(shù)字可編程的專用音頻AD/DA芯片,抽樣率為0-90k,精度*高可達32位,可做專業(yè)音頻(如MP3)的AD/DA實驗等。把DSP芯片與A/D、D/A結(jié)合起來可以進行各種語音處理實驗(包括MP3實驗)
10、系統(tǒng)應(yīng)設(shè)計有USB模塊,采用支持OTG的USB芯片,利用USB模塊可做USB協(xié)議的編程實驗(如主從實驗、OTG實驗),還可以利用USB模塊與PC機進行數(shù)據(jù)交換實驗(如MP3下載,并可以解碼播放音樂)。
11、系統(tǒng)應(yīng)設(shè)計有TCP/IP接口模塊,能完成以太網(wǎng)通信實驗,可以實現(xiàn)WEB SERVER功能。
12、HPI-PC通信接口模塊:可以實現(xiàn)DSP與PC機之間傳輸數(shù)據(jù),完成HPI bootloader,虛擬示波器,虛擬頻譜儀的實驗;
13、總線擴展接口模塊:用戶可以通過總線擴展接口連接自己開發(fā)的專用目標板,以達到擴展實驗和開發(fā)使用;
三、核心板技術(shù)參數(shù)
1、核心板
1)5416核心板:(標配)
開發(fā)板可獨立做為開發(fā)板使用,集成外存儲單元,單+5V供電即可,標準JTAG下載口、時鐘電路、復(fù)位電路,設(shè)計有復(fù)位電路。并可按用戶要求可以擴展,該模塊采用DSP的*小系統(tǒng)設(shè)計,總線全部向用戶開放。
電源:輸入 5V直流、輸出 +5V、+3.3V、+2.5V
核心芯片: TMS320C5416
SRAM: 64K×16bits
FLASH: 512K×16bits
2)2812核心板:(選配)
采用TI公司DSP芯片TMS320F2812,支持DSP/BIOS實時操作,帶有3組跳線,片內(nèi)自帶AD,擴展有外部DA,該開發(fā)板采用DSP的*小系統(tǒng)設(shè)計,總線全部向用戶開放。該系列開發(fā)板上設(shè)計有JTAG下載口、時鐘電路、標準5V電源接口,該開發(fā)板戶可以方便的進行DSP的應(yīng)用研究和擴展開發(fā)使用。
電源:輸入5V直流、輸出 +5V、+3.3V、+2.5V
核心芯片: TMS320LF2812 主頻:150MHZ
晶振:20M
AD:16路12位AD, 擴展4通道12位D/A
SRAM:片內(nèi)18K,片外擴充128K×16bit
FLASH:128K×16bit
DA模塊:DAC7822
測試指示燈:3個LED
3)5509A核心板:(選配)
核心板可獨立做為開發(fā)板使用,集成外存儲單元,*好是單+5V供電即可,標準JTAG下載口,設(shè)計有復(fù)位電路。程序的固化通過JTAG口和拔碼開關(guān)的設(shè)置即可完成。
核心芯片:TMS320VC5509A 工作頻率*高200MHz
片上資源: 16bit的數(shù)據(jù)總線,16bit擴展總線EMIF接口,內(nèi)部存儲器:128Kx16bitSRAM和32Kx16bit的ROM。
外部擴展:一個USB接口,一個SD卡接口
NAND FLASH:16M×16bit
SDRAM:4x4Mx16bit
EEPROM:512K
2、主板
1)、電源:輸入220V交流、輸出 ±5V ±12V
2)、CPLD:Xilinx公司9572
3)、兩路低頻信號源:
信號種類:正弦波、三角波、方波
頻率范圍:0Hz—1.7KHz
幅度范圍:0-6V
4)、高精度音頻A/D、D/A:
聲道:16位雙聲道
抽樣率:0-90k
精度:32位
5)、普通語音A/D、D/A轉(zhuǎn)換:
聲道:單聲道
抽樣率:0-22K
精度:16位
6)、主板提供的接口:
一個串行接口
一個并行接口:完成虛擬儀器實驗
一個Ethernet10M/100M高速接口
三個USB接口(支持USB2.0)
六個音頻接口(立體聲雙通道輸入/輸出)
多個擴展接口
7)、主板提供的其它模塊:
1個4X4鍵盤陣列模塊
8個七段碼管顯示模塊
6個LED燈顯示模塊
一個128*64液晶顯示模塊
高精度音頻A/D、D/A模塊
普通語音A/D、D/A轉(zhuǎn)換模塊
雙聲道音頻功放模塊
8)電機模塊
1個PWM可控直流電機(帶驅(qū)動電路、霍爾傳感器測速)
1個步進電機控制模塊(帶驅(qū)動電路)
四、主要實驗項目
A、DSP基礎(chǔ)硬件實驗類:
1、循環(huán)操作實驗
2、雙操作數(shù)乘法實驗
3、并行運算實驗
4、小數(shù)運算實驗
5、長字運算實驗
6、浮點運算實驗
B、數(shù)字信號處理算法實驗類:
7、相關(guān)(Correlation)算法實驗
8、卷積(Convolve)算法實驗
9、快速傅立葉變換(FFT)算法實驗
10、有限沖擊響應(yīng)濾波器(FIR)算法實驗
11、無限沖擊響應(yīng)濾波器(IIR)算法實驗
12、自適應(yīng)濾波器實驗
13、離散余弦變換(DCT)算法實驗
C、接口及控制實驗類:
14、LED顯示模塊:數(shù)碼管控制實驗
15、液晶顯示模塊:液晶圖形文字顯示及圖像處理初步應(yīng)用實驗
16、鍵盤輸入模塊:鍵盤輸入實驗
17、UART接口模塊:UART接口控制實驗
18、以太網(wǎng)接口模塊:TCP/IP協(xié)議實驗
19、AD/DA模塊:普通語音A/D與D/A轉(zhuǎn)換實驗
20、音頻AD/DA模塊:高精度語音A/D與D/A轉(zhuǎn)換實驗
21、音頻AD/DA模塊:數(shù)字錄音機實驗
22、音頻AD/DA模塊:FIR濾波器實時處理實驗
23、音頻AD/DA模塊:MP3解碼實驗
24、信號發(fā)生模塊:函數(shù)信號的FFT實驗
25、USB模塊:Host實驗(主模式)
26、USB模塊:Device(從模式)
27、USB模塊:OTG實驗(兩個實驗箱互連)
28、步進電機控制實驗
29、直流電機控制實驗
D、圖像處理算法實驗類:
1、圖像旋轉(zhuǎn)
2、圖像灰度變換
3、圖像閥值變換
4、圖像均衡
5、中值濾波
6、圖像銳化
7、圖像平滑
8、圖像邊緣檢測