DSP数字信号处理虚拟仿真综合实验平台,DSP数字信号处理综合实验
2023-05-10 10:06
数字信号处理是大学本科计算机及电子信息类专业的一门重要技术基础课。从课程的内容来看，它的工程性、技术性和实践性都很强。“DSP实验系统”应用在系统编程技术开展实践教学，能够完成“数字信号处理”、“数字信号处理器原理与应用”、“电子系统综合设计”等课程的实验。
“DSP实验系统”在实践教学中的应用，对提高学生的动手能力、提高学生对数字信号处理原理的理解、提高学生的DSP系统综合设计能力都有很大帮助。实验系统所提供的极其丰富的功能单元电路以及高度灵活的可搭接性, 使其完全能够完成具有复杂性和创造性的综合性实验。
二、MY-231E DSP数字信号处理虚拟仿真综合实验平台主要技术指标：
1、输入电压：单相三线～220V±10% 50Hz
2、装置容量：＜1kVA
3、工作环境：温度-10℃～+40℃相对湿度<85％(25℃)
4、外形尺寸：单个实训台尺寸为1.6m×0.7m×1.15m。
三、MY-231E DSP数字信号处理虚拟仿真综合实验平台产品结构：
装置由仪器架、电源控制箱、实验桌、DSP实验系统、移动矮柜、学生凳等组成。实验装置支架与实验桌可组合、可拆装。支架与桌脚一体，铝合金结构。
（一）仪器架：仪器架置于实训台顶部，由截面尺寸：70mm×70mm，高性能表面氧化的铝型材、双面喷塑钢板及一次成型铝压铸框架连接构件构成（非焊接工艺），外形美观，结构牢固耐用。仪器架底部装有隐藏式扁平形照明LED灯，光源集中柔和明亮，外形美观。
（二）电源控制箱：电源控制箱铝型材结构，内嵌多组交流220V仪器仪表工作电源插座，并设有独立漏电保护开关，电源控制箱置于仪器架下部，仪器仪表电用安全方便。并装有LED灯控制开关。
（三）实训桌结构：
实训桌规格为1400（长）*700（宽）*1150（高），设有一个键盘托一个抽屉，桌子下部靠后右边有一个电脑主机箱托。实验桌主体结构全部采用高性能表面氧化的铝型材及一次成型铝压铸框架连接构件，连接构件采用压铸成型工艺（非焊接工艺），经机加工、抛丸、喷砂，表面静电喷涂工艺，安装方便、快捷，用户可自行DIY组装。桌体立柱采用工业铝型材成型工艺，表面氧化处理，截面尺寸：70mm×70mm，四面带槽，槽宽约8mm，端部装有注塑成型配套塑料堵头。桌面采用25mmE1级三聚氰胺饰面板，桌面板下设支撑框架，承受力不少于300kg。配备储存柜，存放元件及工具，储存柜底部4只高强度万向可制动PU脚轮，方便移动。实训装置整体简约不简单，高端大气，符合现代化产品审美和发展趋势。
实验桌后面二支截面尺寸70mm×70mm桌脚向上延伸，与一次成型铝压铸框架连接构件构成（非焊接工艺）牢固的支架，与仪器架、电源控制箱组成一个完整的实训屏。
（四）储存柜1个：配备储存柜，存放实训模块及工具，储存柜底部4只高强度万向可制动PU脚轮，方便移动。
（五）靠背椅2张：靠背椅采用结实厚钢管支架，结实耐用，结构符合人体工程学，久坐不累，亚麻布面质感好。
（六）实验器材：DSP实验系统1套：
A、特点
1、实验箱含工业级TMS320F28335 DSP核心板、实验主板、实验箱拓展板、DSP仿真器、3寸全功能触摸彩屏信号源。
2、实验主板需板载：I2C、SPI、CAN、PWM、RTC、以太网口、音频输入输出接口、多通道AD、DA、RS232、RS485、LCD等接口和蜂鸣器、红外接收器、继电器、LED等外设。
3、实验拓展板需板载：1个五线四相步进电机、2个直流电机（须带霍尔传感器测速功能）、1个减速电机、4*4矩阵键盘、1个四位八段数码管、由16个发光二极管组成的十字交通灯、1个DHT11温湿度传感器、0-3V的可调直流电压输出。
4、独立工业级核心板，核心板尺寸为66mm*39mm，工作温度等级-40~85°。
5、核心板采用排针接口连接，含4个安装孔。
6、实验主板、拓展板上支持安装可拆卸亚克力保护板，保护实验电路。
7、独立仿真器，金属材质，免驱动安装，支持防反插功能。
B、硬件参数
1、TI TMS320F28335浮点DSP，主频150MHz
2、NOR FLASH：片内256Kx16bit，外扩512Kx16bit
3、SRAM：片内34Kx16bit，外扩256Kx16bit
4、EEPROM：2Kbit，AT24C02C
5、系统复位按键1个，用户可编程按钮3个
6、供电指示灯：2个（底板1个，核心板1个）
7、可编程指示灯6个（底板4个，核心板2个）
8、14pin JTAG接口：1个
9、eCAN ：2个，3pin接线端子，间距3.81mm
10、DA：外扩单通道DAC，TI TLC5615，10bit，1.21MHz更新速率，量程范围0~5V
11、AD：片上2个8通道 12bit ADC，共16通道，量程范围0-3V
12、HX1838红外传感器：1个
13、4bit启动方式选择拨码开关：1个
14、Micro SD卡接口：1个
15、UARTA烧写串口：1个，提供4针TTL电平测试端口
16、UARTB USB转串口：1个，提供4针TTL电平测试端口
17、UARTC RS232串口：1个，提供4针TTL电平测试端口
18、RS485串口：1个，与UARTC接口复用
19、无源蜂鸣器：1个
20、5V继电器：1个
21、CR1220纽扣电池座：1个
22、RJ45以太网口，10/100M自适应：1个
23、电机接口：2个（1个五线四相步进电机的5pin接线端子和5V直流电机的2pin接线端子）
24、LINE IN音频输入接口（3.5mm）：1个
25、MIC IN音频输入接口（3.5mm）：1个
26、LINE OUT音频输出接口（3.5mm）：1个
27、1602液晶屏接口：1个
28、12864液晶屏接口：1个
29、4.3寸TFT触摸屏接口：1个
30、拓展IO：GPIO、ePWM、eQEP、SPI、I2C、XINTF、UART信号
31、电源开关：5V 2A直流输入DC-005电源接口，外径5.5mm，内径2.1mm
32、4*4矩阵按键：1个
33、直流电机：2个（带霍尔传感器测速功能）
34、五线四相步进电机：1个
35、减速直流电机：1个（带正交编码器输出测速功能）
36、十字交通灯：1个
37、四位八段数码管：1个
38、DHT11温湿度传感器：1个
39、可调直流电压输出：1个，量程范围0-3V
C、仿真器参数
1、XDS100V2仿真器，金属外壳，独立式仿真器，无需固定；
2、无需额外安装CCS以外的驱动；
3、调试功能：连接/断开，读/写内存，读取寄存器，加载程序，运行、停止步骤，支持断点调试，实时模式；
4、支持 JTAG 复位，等待再复位启动模式；支持上电复位启动模式；
5、支持 ETB(Embedded Trace Buffer)；
6、支持目标电缆断开检测；
7、支持目标芯片掉电检测；
8、支持 USB 2.0 高速模式；
9、支持 20pin/14pin 标准 JTAG 接口；
10、支持 LED 灯显示控制 USB 连接情况
11、IO 电平自适应 1.5V~5V；
12、支持自适应时钟；
13、支持 CCS4、CCS5、CCS6 或更高版本；
14、支持TMS320C28x、TMS320C54x、TMS320C55x、TMS320C64x+、TMS320C674x、TMS320C66x、OMAP-L1x、OMAP3530、DM8148、DM8168、ARM9、ARM Cortex R4、ARM Cortex A8、ARM Cortex A9、Cortex M3等系列器件。
D、信号源参数
1、可触摸3寸彩色液晶屏（四线电阻触摸屏，全触摸操作），65536色，屏幕分辨率为240*400，内置128M任意波存储空间，尺寸为116mm*76mm*26mm（长宽高），重量是180g；
2、15种可输出的标准波形：正弦波，方波，三角波，升锯齿，降锯齿，SINC，噪声，升指数，降指数，正全波，负全波，正半波，负半波，高斯函数，直流；
3、双通道输出：波形输出通道和同步数字信号输出通道（3.3VTTL电平）；
4、波形特性：采样率80MS/s ，垂直分辨率 14bit，任意波点数2~32K；
5、频率特性：正弦波和方波的输出范围为1mHz~10MHz，其他为1mHz~1MHz，分辨率为1mHz，精度为50ppm；
6、电压特性：输出范围为10mVpp~10Vpp，分辨率为12bit，准确度的设定值8%，偏置范围是±5V，幅度平坦度优于0.3dB；
7、方波特性：1mHz~1MHz方波占空比为0.1%~99.9%，1MHz~10MHz方波占空比为固定50%，上升/下降沿<20ns，过冲<5%；
8、其他特性：输出阻抗为50欧姆，斜波对称度为0.1%~99.9%，同步信号范围4.8V~5.2V，TTL电平，电源需求为直流4.75V~5.25V，<400mA；
E、软件支持：
1、所有实验、例程均支持CCS5.5集成开发环境；
F、配套资料：
1、提供教学资源，包括：
（1）电子版实验指导书，33个教学实验；
（2）完整的实验代码。
2、提供的项目资源，包括：
（1）完整的平台开发包，90个开发例程；
（2）提供核心板引脚定义、芯片数据手册、可编辑底板原理图、可编辑底板PCB（使用Candence16.5）。
四、DSP实验系统组成：
1、实验主板：1块
2、实验拓展板：1块
3、信号源：1个
4、仿真器：1个
5、12V 2A电源适配器：1个
6、实验箱资料光盘：1套
7、1602液晶屏：1个
8、12864液晶屏：1个
9、RS232交叉串口母母线：1条
10、USB转RS232串口线：1条
11、Micro USB线：1条
12、直连网线：1根
13、红外遥控器：1个
14、音频线：1根
15、RS485转串口模块：1个
16、usb转uart串口隔离模块：1个
17、耳机：1个
18、杜邦线（母对母、公对母）：各10根
19、导线：20根
五、实验内容
DSP实验环境搭建与CCS开发基础
实验1 安装CCS与串口调试工具
实验2 CCS开发入门
实验3 基于CCS仿真调试、程序加载与烧写
实验4 CCS工程新建、编译和导入
实验5 编写基于C语言的DSP程序
DSP基础外设实验
实验6 LED灯控制及寄存器配置实验
实验7 按键与4x4键盘输入控制实验（按键中断输入）
实验8 LCD触摸屏触控与显示实验
实验9 液晶LCD12864测试实验
实验10 液晶LCD1602测试
实验11 RS485测试实验
实验12 红外遥控测试
实验13 ECAN内部回环与数据通信测试实验
实验14 DMA在RAM内外搬移数据实验
实验15 EPWM测试实验
实验16 单精度浮点运算实验
实验17 UART串口收发实验
实验18 高精度脉冲宽度调制器PWM输出测试实验
实验19 定时器/计数器控制实验
实验20 模数转换（A/D）测试实验
实验21 数模转换（D/A）测试实验
实验22 直流电机控制实验
实验23 步进电机控制实验
实验24 网络通讯实验
实验25 PID闭环控制电机实验
语音类实验
实验26 音频采集与播放测试实验
实验27 G711A音频编解码实验
DSP算法实验
实验28 有限冲激响应滤波器（FIR）算法
实验29 无限冲激响应滤波器（IIR）算法
实验30 快速傅立叶变换（FFT）算法
图像类实验
实验31 灰度图像直方图
实验32 直方图均衡化
实验33 图像反色
实验34 边缘检测
六、配置表
| 序号 | 名 称 | 说 明 | 数量 |
| 1 | 仪器架 | 1套 | |
| 2 | 电源控制箱 | 1套 | |
| 3 | 实验桌 | 1张 | |
| 4 | 移动矮柜 | 1个 | |
| 5 | 学生椅 | 2张 | |
| 6 | DSP实验系统 | 1套 | |
| 8 | 连接线 | 1套 | |
| 9 | 工具 | 尖嘴钳1把、镊子1把、斜口钳1把 | 1套 |
| 10 | 实验指导书 | 1套 | |
| 11 | 电脑 | 用户自备 | 1台 |
