第一篇：基于DSP整流器设计论文

基于DSP整流器设计论文

在平时的学习、工作中，大家都经常接触到论文吧，借助论文可以有效提高我们的写作水平。你知道论文怎样写才规范吗？下面是小编精心整理的基于DSP整流器设计论文，仅供参考，希望能够帮助到大家。

摘要：随着我国经济的发展，同时也伴随着绿色能源的产生，电力电子技术在我国蒸蒸日上，不断拓展。基于DSP的整流器技术已经成为电力电子技术研究的热点话题。整流器技术凭借其自身强大的特点，可以实现电网无污染以及电能的双向传输，它成为现代人最理想的用电设备。当今，经过技术变换处理后再供用户使用的电能在全国供电总量的比值，直线上升，并且这也代表了我国技术水平的突飞猛进。本论文主要介绍了DSP、整流器的工作原理，以及PWM整流器的发展现状、技术研究方向和控制领域设计，最后表明整流器的应用领域。

【广而告之】

1、“十度百科”属于本站旗下微信公众号，致力于分享生活百科知识和经验。

2、去广告和限制请找到公众号菜单常用网址-公众号服务-网站授权，在打开的网页中获取授权码或免费验证码，之后点击此处进行授权验证。

3、网友可向本公众号投稿，稿费从优。稿件内容须符合公众号主题，即属于生活知识和经验之谈，能帮助人们解决问题、解答疑惑、增长见闻之类。

关键词：DSP整流器发展现状研究方向控制领域设计

在现代工业、交通、经济、政治、国防飞速发展的今天，我们生活的各个领域都需要大量的各种类型的交流装置，这些具有高技术的交流装置将一种特定频率或幅值的电能运用其自身的技术完美的转化成另一种频率、幅值的电能，从而使我们的用电设备达到我们理想的状态;同时，满足我们用电负载的各种需求，达到我国的经济效益最大化。本文对三相电压器PWM整流器的设计做出研究，为其为潜力开发做好铺垫，并且开发无污染能源是电子电力设备的主要任务之一。整流器设备为其提供途径，并且加快其进程，因此我们要将基于DSP的整流器设备做出概述，证明其应用的可能性以及现实性，明白其国内外的发展现状，了解PWM整流器控制技术的研究方向，更好的将电能在最小代价下转化成最有效，最符合人们用电标准的电能。

1、工作原理

1.1 DSP的工作原理

DSP(digital signal processor)是一种比较特殊的微处理器，是以数字信号来处理大量信息的器件。其工作原理是接收模拟信号，转化为0或1的数字信号，再对数字信号进行修改、强化、删除等，它还可以再其他系统芯片中进行解译，例如把数字数据解译成模拟数据或者实际环境各种格式。DSP具有可编性，并且其实际运行速度快的惊人，可达每秒数千万条复杂指令的程序，这远远超出一般普通的微处理器。DSP具有强大的数据处理能力以及高速度的运行，这就是DSP成为数字化电子世界的宠儿，在电子界有重要的地位，是新生代的.佼佼者。具有无穷的潜力和发掘的价值。

1.2整流器的工作原理

整流器是将电流(AC)转化成直流的一种转化设备。其具有强大的转化能力，可将电能转化为人们生活或者工作所能接受的最好的状态。随着工业和经济的飞速发展，整流器在其中的作用越来越明显，其不仅可以将工业的发展推到专业化，技术化水平，还可能开发绿色能源，倡导文明绿色的经济发展方式。整流器使经济的能源利用达到最大化，经济效益得到最大化，使我国的技术水平越来越先进，不断突破。整流器的转化原理充分体现了这种转化装置有很大的发展空间。

2、整流器国内外发展现状

2.1整流器的概况

变频器、高频开关电源以及各种交流器等等设备很大一部分都需要整流这一重要环节，从而获得直流电压，如果经常采取不控整流电路，这将对电网造成严重的“污染”，由此可见，只有对整流器做出研究，就可以有效的控制污染源的出现。

2.2 PWM整流器的发展现状

20世纪80年代，随着全控器件的日趋成熟，推动了三相PWM整流器的应用和研究。外国科学家提出了三相PWM整流器拓扑结构和电流等的控制策略，并实现了电流型PWM整流器单位功率的有效控制，这就是早期电压型PWM整流器的设计思想。后来，随着离散动态模型和控制策略的发展PWM整流器又发展到新的高度。

随着PWM整流器的发展，其相关领域也不断拓展，同时，PWM整流器以及控制技术也得到不断发展完善，它们相互促进彼此发展，相辅相成。PWM整流器已经有半控型器件桥路过渡偶倒全控件桥路;PWM整流器的开关控制由单纯的硬开关控制完善到软开关调制;更重要的是，其功率等级由千瓦级别飞跃到兆瓦级别;并且其在主电路的类型上也有所变化，电流型整流器与电压型整流器并存，有广阔的使用空间，为人们生活提供了便利，也为国家的发展有重要的推动作用。

3、整流器控制技术的研究方向

控制技术是整流器发展的关键技术，所以，有关PWM整流器控制技术的研究应该非常有针对性，要切中要害，一针见血，研究其核心有价值的议题。一是努力降低整流器对电网的负面影响，一定要适当减少交流侧输入电流的畸变率，通常我们经过方法的研究一般要求在整个负载波动的范围之内，一定程度上会减少对我国电网的不利影响。二是运用技术提高功率因数，从而减少整流器的非线性行为，使其对电网而言是纯电阻的负载。三是提高整个整流器系统的动态响应能力，从而减少动态响应时间，减少对电网影响。四是降低整个系统的开关能源消耗，提高装备效率。五是减少直流侧纹波的系数，缩小整流器其体积，达到减轻重量。

4、总结

DSP虽然作为微处理器，可是却有极大的潜能，其超大规模集成电路的工艺和高性能的数字信息处理器技术的稳步发展，为将来DSP使各种复杂的语音编解码的同步实现奠定了坚实额基础。整流器作为一种新型的媒介出现在大众的生活和社会中，为我们带来了极大的便利，使资源得到了综合的利用，而且有效地节约的资源，倡导我们做绿色能源的实践者。

第二篇：DSP论文感想

论文感想

汽车防撞雷达系统是一个复杂的电子系统，涉及到雷达技术、毫米波技术、模拟电路、数字电路、数字信号处理等一系列技术领域。作为智能交通系统的一 项前沿技术，能有效地降低交通事故的发生，因此成为该技术领域的研究重点，受到国内外研究人员的广泛重视。对比不同雷达的工作方案与技术体制，最终因 FMCW毫米波汽车防撞雷达拥有良好的环境适应性和稳定的探测性能，成为了工

程应用的主要研究方案。本论文基于横向研究项目，主要是在FMCW毫米波体制下研究汽车防撞雷达中频信号处理技术，并通过DSP技术实现系统功能。在项目的研究和开发过程中，主要取得了以下成果：

1通过对比分析，确定了本系统的雷达工作体制，并在此体制下研究了目

标测速测距的基本原理。根据高速公路环境，提出了相应的性能要求，研究了预 警系统中的安全距离计算模型，并引入了一种高效率的安全距离算法； 2详细介绍了雷达中频信号的产生原理。由于中频信号中噪声的影响，提

出使用自适应滤波算法来抑制噪声，并详细地介绍了自适应滤波原理，重点研究 了其应用技术，将自适应滤波作为噪声抵消器应用在系统中，能有效地降低中频 信号中瑞利噪声的影响；

3介绍了恒虚警检测基本理论，分析研究了其实现方法，并针对应用环境进行了仿真实验，能一定程度上降低错误目标的检测概率。对于多目标，介绍了多目标频率匹配算法，使其能从频谱中提取到不同目标对应的频率信息；

4完成了汽车防撞雷达中频信号处理系统的硬件电路设计。根据系统的应

用特性，确定了主要器件的选型，并设计了数字信号处理器的电源电路与时钟电

路，同时介绍了 D/A 和 A/D 器件原理，设计完成调制信号的产生与中频信号的采样； 5在 TMS320F28335 DSP平台下，完成了系统软硬件功能的测试，主要包括 A/D 采样、自适应滤波、恒虚警检测以及频率匹配等算法。最终实现了汽车防撞雷达中频信号处理系统的开发。

第三篇：DSP系统程序设计论文

近年来，计算机产品的应用领域越来越广，数字信号处理器的发展表现得尤为明显。DSp芯片制造商和DSp板开发商利用自身的优势不断开发出多DSp结构的产品来满足这种需求。通常的DSp设备是与嵌入式系统相结合，来实时地完成某一特定任务。随着信号采集速度和处理速度的要求越来越高，许多领域都需要进行多处理器运算，其中包括医学、图像处理、军事、工业控制、电信等许多领域。多处理器系统可以根据所需实现的功能和处理器的性能来调节处理结点的数目，使系统达到最佳的性能价格比。

实际上，只有从芯片开始仔细设计，才能方便地实现多处理器系统的调节功能。这里选用的是AD公司新出品的SHARC级处理器ADSp21160。

ADSp21160具有很大的片内存储区、多重内部总线结构、独立的I/O子系统；具有构造多处理器系统的所有特点，能够真正支持处理器数目的可调节功能，十分适合组成高性能浮点的多DSp系统。

VxWorks是目前世界上用户数量最大的实时操作系统。这使它除了具有优越的技术性能之外，还具有丰富的应用软件支持、良好的技术服务和可靠的系统稳定性。由于它具有以上优点，本系统中选用了VxWorks作为MVME167的操作系统。

一、ADSp21160的特点

ADSp21160 是AD公司采用超级哈佛结构的一种新产品。21160的汇编代码与2106x兼容，处理器具有SIMD（单指令流多数据流）功能；而2106x只具有SISD（单指令流单数据流）功能。为了充分利用这种新的功能，一些指令做了一些改变。ADSp21160包括1个100/150MHz的运算核、双端片内SRAM、1个支持多处理器的集成在片内的I/O处理器和多重内部总线以消除I/O瓶颈。

ADSp21160的汇编源代码与2106x兼容。SIMD计算结构：2个32bit的计算单元，其中每一个单元包括乘法器、ALU、移位寄存器及寄存器文件。具有完备的与外围设备接口功能。包括独立的I/O处理器、4Mbit 的片内双端SRAM、可直接连接的多处理器特性及端口（串口、连接口、外总线及JTAG）。

ADSp21160包括2个运算处理单元，具有SIMD功能。处理单元指的是pEX和pEY。pEX始终是有效的，而pEY的有效是通过设置MODE1寄存器中的pEYEN位来实现的。当pEY模式有效时，同一条指令在2个处理器单元中都得到执行，但每一个处理器单元中的操作数不同。

SIMD模式在存储区和处理器单元之间的数据传输也是很有作用的。当使用SIMD模式，通过加倍数据带宽来保证处理器单元的操作。在SIMD模式，当使用DAGs来传输数据时，存储区每次访问所传输的是两个数据值。

ADSp21160包括4Mbit的片内SRAM，分为两块，每一块2Mbit。可以定义为不同字长的指令和数据存储。每一个存储块的双端口结构可以使存储块独立地被运算核处理和I/O处理器访问。21160的存储区最大可以容纳128K的32bit数据，或256K的16bit数据，或85K的48bit指令，或其他混合字长的数据，但总和最大为4Mbit。所有存储区可以16、32、48、64bit字长的字访问。外端口支持处理器与片外存储器及外设的接口，片外的4G地址空间属于21160的统一地址空间。

外端口支持同步、异步及同步BURST访问。DMA控制器的操作相对处理器运算核是独立和不可见的，即DMA操作可与执行指令同时进行。DMA传输可以在内部存储区与外部存储区、外围设备或主机之间进行。21160共有14个DMA通道，其中：连接口(linkport)占6个；串口占4个；外端口(external port)占4个。21160可以通过DMA传输来下载程序，外围异步设备也可以通过DMA请求/应答线来控制2个DMA通道。

21160具有许多特点支持多DSp系统。外端口与连接口支持多处理器系统的直接连接，外端口支持统一的地址空间，允许DSp之间互相访问。片内具有分布式总线仲裁逻辑，最多支持6片21160和主机连接。外端口的最大数据传输率为400MB/s，广播写信号可以同时发

送到各片21160。6个连接口提供了另一种方法实现多处理器之间的通信。连接口的最高传输速率为600MB/s。

整个系统基于VME总线。VME总线系统作为最早的国际通用开放式总线，自1981年起，经历了近20年的发展。其影响不断扩大，功能不断完善，现已成为性能最好、应用最广的国际总线标准之一。

根据设计要求，采用了4片ADSp21160。片外共享内存SRAM可以被主机和各片DSp直接访问；EpROM用来存放初始化程序和各片DSp要运行的程序，在系统上电后这些程序被下载到各片DSp中；LEDs用来显示插件的状态，如reset、normal等。每一片都有1个连接口连到插件的前面板，这样前端采集来的数据就可以很方便地传输到多DSp上，而且也使数据的传输模式更加灵活。

连接口(linkport)是SHARC系列DSp芯片的一个特点。ADSp21160共有6个8bit连接口提供额外的I/O服务。在100MHz时钟下运行时，每个连接口可达100MB/s。连接口尤其适合多处理器间点到点的连接。连接口可以独立地同时操作，通过连接口的数据封装成48/32bit字长后，可以从片内存储区直接被运算核读取或DMA传输。每一个连接口有它自己的双缓冲I/O寄存器，数据传输可编程，硬件由时钟/应答握手线控制。4片DSp使用连接口实现DSp间两两互连。

21160的主机接口可以很方便地与标准微处理器总线（16/32bit）相连，几乎不需要额外硬件。主机通过21160的外端口对其进行访问，存储区地址映射为统一的地址空间。4个DMA通道可以用于主机接口，代码和数据传输的软件开销很小，主处理器通过Hbr、HBG和REDY信号线与21160进行通信，主机可以对片内存储区进行直接读写。

二、开发环境Tornado

VxWorks的开发环境是WindRiver公司提供的Tornado。Tornado采用主机-目标机开发方式，主机系统可采用运行Sun Solaris、Hp-UX以及Win95/NT的工作站或个人计算机，VxWorks则运行在Intel x86、MC68K、powerpC或SpARC等处理器上。Tornado支持各种主机-目标机连接方式，如以太网、串行线、在线仿真器和ROM仿真器。

Tornado的体系结构使得许多强有力的开发工具可以用于各种目标机系统和各种主机-目标机连接方式下，而不受制于目标机的资源和通信机制。同时VxWorks具有良好的可剪裁性。因此它适用于各种嵌入式环境的开发，小到资源极其有限的个人手持式设备如pDA（personal Digital Assistant）；大到多处理机系统，如VME系统。

Tornado可提供一个直观的、可视化的、用户可扩充的开发环境，极大缩短了开发周期。同时，由于Tornado是一个完全的开放系统，使得集成第三方开发工具变得十分容易。

主机与目标机之间的通信是通过运行各自处理器上的代理进程来完成的，使主机上的开发工具和目标机的操作系统可以完全脱离相互连接的方式。

为了摆脱主机-目标机通信带宽和目标机资源的限制，Tornado将传统的目标机方的工具迁移到主机上，如shell、loader和符号表等。这样，系统不再需要额外的时间和带宽在主机和目标机之间交换信息，降低了对连接带宽的需求，也避免了目标机的资源（如内存）被工具或符号表大量占用，使得应用程序拥有更多的系统资源。同时这种迁移也使得各种主机开发工具独立于目标机存在，从而使同一主机平台上的工具可以用于所有的目标机系统。

作为一个应用软件开发环境，Tornado提供了友好的可视化开发界面、交叉编译环境、源码级调试工具、目标机命令解释器和目标机状态监视器等多种应用工具，为应用软件开发提供了一个高效而可靠的平台。

三、程序设计

我们选用的DSp开发工具是AD公司提供的VisualDSp。这是一个集成开发环境，支持对SHARC系列DSp芯片的开发。实时操作系统VxWorks的开发工具是WindRiver公司的Tornado集成开发工具。VisualDSp可以C语言或汇编语言编

写的DSp代码，最新版本的VisualDSp还支持C++。它还有1个优点，就是可以编译多片DSp的源代码，并产生下载文件，这就可以很方便地进行多DSp系统的软件模拟。

ADSp21160阵列的设计结构使它既可以构成单指令流多数据流（SIMD）的并行处理机，也可以构成多指令流单数据流（MISD）或多指令流多数据流（MIMD）的流水线处理机，视用户的要求而定。这两种并行方案的选择，简单来说就是选择分割数据流还是分割处理工序。SIMD方案的原理如图1所示。

以下介绍我们实验室承担的水声信号处理系统。本系统以VME总线为系统开发平台，前端调理模件、模数转换模件和前端控制模件等为VME插件，采用SHARC级DSp芯片阵列完成声纳信号实时处理，基于嵌入式实时操作系统VxWorks及X窗口系统的中央控制和显示。

图2是4片DSp的任务分配图。从前端采集来的信号，经波束形成和复解调，再经过窄带滤波后的信号分为两路，一路送去进行幅度检波，一路做频域处理。幅度检波就是对复信号求模，根据信号幅度判决有无目标存在。频域处理分两种情况：当发射信号为单频脉冲时，进行功率谱估计，然后根据多普勒频移估计目标速度；当发射信号为双曲调频信号时，进行相关处理。

声纳综合数据处理主要包括主动声纳信号处理和被动声纳信号处理。其中，主动声纳信号处理又根据发射信号的不同，分为非相干处理、相干处理、功率谱处理。声纳综合数据处理主要完成：目标自动检测、目标参数测定和动目标跟踪。

四、操作流水线

操作流水线是模块内数据计算与I/O的流水线，物理上表现为CpU与I/O端口的DMA之间的并行。在前端处理中由于数据率高，通信开销很大。以通信任务最为繁重的复解调和多普勒补偿模块为例，输入数据率为2Mw/s，输出数据率为4Mw/s，高速连接口Linkport最高速率为100Mw/s，如果采用串行传输的话，通信时间就将占用60%以上的处理时间，计算时间显然严重不足。所以必须采用并行执行，流程图如图3所示。这也是一种异步流水线方式，每次传送和计算完成都须要设置标志以通知下一操作。

结束语

在VxWorks实时操作系统下，4片ADSp21160上的程序已经通过模拟输入和系统测试。采用SHARC DSp 阵列能够很好地完成声纳信号实时处理,每一片DSp至少有10%的计算裕量，基本达到设计要求。

送到各片21160。6个连接口提供了另一种方法实现多处理器之间的通信。连接口的最高传输速率为600MB/s。

整个系统基于VME总线。VME总线系统作为最早的国际通用开放式总线，自1981年起，经历了近20年的发展。其影响不断扩大，功能不断完善，现已成为性能最好、应用最广的国际总线标准之一。

根据设计要求，采用了4片ADSp21160。片外共享内存SRAM可以被主机和各片DSp直接访问；EpROM用来存放初始化程序和各片DSp要运行的程序，在系统上电后这些程序被下载到各片DSp中；LEDs用来显示插件的状态，如reset、normal等。每一片都有1个连接口连到插件的前面板，这样前端采集来的数据就可以很方便地传输到多DSp上，而且也使数据的传输模式更加灵活。

连接口(linkport)是SHARC系列DSp芯片的一个特点。ADSp21160共有6个8bit连接口提供额外的I/O服务。在100MHz时钟下运行时，每个连接口可达100MB/s。连接口尤其适合多处理器间点到点的连接。连接口可以独立地同时操作，通过连接口的数据封装成48/32bit字长后，可以从片内存储区直接被运算核读取或DMA传输。每一个连接口有它自己的双缓冲I/O寄存器，数据传输可编程，硬件由时钟/应答握手线控制。4片DSp使用连接口实现DSp间两两互连。

21160的主机接口可以很方便地与标准微处理器总线（16/32bit）相连，几乎不需要额外硬件。主机通过21160的外端口对其进行访问，存储区地址映射为统一的地址空间。4个DMA通道可以用于主机接口，代码和数据传输的软件开销很小，主处理器通过Hbr、HBG和REDY信号线与21160进行通信，主机可以对片内存储区进行直接读写。

二、开发环境Tornado

VxWorks的开发环境是WindRiver公司提供的Tornado。Tornado采用主机-目标机开发方式，主机系统可采用运行Sun Solaris、Hp-UX以及Win95/NT的工作站或个人计算机，VxWorks则运行在Intel x86、MC68K、powerpC或SpARC等处理器上。Tornado支持各种主机-目标机连接方式，如以太网、串行线、在线仿真器和ROM仿真器。

Tornado的体系结构使得许多强有力的开发工具可以用于各种目标机系统和各种主机-目标机连接方式下，而不受制于目标机的资源和通信机制。同时VxWorks具有良好的可剪裁性。因此它适用于各种嵌入式环境的开发，小到资源极其有限的个人手持式设备如pDA（personal Digital Assistant）；大到多处理机系统，如VME系统。

Tornado可提供一个直观的、可视化的、用户可扩充的开发环境，极大缩短了开发周期。同时，由于Tornado是一个完全的开放系统，使得集成第三方开发工具变得十分容易。

主机与目标机之间的通信是通过运行各自处理器上的代理进程来完成的，使主机上的开发工具和目标机的操作系统可以完全脱离相互连接的方式。

为了摆脱主机-目标机通信带宽和目标机资源的限制，Tornado将传统的目标机方的工具迁移到主机上，如shell、loader和符号表等。这样，系统不再需要额外的时间和带宽在主机和目标机之间交换信息，降低了对连接带宽的需求，也避免了目标机的资源（如内存）被工具或符号表大量占用，使得应用程序拥有更多的系统资源。同时这种迁移也使得各种主机开发工具独立于目标机存在，从而使同一主机平台上的工具可以用于所有的目标机系统。

作为一个应用软件开发环境，Tornado提供了友好的可视化开发界面、交叉编译环境、源码级调试工具、目标机命令解释器和目标机状态监视器等多种应用工具，为应用软件开发提供了一个高效而可靠的平台。

三、程序设计

我们选用的DSp开发工具是AD公司提供的VisualDSp。这是一个集成开发环境，支持对SHARC系列DSp芯片的开发。实时操作系统VxWorks的开发工具是WindRiver公司的Tornado集成开发工具。VisualDSp可以C语言或汇编语言编

写的DSp代码，最新版本的VisualDSp还支持C++。它还有1个优点，就是可以编译多片DSp的源代码，并产生下载文件，这就可以很方便地进行多DSp系统的软件模拟。

ADSp21160阵列的设计结构使它既可以构成单指令流多数据流（SIMD）的并行处理机，也可以构成多指令流单数据流（MISD）或多指令流多数据流（MIMD）的流水线处理机，视用户的要求而定。这两种并行方案的选择，简单来说就是选择分割数据流还是分割处理工序。SIMD方案的原理如图1所示。

以下介绍我们实验室承担的水声信号处理系统。本系统以VME总线为系统开发平台，前端调理模件、模数转换模件和前端控制模件等为VME插件，采用SHARC级DSp芯片阵列完成声纳信号实时处理，基于嵌入式实时操作系统VxWorks及X窗口系统的中央控制和显示。

图2是4片DSp的任务分配图。从前端采集来的信号，经波束形成和复解调，再经过窄带滤波后的信号分为两路，一路送去进行幅度检波，一路做频域处理。幅度检波就是对复信号求模，根据信号幅度判决有无目标存在。频域处理分两种情况：当发射信号为单频脉冲时，进行功率谱估计，然后根据多普勒频移估计目标速度；当发射信号为双曲调频信号时，进行相关处理。

声纳综合数据处理主要包括主动声纳信号处理和被动声纳信号处理。其中，主动声纳信号处理又根据发射信号的不同，分为非相干处理、相干处理、功率谱处理。声纳综合数据处理主要完成：目标自动检测、目标参数测定和动目标跟踪。

四、操作流水线

操作流水线是模块内数据计算与I/O的流水线，物理上表现为CpU与I/O端口的DMA之间的并行。在前端处理中由于数据率高，通信开销很大。以通信任务最为繁重的复解调和多普勒补偿模块为例，输入数据率为2Mw/s，输出数据率为4Mw/s，高速连接口Linkport最高速率为100Mw/s，如果采用串行传输的话，通信时间就将占用60%以上的处理时间，计算时间显然严重不足。所以必须采用并行执行，流程图如图3所示。这也是一种异步流水线方式，每次传送和计算完成都须要设置标志以通知下一操作。

结束语

在VxWorks实时操作系统下，4片ADSp21160上的程序已经通过模拟输入和系统测试。采用SHARC DSp 阵列能够很好地完成声纳信号实时处理,每一片DSp至少有10%的计算裕量，基本达到设计要求。

第四篇：DSP小论文

基于DSP的电能参数实时动态显示设计

摘要：电能是一种广泛应用的二次能源"电能质量的优劣直接影响用电设备能否正常运行，因此实现电能参量的动态显示，以便实时对电能质量进行监测具有现实意义。文章利用DSP(F2812)和SMG12864液晶组成硬件显示电路，通过采集模块将数据送入DSP，经过DSP对数据进行处理，在液晶上显示出来，设计了DSP与液晶的接口电路和DSP驱动液晶显示的软件程序。实验证明，基于DSP(F2812)组成的液晶显示模块能够对电能质量参数实时动态显示，达到预期的设计效果。

关键词：DSP；SMG12864；实时；液晶显示

Module design for liquid crystal display based on DSP Abstract: Electrical energy is a widely used secondary energy.The quality of electric energy directly influences the normal operation of electrical equipment.Therefore，it has practical significance to achieve energy parameters of the dynamic display for real-time monitoring of power quality.In this paper，hardware display circuit is constructed by DSP(F2812)and SMU12864 LCD.Data are sent into the DSP through the acquisition module，then displayed on the LCD after processed by DSP.This design consists of DSP and LCD interface circuit and the liquid crystal driver software programs.Experiment show that the liquid crystal display module based on the DSP(F2812)can display real-time power quality parameters，achieving the anticipated design effect.Key words: DSP;SMU12864;rea-time;liquid-crystal display

1引言

人机交互是控制系统重要的一部分，它方便了人与机器之间信息的交换。近年来，如何对电力系统运行进行实时监测成为人们关心的问题，在电能质量检测系统中，采用液晶代替表盘指针作为监测系统运行的输出设备，直观性强[1-2]。在控制系统中DSP以灵活性好、精度高、可靠性高、集成性高的优点得到广泛的应用。TMS320F2812是美国TI公司最新推出的数字信号处理器，该控制器主频可达150MHz，两个事件管理器为电机及功率变换控制提供良好的控制功能，16通道高性能12位ADC单元提供了两个采样保持电路，可以实现双通道信号同步采样[3-6]。

本文以DSP为核心，驱动液晶SMU12864ZK,进行含字库的字符型液晶的接口设计和软件编程，使系统的运算反应速度更快，采用数字量作为中间过程，系统的实时性增强。本方案接口方式简单，占用较少的内存，控制程序简单，有一定的应用价值。

2液晶硬件设计

液晶显示模块作为一种直观的输出设备，是设计中必不可少的模块，液晶模块分为点阵型和字符型。在设计中采用的液晶模块为字符型液晶。本设计采用长沙太阳人公司的SMU12864ZK带字符型的显示器，液晶模块可以通过总线控制，也可以通过GPIO口控制。DSP(F2812)有众多的GPIO口，DSP的硬件实物图如图1所示，因此在模块设计时选择通过GPIO口控制液晶模块，其供电电源采用3.3 V供电，驱动电压信号为3.3 V , DSP的I/O输出电压为3.3V，所以可以直接用DSP引脚输出信号进行驱动，不需要其他任何附加电路[7-9]。液晶接口引脚见表1。

图1 主控制器DSP的硬件实物图

表1 液晶接口引脚

图2 LCD module design

SMU12864ZK带字符型的液晶共有20个引脚，其中包括数据线8根，指令数据选择引脚(RS)、读写选择引脚(RW)、使能引脚(E)，其他的是电源和地线。SMU12864ZK液晶与DSP的接线如图2所示。利用C'语言编程的软件控制，减少了外围电路使得电路接线更加简单易懂。

3液晶软件程序设计

CCS是TI公司推出的用于开发DSP芯片的集成开发环境(IDE)。它采用Window、的界而风格，集编辑、编译、连接、仿真软件、硬件调试以及实时跟踪等一系列功能于一体，极大地方便了用户对DSP进行开发与设计[10]。是目前应用最为广泛的一种DSP开发软件，该软件可以在硬件环境和脱离硬件环境的条件下进行调试，这为我们在开发和学习上提供很大的灵活性，本设计利用CCS3.3结合DSP硬件设备进行验证和调试。

液晶要实现显示，必须要对液晶控制器进行初始化设置，液晶初始化程序流程图如图3所示，在初始化过程中，首先是设置液晶的基本指令集，选择几位数据流，设置开始显示地址，然后是打开显示，在这一系列正确的操作之后，才可以对液晶写控制字命令和数据命令。//液晶驱动程序

main(){

InitSysCtrl();//初始化cpu

DINT;//关中断

InitPieCtrl();//初始化pie寄存器

IER = 0x0000;//禁r.所有的中断

IFR=0x0000;

InitPieVectTable();//初始化pie中断向量表

EALLOW;GpioMuxRegs.GPAMUX.all=0;GpioMuxRegs.GPBMUX.all=0;GpioMuxRegs.GPBDIR.bit.UPIOBO=1;//RS GpioMuxRegs.GPBDIR.bit.UPIOBl=1;//WR GpioMuxRegs.GPBDIR.bit.UPIOB2=1;//E

EDIS;

lcdrest();

delay(100);

hzklib();

delay(400);

keeee=16;

keeee=sqrt(keeee);

void lcdwd(unsigned int lcddata)

{

delay(500);

GpioMuxRegs.GPADIR.all=Oxffff;GpioDataRegs.GPBSET.bit.UPIOBO=1;//rs GpioDataRegs.UPIOBI=1;//wr delay(100);

GpioDataRegs.GPBSET.bit.UPIOB2=1;//e

delay(100);

EDIS;Gpioset(lcddata);

delay(50);

GpioDataRegs.GPBCLEAR.bit.UPIOB2=1;//e delay(50);}

GPBCLEAR.bit.开始选择指令集显示开DSP初始化选择数据流设置延时液晶初始化设置地址指针液晶清屏返回 图3 液晶初始化程序流程图 实验结果

通过实验表明，基于DSP的液晶显示模块能够对表征电能质量优势的电压、电流、频率等参量进行实时动态显示，显示结果如图4所示。

图4 实验运行结果

由图4可知，设计的液晶显示模块能够很好地满足电能质量检测实时正确显示的要求。结论

电能质量优劣越来越成为人们关注的话题本设计使得电能质量检测系统具有良好的人机交互。本文提出一种用高速DSP(TMS320F2812)驱动液晶SMU12864显示的设计。充分利用DSP的快速性对动态电能质量参量进行实时显示。详细阐述了DSP与液晶的接口设计和软件编程，接口接线更加简单，减少连线错误，实验表明该显示方式可以比较稳定地对参数实现动态实时显示，具有一定的应用价值。

参考文献: [1]程浩忠，吕干云，周荔丹.电能质量监测与分析巨[M].北京:科学出版社，2012;3-17.[2]张永斌，胡全高.基于DSP的LCD显示控制与设计[J].液晶与显示，2011,26(5): 626-630.[3]孙丽明.TMS3202812原理及其C语言程序开发[M].北京:清华大学出版社，2008;446-450.[4]黄树毅，程汉湘，荆怀成等.TMS320F2812与液晶显示模块的接口电路及其程序设计[J].液晶与显示，2009,2 [5]习莫莉，量万福，喻洪平等.基于TMS320F2812的液晶显示模块接口设计[J].计算机测量与控制，2009,17(2);[6]邓永停，李洪文.伺服控制系统中液晶显示的设计[J].液晶与显示，2012,27(3);342-346.[7]苏文芳，未宗玖，汪青.基于DSP芯片TMS320 VC5402的液晶显示的研究[J].煤炭技术，2011,30(6);44-46.[8]叶军，于霞.基于DSP的液晶显示时钟的设计与实现[J].液晶与显示，2009,2(5);713-717.[9]张磊,丁全华.光治疗仪液晶显示模块的设计和控制[J].液晶与显示，2010,25(2);268-272.[10]廖丽莹，李啸胞，罗涛等.基于TMS320F2812的液晶显示的设计[J].微计算机信息，2008,24(7-2);195-198.

第五篇：DSP技术论文读后感

DSP技术引领数字生活

学号：200883061姓名：胡淦班级：08信工二班

DSP数字信号处理(Digital Signal Processing，简称DSP)是一门涉及许多学科而又广泛应用于许多领域的新兴学科。20世纪60年代以来，随着计算机和信息技术的飞速发展，数字信号处理技术应运而生并得到迅速的发展。数字信号处理是一种通过使用数学技巧执行转换或提取信息，来处理现实信号的方法，这些信号由数字序列表示。在过去的二十多年时间里，数字信号处理已经在通信等领域得到极为广泛的应用。随着社会的发展和人们生活水平的日益提高，人们对生活的需求也在日渐增长，DSP技术被越来越多的应用在我们的日常生活中。市场的需求促进了技术的迅猛发展，越来越多的新产品出现在我们眼前，这一切都源于DSP技术。

下面我来介绍一下DSP芯片，DSP芯片也称数字信号处理器，是一种特别适合于进行数字信号处理运算的微处理器器，其主要应用是实时快速地实现各种数字信号处理算法。根据数字信号处理的要求，DSP芯片一般具有如下主要特点：1.在一个指令周期内可完成一次乘法和一次加法；2.程序和数据空间分开，可以同时访问指令和数据；3.片内具有快速RAM，通常可通过独立的数据总线在两块中同时访问；4.具有低开销或无开销循环及跳转的硬件支持；

5.快速的中断处理和硬件I/O支持；6.具有在单周期内操作的多个硬件地址产生器；7.可以并行执行多个操作；8.支持流水线操作，使取指、译码和执行等操作可以重叠执行。

新近涌现的各种数字信号处理器的规格尺寸繁多，外形各式各样，令人难以胜数，其设计目标也是为了满足各种对性能要求高低不同的应用。这些需求既包括附加在现有的处理器上、用于提供DSP功能的简易编码器。

在近几年里，DSP技术得到了极大的发展，越来越走进老百姓的生活中，例如数字电视，3G数字生活。下面我就这两个方面简单介绍一下：

数字电视：数字电视就是指从演播室到发射、传输、接受的所有环节都是使用数字电视信号或对该系统所有的信号传播都是通过由0、1数字串所构成的数字流来传播的电视类型。数字信号的传播速率是每秒19.39兆字节，如此大的数据流的传递保证了数字电视的高清晰度，克服了模拟电视的先天不足。同时还由于数字电视可以允许几种制式信号的同时存在，每个数字频道下又可分为几个子频道，从而既可以用一个大数据流--每秒19.39兆字节，也可将其分为几个分流，例如4个，每个的速度就是每秒4.85兆字节，这样虽然图像的清晰度要大打折扣，却可大大增加信息的种类，满足不同的需求。例如在转播一场体育比赛时，观众需要高清晰度的图像，电视台就应采用每秒19.39兆字节的传播；而在进行新闻广播时，观众注意的是新闻内容而不是播音员的形象，所以没必要采用那么高的清晰度，这时只需每秒3兆字节的速度就可以了，剩下16.39兆字节可用来传输别的内容。

如今，数字电视是人们谈论最多的热闹话题之一。由于数字电视是种新鲜事物，一些相关报道及文章介绍中出现似是而非的概念，诸如“数码电视”、“全数字电视”、“全媒体电视”、“多媒体电视”等，造成大众感到困惑，茫然不知所措。其实，“数字电视”的含义并不是指我们一般人家中的电视机，而是指电视信号的处理、传输、发射和接收过程中使用数字信号的电视系统或电视设备。其具体传输过程是：由电视台送出的图像及声音信号，经数字压缩和数字调制后，形成数字电视信号，经过卫星、地面无线广播或有线电缆等方式传送，由数字电视接收后，通过数字解调和数字视音频解码处理还原出原来的图像及伴音。因为全过程均采用数字技术处理，因此，信号损失小，接收效果好。

数字电视技术与原有的模拟电视技术相比，有如下优点：

(l)信号杂波比和连续处理的次数无关。电视信号经过数字化后是用若干位二进制的两个电平来表示，因而在连续处理过程中或在传输过程中引入杂波后，其杂波幅度只要不超过某一额定电平，通过数字信号再生，都可能把它清除掉，即使某一杂波电平超过额定值，造成误码，也可以利用纠错编、解码技术把它们纠正过来。所以，在数字信号传输过程中，不会降低信杂比。而模拟信号在处理和传输中，每次都可能引入新的杂波，为了保证最终输出有足够的信杂比，就必须对各种处理设备提出较高信杂比的要求。模拟信号要求 S/N＞40dB，而数字信号只要求S/N＞20dB。模拟信号在传输过程中噪声逐步积累，而数字信号在传输过程中，基本上不产生新的噪声，也即信杂比基本不变。

(2)可避免系统的非线性失真的影响。而在模拟系统中，非线性失真会造成图像的明显损伤。

(3)数字设备输出信号稳定可靠。因数字信号只有“0”、“l”两个电平，“l”电平的幅度大小只要满足处理电路中可能识别出是“l”电平就可，大一点、小一点无关紧要。

(4)易于实现信号的存储，而且存储时间与信号的特性无关。近年来，大规模集成电路(半导体存储器)的发展，可以存储多帧的电视信号，从而完成用模拟技术不可能达到的处理功能。例如，帧存储器可用来实现帧同步和制式转换等处理,获得各种新的电视图像特技效果。

(5)由于采用数字技术，与计算机配合可以实现设备的自动控制和调整。

(6)数字技术可实现时分多路，充分利用信道容量，利用数字电视信号中行、场消隐时间，可实现文字多工广播(Teletext)。

(7)压缩后的数字电视信号经数字调制后，可进行开路广播，在设计的服务区内(地面广播)，观众将以极大的概率实现“无差错接收”(发“0”收“0”，发“ l”收“l”)，收看到的电视图像及声音质量非常接近演播室质量。

(8)可以合理地利用各种类型的频谱资源。以地面广播而言，数字电视可以启用模拟电视?quot；禁用频道(taboo channel)，而且在今后能够采用“单频率网络”(single frequency network)技术，例如 l套电视节目仅占用同 1个数字电视频道而覆盖全国。此外，现有的 6MHz模拟电视频道，可用于传输 l套数字高清晰度电视节目或者 4-6套质量较高的数字常规电视节目，或者 16-24套与家用 VHS录像机质量相当的数字电视节目。

(9)在同步转移模式(STM)的通信网络中，可实现多种业务的“动态组合”(dynamic combination)。例如，在数字高清晰度电视节目中，经常会出现图像细节较少的时刻。这时由于压缩后的图像数据量较少，便可插入其它业务(如电视节目指南、传真、电子游戏软件等)，而不必插入大量没有意义的“填充比特”。

(10)很容易实现加密／解密和加扰／解扰技术，便于专业应用(包括军用)以及广播应用(特别是开展各类收费业务)。

(ll)具有可扩展性、可分级性和互操作性，便于在各类通信信道特别是异步转移模式(ATM)的网络中传输，也便于与计算机网络联通。

(12)可以与计算机“融合”而构成一类多媒体计算机系统，成为未来“国家信息基础设施”(NII)的重要组成部分。

3G ：近年来移动通信发展迅猛，自70年代末期模拟蜂窝系统问世以来，不到二十年时间，已经发展到以数字化技术为特征的第二代移动通信，进入90年代以后，世界各国已着手探寻第三代移动通信（即未来个人通信）的实现路径。

第三代移动通信标准有两个主要目标：一是实现多媒体、宽带化、智能化和高质量的全球通信；二是规范寻呼、无绳、蜂窝和低轨道卫星在内的多种标准，统一“空中接口”。IMT-2000将宽带CDMA视为优先考虑的方案，但在频分模式的选择上，欧洲建议由GSM向上过渡；北美建议由CDMA向上发展，日本力求与欧洲靠近，而这些要求对芯片的要求也变得更高，最典型的要求就是适用芯片应具有卓越的运行与处理能力，以及更高的兼容性。

（一）运行速度

第三代移动通信要求DSP至少达到300MIPS的运算速度，才能实现各种繁杂的算法、解压缩和编译码。目前，DSP在功能上趋向实现多个MAC和多个寄存器，更宽的程序总线和数据总线；在结构上趋向采用SIMD、MIMD以及VLIW（超长指令）。第六代VLIW结构的TMS320C67x DSP产品，浮点运算速度达到1GFLOPS。用一片C67x就可完成10片普通DSP的工作，但其单价与市面上普通浮点DSP的价格相当，C67x功能之强大，足以为下一代个人通信提供高速、精确、多功能和多信道的解决方案。

（二）兼容性

由于在此之前有第一、第二代移动通信系统在运行，那么怎样是第三代通信系统与前两代相容，就成了一个技术难题。第一代模拟移动通信系统虽然在现在和未来都不是移动通信的发展主流，但是在全球的少数地区，例如北美的一些地区还将会存在；第二代数字移动通信系统在目前的市场占有率和普及率方面远远高于第一代和第三代，而且至少在未来的十年中将会与第三代系统并行发展，预计在第二代的发展终期，将达到全球四亿用户，这样系统的兼容性将显得非常主要。如果第三代专用芯片无法实现与第一代和第二代移动通信系统的兼容，那么第三代通信系统不但在初期的投入会很高，而且由于无法继承和使用现存的网络和移动设备，将造成巨大的资源和财力的浪费。

随着DSP 技术越来越成熟，我相信DSP技术会越来越来应用到我们的生活中。希望DSP技术能带给我们更多的实用，让我们的生活更加丰富多彩。

读后感：

本文开头介绍了DSP的概念，随着社会的发展和人们生活水平的日益提高，人们对生活的需求也在日渐增长，DSP技术被越来越多的应用在我们的日常生活中。市场的需求促进了技术的迅猛发展，越来越多的新产品出现在我们眼前，这一切都源于DSP技术。

接下来介绍了DSP芯片，并且从实际出发，阐述了DSP技术的广泛应用。列举了2个方面：数字电视和3G数字生活。

数字电视就是指从演播室到发射、传输、接受的所有环节都是使用数字电视信号或对该系统所有的信号传播都是通过由0、1数字串所构成的数字流来传播的电视类型。并花了大篇幅重点介绍了数字电视技术与原有的模拟电视技术相比所具有的优点。由此看出数字电视在社会上的广泛使用了。

3G数字生活简要的概括了移动通信的发展史和它的巨大进步。第三代移动通信标准有两个主要目标：一是实现多媒体、宽带化、智能化和高质量的全球通信；二是规范寻呼、无绳、蜂窝和低轨道卫星在内的多种标准，统一“空中接口”。随着第三代移动通信的普及，它对DSP芯片的要求也越来越高。最典型的要求就是适用芯片应具有卓越的运行与处理能力，以及更高的兼容性。接着简要的阐述了这两个方面。

综合此文，看出DSP应用技术已经普及到人们的日常生活中，并且可以展望DSP技术的前景会越来越接近普通老百姓的生活中，使得DSP技术成为所有人生活中的不可缺少的部分。