數字信號處理實驗開發系統

一、適用范圍：

      專家IV+型（EL-DSP-EXPIV+）教學實驗系統是我公司在總結多年開發經驗的基礎上推出的一款全新DSP教學實驗系統。適合信號處理、電子信息、計算機、自動化、測控等相關專業的教學實驗及科研研發。同時本產品也是大學生電子設計競賽的理想開發平臺。

二、結構簡介：

      系統采用模塊化分離式結構，便于用戶使用、擴展和二次開發。該系統采用雙CPU設計，實現了DSP多處理器的協調工作，支持54X系列和2X系列的CPU板�？蛻艨筛鶕�自己的需求選用不同類型的CPU板，目前以可選CPU板有：TMS320VC5402、TMS320VCVC5416、LF2407、F2812、VC5509。用戶在不需要改變任何配置情況下，更換CPU板即可做不同類型的DSP實驗。通過“E-lab”和“Techv”擴展總線，可以擴展機、電、聲、光等不同領域的擴展模塊，完成數據采集、圖象處理、通訊、網絡、控制等擴展實驗。除此之外，在實驗箱上有豐富的外圍擴展資源，可以完成DSP基礎實驗、算法實驗、編解碼試驗、雙CPU綜合實驗、擴展實驗。

三、硬件資源：

      專家IV+型（EL-DSP-EXPIV+）數字信號處理器實驗開發系統由JTAG接口仿真器（并口或者USB可選）和實驗目標系統構成，實驗目標系統（EL-DSP-EXPIV+）硬件資源如下：

     CPU板：

     標準配置：TMS320VC5402

     選配：TMS320VC5416、LF2407、F2812、VC5509

     CPU板上資源：

*  處理器

*  JTAG仿真口

*  復位電路

*  電源管理電路

*  時鐘、BOOTLOADER配置開關

*  擴展所有信號引腳

*  電源、運行狀態指示燈

*  可擴展2M Flash(可選)

    底板：主要包括以下模塊：

      語音處理單元（配5XXCPU板可用）：標配的語音擴展板立體聲音頻Codec芯片采用TI公司的TLV320AIC23，內置耳機輸出放大器，支持MIC和LINE IN兩種輸入方式（二選一），可以在8K到96K的頻率范圍內提供16Bit、20Bit、24Bit和32Bit的采樣，ADC和DAC的輸出信噪比分別可以達到90dB和100dB�；胤拍Ｊ较鹿β蕛H為23mW，省電模式下更是小于15μW；

      數字量輸入輸出單元：輸入：8位開關；輸出：8位LED燈，8個數碼管；

      一組Techv接口：便于擴展和二次開發，支持我公司的Techv系列擴展板卡，如靜態圖像處理（Svideo）卡、高速AD/DA卡、語音開發模塊等，也可以自行開發應用板卡。同時，Techv接口總線與TI公司的標準DSK擴展信號接口完全兼容；

      兩組E-lab接口：便于擴展和二次開發，支持我公司的E-lab系列擴展模塊，該系列模塊包括通用接口模塊、人機界面模塊、信號變送隔離模塊、執行機構模塊、通信模塊、傳感器模塊共六大類50多個模塊，完全滿足課程設計和畢業設計的需要；

      液晶顯示單元：中文液晶顯示模塊LCM12864ZK，其字型ROM 內含8192個16*16 點中文字型和128個16*8半寬的字母符號字型；另外繪圖顯示畫面提供一個64*256點的繪圖區域GDRAM；而且內含CGRAM 提供4 組軟件可編程的16*16 點陣造字功能�？娠@示中文四行，每行8個漢字。接口方式串行/并行可選；

      鍵盤單元：4X4鍵盤，用戶可自定義鍵值，由芯片HD7279控制；

      CPLD邏輯單元：該單元主要完成資源分配、譯碼工作。芯片采用XILINX公司的XC95144XL；

      模擬信號源：雙路三角波、方波和正弦波。輸出頻率范圍100～120KHz，幅值范圍-5V～+5V。頻率、幅值可獨立調節。兩路輸出信號可以經過加法器進行混疊，作為信號濾波處理的混疊信號源；

      音頻信號源：此單元采用Win bond公司的ISD系列單片語音錄放集成ISD25120。這是一種永久記憶型語音錄放電路，錄音時間為120秒，可重復錄放10萬次。采樣頻率為4.0KHz；

      USB單元：接口芯片采用CH375。該芯片是主從控制芯片，可以做主設備也可以做從設備。支持全速（12M）和低速（1.5M）兩種傳輸速率；

      RS232串口單元：標準RS232口，3線。（配2XXCPU板可用）；

      CAN總線單元：CAN2.0協議。（配2XXCPU板可用）；

      以太網單元：芯片選用RTL8019AS，支持IEEE802.3協議；支持8位或16位數據總線；內置16KB SRAM，用于收發緩沖；全雙工，收發同時達到10Mbps；支持10Base5、10Base2、10BaseT，并能自動檢測所連接的介質。通過以太網接口，實驗箱可以在局域網內與其他PC機進行通訊；

      AD轉換單元：模數轉換芯片選用AD7822，單極性輸入，采樣分辨率8Bit，并行輸出；具有轉換后自動Power-Down的模式，電流消耗可降低至5μA以下。轉換時間最大為420ns， SNR可達48dB，INL及DNL都在±0.75 LSB以內；

      DA轉換單元：DA轉換芯片采用ADI公司的AD7303。該芯片是單極性、雙通道、串行、8位DA轉換器，操作串行時鐘最快可達30M，DA轉換時間1.2μs。采用SPI串行接口和DSP連接；

      一組電機控制接口：當使用2000系列的CPU板時，可以利用CPU的事件管理器（EVM）模塊和AD模塊，通過電機接口，控制各種類型的電機。（配2XXCPU板可用）；

    仿真器：

     兼容TI公司XDS510仿真器，支持TMS320C2XX， TMS320C5XX，TMS320C6XX系列芯片，支持匯編語言和C語言，分為并口型和USB型兩種。

四、開設的實驗項目：

常規實驗

實驗一  常用指令實驗

實驗二  數據存儲實驗

實驗三  I/O實驗

實驗四  定時器實驗

實驗五  外部中斷實驗

實驗六  A/D轉換實驗

實驗七  D/A轉換實驗

實驗八  語音處理實驗 (5XXCPU)

實驗九  鍵盤接口及七段數碼管顯示實驗

實驗十  LCD實驗

實驗十一  數字波形產生

實驗十二  數字圖象處理實驗

實驗十三  二維圖形生成

實驗十四  GPIO擴展實驗

實驗十五  USB 通訊實驗 (5XXCPU)

實驗十六  以太網通訊實驗 (5XXCPU)

實驗十六  U盤讀取實驗 (5XXCPU)

算法實驗

實驗一　快速傅立葉變換（FFT）算法實驗

實驗二　有限沖擊響應濾波器（FIR）算法實驗

實驗三　無限沖擊響應濾波器（IIR）算法實驗

實驗四　卷積（Convolve）算法實驗

實驗五　離散余弦變換(DCT)算法

實驗六　相關(Correlation)算法

實驗七　μ_LAW算法

實驗八　語音編碼/解碼（G711編碼/解碼器）(5XXCPU)

實驗九  語音信號的FFT分析  (5XXCPU)

實驗十　DTMF信號的產生和檢測

實驗十一  混疊信號的實時數字濾波

注: 標注5XXCPU實驗只能在5XXCPU板上運行

雙CPU綜合實驗

實驗一  主機接口通訊

實驗二  雙CPU BOOTLOADER綜合實驗

擴展實驗

第一部分  基于Techv系列模塊的擴展實驗

第二部分  基于E-lab系列模塊的擴展實驗

五、系統特點：

1、雙CPU結構：雙CPU并行處理，處理能力強大。 CPU板可更換，支持TMS320C2XX，TMS320C5XX芯片；

2、豐富的硬件資源：實驗系統提供豐富的DSP外設電路，包括正弦/三角/方波信號源，音頻信號源，開關量輸入輸出，LED/數碼管/LCD顯示，鍵盤輸入，AD/DA，語音處理單元，USB/以太網接口，CAN總線接口等；

3、無與倫比的可擴展性：憑借Techv擴展總線和E-lab擴展總線，可以擴展達盛科技的Techv系列開發模塊和E-lab系列開發模塊，學生也可以基于此總線自行開發應用模塊，完成自己的課題，這樣就極大的拓展了本系統的二次開發功能，完全滿足課程設計及畢業設計使用；

4、例程序豐富：既有基本硬件實驗，又有豐富的軟件算法實驗；既有基本的單元實驗，又有綜合性的系統實驗，更有開發性的實驗，還有無窮盡的擴展實驗；

5、資料豐富詳盡：實驗指導書敘述詳盡，開發資料全面，軟件免費升級。提供相關的軟、硬件學習速查資料，使用戶以最短的時間，掌握DSP的核心技術。

六、成套實驗系統配置：

七、其他參數：

實驗箱外型尺寸（mm）：410 x 260 x 80

工作電壓： 220v ± 10%，50Hz ± 1Hz