基于TMS320C54x_DSP的函数发生器的设计

一、 设计目的：
1、 了解数字波形产生的原理；
2、 学习用DSP产生各种波形的基本方法和步骤；
3、 掌握DSP与D/A转换器接口的使用。
二、 设计设备
计算机、DSP仿真器、ZSEED-DTK6713实验箱、20M示波器
三、 设计原理
波形产生是DSP的重要应用之一。而正弦信号发生器的设计则是波形产生应用的一个重要方面，它在通信领域有着广泛的应用。
通常有两种方法可以产生正弦波，分别为查表法和泰勒级数展开法。
查表法是通过查表的方式来实现正弦波，主要用于对精度要求不很高的场合。
泰勒级数展开法是根据泰勒展开式进行计算来实现正弦信号，它能精确地计算出一个角度的正弦和余弦值，且只需要较小的存储空间。
本次主要用泰勒级数展开法来实现正弦波信号。
产生正弦波的算法
正弦函数和余弦函数可以展开成泰勒级数，其表达式：
 
 
 
 
 
取泰勒级数的前5项，得近似计算式：
 
 
 
 
 
 
 
 
 
递推公式：
sin(nx) = 2cos(x)sin[(n-1)x]-sin[(n-2)x]
cos(nx) = 2cos(x)sin[(n-1)x]-cos[(n-2)x]   
由递推公式可以看出，在计算正弦和余弦值时,需要已知cos(x)、sin(n-1)x、sin(n-2)x和cos(n-2)x。
为了减少使用的存储器，可以采用正弦信号的对称性，复制90～180度的正弦值和180～360度的正弦值。
余弦信号的产生同样可以采用多种方法产生。一是采用公式计算得到，二是采用正弦信号变换得到。
方波信号产生可以通过轮流输出两个不同大小的数值通过A/D转换得到。
四、 设计内容
 本设计题目以TMS320C54x DSP为目标器件，设计并实现基于迭代法的“正弦序列生成”算法及其DSP程序。
设计步骤：
1、 熟悉正弦信号发生器的算法以及在DSP系统的实现
2、 熟悉A/D转换的原理及实验箱的链接
3、 掌握A/D转换的程序的编写
4、 编写DSP的正弦信号发生器的程序
5、 编写定时程序产生100HZ、1KHZ、10KHZ的正弦、余弦以及100K、1M的方波信号，每种类型的波形单周期360个点。
6、 编写按键程序，控制输出。用三个拨码开关对DSP进行输入，输入的0～7对应的8种不同的波形。
7、 用示波器观察各个波形
8、 分析波形失真的原因。
五、 实验步骤
1. 熟悉本实验原理。
2. 阅读本实验样例程序。
3. 依次连接主板上的PC10、PC11、TP32到PC15、PC16、GND；依次连接主板上的PC13、PC14、M58到插板上的DJ0、DJ1、S12。
4. 将计算机与ZSEED-DTK6713实验箱通过并口P1相连。
5. 运行CCS软件客户软件\DSP程序\test19，通过插板上的JP1，JP2，JP3来选择不同的波形。
6. 用示波器观察DA0的输出波形。
 
六、设计的硬件结构框图
 
 
 
 
 
七、 实验代码
   先计算0～45°（间隔为0.5°）的sin和cos值，在利用sin2a=2sina*cosa求出sin值（间隔为1°）。然后，通过复制，获得0～359°的正弦值。重复向PA口输出，便可得到正弦波。