DSP教學實踐實驗箱
DSP是一門理論與實踐并重的技術，在成功掌握了理論知識的同時，再配合做一些經典的DSP實驗，從而加深對DSP軟、硬件的理解與掌握，為今后從事DSP的開發(fā)打下扎實的基礎；為了更好的配合理論教學，達到理論與實踐完美結合的目的，結合學校的教學實踐情況和學生特點。
一、系統(tǒng)概述
數(shù)字信號處理是大學本科計算機及電子信息類專業(yè)的一門重要技術基礎課。從課程的內容來看，它的工程性、技術性和實踐性都很強�！�DSP實驗系統(tǒng)”應用在系統(tǒng)編程技術開展實踐教學，能夠完成“數(shù)字信號處理”、“數(shù)字信號處理器原理與應用”、“電子系統(tǒng)綜合設計”等課程的實驗。
“DSP實驗系統(tǒng)”在實踐教學中的應用，對提高學生的動手能力、提高學生對數(shù)字信號處理原理的理解、提高學生的DSP系統(tǒng)綜合設計能力都有很大幫助。實驗系統(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雜性和創(chuàng)造性的綜合性實驗。
二、系統(tǒng)特點
1、安全性
人員安全的保護：不論實驗系統(tǒng)在正常工作或故障狀態(tài)下，不會危及操作或維護人員的人身安全。
誤操作的保護：不會因為誤操作而導致實驗系統(tǒng)損壞。
電源的過流保護：系統(tǒng)因短路等故障過流時，可自動切斷電源。
電源的過欠壓保護：電源電壓過高或欠壓時，將自動切斷實驗系統(tǒng)電源。
2、穩(wěn)定性
實驗系統(tǒng)上加裝自診斷模塊時，在外接線配合下，可以完成對實驗系統(tǒng)硬件的自診斷測試。自診斷結果可以通過系統(tǒng)自身的顯示器或其它方式顯示出來。自診斷結果中包含故障點信息、可能的故障情況和故障排除方法。
3、可讀性
實驗系統(tǒng)上加裝信息采集模塊時，可以將實驗過程中表征實驗過程的關鍵信息傳送到計算機中，可以充分發(fā)揮計算機的輔助仿真分析功能，對實驗結果進行分析。
4、可調整性
實驗系統(tǒng)的電氣邏輯連接應具有重新組合的可能，通過可編程器件實現(xiàn)內部總線的重新設計，實現(xiàn)功能的重組。
5、直觀性
實驗系統(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，實驗系統(tǒng)各功能引腳的符號標注在面板上。
6、靈活性
實驗系統(tǒng)采用與可編程器件分離設計，可編程器件焊接在獨立的下載板上。通過選擇
下載板可以選擇不同廠家、不同型號、不同規(guī)模的可編程器件，既可適應不同教學需要，也使系統(tǒng)的功能和規(guī)模擴展變得更為方便。
7、實用方便
為了方便實驗操作，減少對實驗儀器儀表的依賴，在實驗系統(tǒng)中配備了一些基本功能
模塊和實驗小工具。
三、實驗系統(tǒng)組成
1、中心處理模塊。主要包括DSP微處理器TMS320VC5402，RAM(CY7C1021)，FALSH(SST39LF200A)，是整個實驗驗裝的核心部分，負責整個實驗系統(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負責整個實驗系統(tǒng)的邏輯選擇控制，并擴展了輸入輸出接口如鍵盤、撥碼開關、LED數(shù)碼管以及發(fā)光二極管，步進電機和液晶顯示大大簡化了硬件設計。作為基本的輸入輸出模塊，是實驗系統(tǒng)的基礎部分，可以在此模塊上實現(xiàn)基本的實驗。
3、串行通信模塊。模塊主要由一片TLC16C550及其輔助電路組成，擴展了RS-232和RS-485�？梢酝瓿苫镜拇型ㄓ崒嶒炌�，還可以通過此模塊進一步深化實驗的內容。
4、語音處理模塊。此功能模塊由兩個并行的音頻處理單元組成，其中一個單元主要是基本的數(shù)模、模數(shù)轉換，另外一個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)將給予詳細介紹。
5、輔助模塊。輔助模塊主要提供的是實驗所需的工具，是本實驗系統(tǒng)的一個特色所在，也是系統(tǒng)人性化的一面。實驗系統(tǒng)中設置了邏輯測試模塊、電壓表頭和脈沖發(fā)生器，可以方便學生實驗。另外，實驗系統(tǒng)的電源進行了周密的保護，以保障系統(tǒng)的正常運行。
四、系統(tǒng)詳細功能
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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 |
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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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存儲器 |
靜態(tài)隨機存儲器 |
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 |
行列式結構，組合按鍵 |
1組 |
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開關量輸入 |
撥動開關 |
提供邏輯‘1’和‘0’輸入 |
8只 |
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十六進制撥碼盤 |
提供0～9,A～F 十六進制編碼 |
2只 |
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顯示 |
發(fā)光二極管 |
八只發(fā)光二極管，含電流驅動 |
8只 |
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7段數(shù)碼管顯示器 |
動態(tài)顯示方式，含電流驅動 |
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標準串行總線接口 |
1個 |
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RS-485標準串行總線接口 |
1個 |
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數(shù)/模、 |
基本數(shù)模轉換 |
AIC10 |
1片 |
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語音處理模塊 |
AIC10 |
1片 |
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控制對像 |
步進電機 |
四相步進電機含驅動 |
1只 |
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直流電機 |
5V直流電機含驅動 |
1只 |
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系統(tǒng)時鐘 |
脈沖序列發(fā)生器 |
由555振蕩器構成頻率可調、脈沖數(shù)可設置的脈沖序列發(fā)生電路 |
1個 |
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單脈沖發(fā)生器 |
加消抖處理提供單個脈沖輸入 |
1個 |
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其它 |
邏輯狀態(tài)測試 |
可測量邏輯高低電平、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 |
五、實驗項目
CCS軟件實驗項目：
1、DSP開發(fā)環(huán)境CCS的使用（軟件仿真）
2、數(shù)據存儲器和程序存儲器實驗
3、快速傅立葉變換（FFT）算法實驗
4、余弦波發(fā)生器實驗
硬件實驗項目：
1、外部IO讀寫指令實驗
2、DSP中斷實驗
3、 定時器實驗
4、BCD拔碼盤輸入實驗
5、鍵盤與數(shù)碼管顯示實驗
6、LCD液晶顯示控制實驗
7、步進電機控制實驗
8、 直流電機控制實驗
9、 語音錄放實驗
10、TL16C550串行通信實驗
11、A/D轉換和D/A轉換實驗
六、實驗系統(tǒng)出廠配置
1.DSP實驗箱一臺（含電源）
2、DSP仿真器一套（內置）
3、實驗線材一包
4、CCS調試軟件光盤一張
5、實驗指導書一份
6、耳機、麥克風一套（選配）
