DSP技术课程设计-FSK信号调制.doc

沈阳理工大学DSP技术课程设计报告课程设计任务书分院（系）信息科学与工程学院专业电子信息工程学生姓名姚腾辉学号0903030211设计题目FSK信号调制内容及要求：1 对信号进行调制(2KHz) 2 输出调制后的信号3将数字信号调制成模拟信号(FSK调制)进度安排：2012年12月26日 选课题、查阅资料2012年12月2731日课内上机编写软件程序（或硬件原理图设计）调试程序及仿真2013年01月03日课内上机调试程序及仿真、并且调试出结果2013年01月0408日 课内上机调试结果验收及检查报告电子版（草稿）2013年01月09日 修改报告及提交报告电子版（修改之后）2013年01月10日 正式提交报告（打印版）及参加第一次答辩2013年01月11日 不合格者参加第二次答辩（交正式报告的电子版）指导教师（签字）： 年 月 日分院院长（签字）： 年 月 日11目 录1 设计原理21.1 2 FSK调制的描述21.2 TLV320AIC23语音系统的设计42 软件程序52.1 编写链接配置文件62.2 编写中断向量表文件62.3 建立波形文件93 程序运行结果及分析104 结论115 参考文献12FSK信号调制1 设计原理1.1 2 FSK调制的描述2FSK信号是用载波频率的变化来表征被传信息的状态的，被调载波的频率随二进制序列0、1状态而变化，即载频为时代表传0，载频为时代表传1。显然，2FSK信号完全可以看成两个分别以和为载频、以和为被传二进制序列的两种2ASK信号的合成。2FSK信号的典型时域波形如图1所示，其一般时域数学表达式为：图1 2FSK信号的典型时域波形式中，是的反码，即因为2FSK属于频率调制，通常可定义其移频键控指数为 显然，h与模拟调频信号的调频指数的性质是一样的，其大小对已调波带宽有很大影响。2FSK信号与2ASK信号的相似之处是含有载频离散谱分量，也就是说，二者均可以采用非相干方式进行解调。可以看出，当h1时，2FSK信号功率谱呈双峰状，此时的信号带宽近似为：（Hz）2FSK信号的产生通常有两种方式：（1）频率选择法；（2）载波调频法。由于频率选择法产生的2FSK信号为两个彼此独立的载波振荡器输出信号之和，在二进制码元状态转换（或）时刻，2FSK信号的相位通常是不连续的，这会不利于已调信号功率谱旁瓣分量的收敛。载波调频法是在一个直接调频器中产生2FSK信号，这时的已调信号出自同一个振荡器，信号相位在载频变化时始终是连续的，这将有利于已调信号功率谱旁瓣分量的收敛，使信号功率更集中于信号带宽内。在这里，我们采用的是频率选择法，其调制原理框图如图2所示： 图2 2FSK调制原理框图 从“FSK基带输入”输入的基带信号分成两路，一路经过电压比较器1（LM339）得到同基带信号极性相同的高/低电平，另一路经过电压比较器2（LM339）得到同基带信号极性相反的高/低电平，分别接至模拟开关电路1、2（74HC4066），因此当基带信号为“1”时，模拟开关1打开，模拟开关2关闭，输出第一路载波（FSK载波输入1）；当基带信号为“0”时，模拟开关1关闭，模拟开关2打开，此时输出第二路载波（FSK载波输入2），再通过叠加就得到FSK调制信号输出。下面为2FSK硬件实现框图：图3 2FSK硬件实现框图由图3可知，从“FSK-NRZ”输入的基带信号分成两路，1路经U5（LM339）反相后接至U4B（4066）的控制端，另1路直接接至U4A（4066）的控制端。从“FSK载波A”和“FSK载波B”输入的载波信号分别接至U4A和U4B的输入端。当基带信号为“1”时，模拟开关U4A打开，U4B关闭，输出第一路载波；当基带信号为“0”时，U405A关闭，U405B打开，此时输出第二路载波，再通过相加器就可以得到FSK调制信号。1.2 TLV320AIC23语音系统的设计 图1 TLV320AIC23与C5509的硬件连接图 2 软件程序在工程管理器中双击FSK.asm ，将出现文本编辑窗口，在该文本编辑窗口中输入如下内容：*FSK调制程序 F0为64个点，一个周期波形；F1为64个点，两个周期波形 *.titleFSK.asm.mmregs.copy FSKCOEFF.inc.def startindata.usectbuffer,1outdata.usectbuffer,32STACK.usectSTACK,10*.textstart:LD#indata,DPSTM#indata,AR1*input:nopSTM#outdata,AR4LD*AR1,A;读入数据BCA1,AGT;if A0,then goto A1STM#F0,AR3;A=0BOUTA1:STM#F1,AR3;A=1BOUT*OUT:RPT#63MVDD*AR3+,*AR4+nopBinput.end*2.1 编写链接配置文件vectors.obj FSK.obj -o FSK.out -m FSK.map -estart MEMORY PAGE 0: EPROM:org=0090H,len=0F70H VECS:org=0080H,len=0010H PAGE 1: DARAM:org=2000H,len=2000H SECTIONS .text: EPROMPAGE 0 F0: EPROMPAGE 0 F1: EPROMPAGE 0 .bss: DARAMPAGE 1 STACK: DARAMPAGE 1 buffer: DARAMPAGE 1 .vectors : VECS PAGE 0 2.2 编写中断向量表文件*Reset vectors* .include c54.inc .sect .vectors .ref _c_int00 ; main progrom .ref TINT0_ISR ;.ref timer0 ,hpisys,usb_read .align 0x80 ; must be aligned on page boundaryRESET: ; reset vector B _c_int00 ; branch to main progromNOP NOPnmi: RETE ; enable interrupts and return from one NOP NOP NOP ;NMI ; software interruptssint17 .space 4*16sint18 .space 4*16sint19 .space 4*16sint20 .space 4*16sint21 .space 4*16sint22 .space 4*16sint23 .space 4*16sint24 .space 4*16sint25 .space 4*16sint26 .space 4*16sint27 .space 4*16sint28 .space 4*16sint29 .space 4*16sint30 .space 4*16int0: RETE NOP NOP NOPint1: RETENOP NOP NOP int2: RETE NOPNOPNOP TINT: B TINT0_ISR;Timer0中断 NOPNOPrint0: RETE NOP NOP NOPxint0: RETE NOP NOP NOPDMAC0:RETENOPNOPNOPDMAC1:RETE;tint1NOPNOPNOPint3: RETE NOP NOP NOPHPINT:RETENOPNOPNOPDMAC2: RETE;rint1NOP NOP NOP NOPxint1: RETE NOPNOPNOPDMAC4:RETENOPNOPNOPDMAC5:RETENOPNOPNOP .end.title vectors.asm .refstart .sect.vectors B start .end* FSK_MOD.CMD *MEMORY PAGE 0: PROG: origin = 0x2000, len = 0x0f80/*8k-128 word*/ VECT: origin = 0x2f80, len = 0x80/*128word*/PAGE 1: DRAM: origin = 0x3000, len = 0xf80/*4k word*/SECTIONS progsys: load = PROG PAGE 0 .vectors: load = VECT PAGE 0 .data : load = DRAMPAGE 1align 16 .bss : load = DRAMPAGE 12.3 建立波形文件FSKCOEFF.inc，：F0: .word 0, 3211, 6392, 9512, 12539, 15446, 18204, 20787 .word 23170, 25330, 27245, 28898, 30273, 31357, 32138, 32610 .word 32767, 32610, 32138, 31357, 30273, 28898, 27245, 25330 .word 23170, 20787, 18204, 15446, 12539, 9512, 6392, 3211 .word 0, -3211, -6392, -9512,-12539,-15446,-18204,-20787 .word -23170,-25330,-27245,-28898,-30273,-31357,-32138,-32610 .word -32768,-32610,-32138,-31357,-30273,-28898,-27245,-25330 .word -23170,-20787,-18204,-15446,-12539, -9512, -6392, -3211F1: .word 0, 6352, 12464, 18102, 23054, 27131, 30178, 32081 .word 32766, 32208, 30428, 27493, 23515, 18645, 13067, 6994 .word 655, -5708,-11855,-17552,-22584,-26758,-29917,-31941 .word -32753,-32322,-30665,-27844,-23967,-19180,-13665, -7632 .word 0, 6352, 12464, 18102, 23054, 27131, 30178, 32081 .word 32766, 32208, 30428, 27493, 23515, 18645, 13067, 6994 .word 655, -5708,-11855,-17552,-22584,-26758,-29917,-31941 .word -32753,-32322,-30665,-27844,-23967,-19180,-13665, -76323 程序运行结果及分析图2 调频信号波形图由仿真图形可知，则调制的数据为001101111011，调制后对应于相应的不同频率正弦波。4 结论 本文首先给出了DSP技术指标和FSK调制与解调的基本原理，然后详细的论述了FSK调制与解调设计方法以及在设计过程中运用的思想和实现过程。针对当前DSP可编程器件在数字技术的发展和日益广泛的应用，为了提高调制与解调的速度，我们采用专用的具有程序和数据分开的总线结构、流水线操作功能、单周期完成乘法的硬件乘法器DSP芯片。从上述实现的结果来看，解调后与调制前不同频率的正弦波是相对应的，解调出的信号频率基本和调制前的相同。本方法设计的FSK调制解调器具有调制相位连续、解调无相位抖动、传输速率快等特性。并且此种运算具有实现简单，效率较高，用于系统的调制与解调，占用CPU系统资源较少等特点。由于设计是采用软件可编程语言实现的，增加了设计的可移植性。这次课程设计对FSK调制与解调的设计，加强了我对DSP这门课程的理解，对其应用有了一定的认识，提高了我们综合运用知识的能力，以及分析问题、解决问题的能力。一方面，它加深与巩固了所学的通信原理各章节的理论，并将其综合运用，提高了我们综合运用知识的能力；另一方面，培养了我们对专业知识学习的趣。虽然学习过程中出现很多问题，但都是有必要的，通过对他们的解决和处理，加深了我对整个软件的理解及电路的认识，很高兴学了这门课程。5 参考文献1 姜阳 周锡青 DSP原理与应用试验 西安 西安电子科技大学出版社 20082 赵洪亮 卜凡亮 黄河松