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1、第7章 工程应用实例有利于学习和创新的组织管理机制，创造充满活力的创新激励机制，以市场为导向，以顾客价值追求为中心的企业文化氛围，依赖既开放又相互信任的合作环境。7.1 基于基于C54x DSP的通用基带调制解调器的设计与实现的通用基带调制解调器的设计与实现 调制解调器硬件以C54x DSP芯片为核心，包括FPGA/CPLD、可编程开关电容滤波器、A/D变换器、D/A变换器、编解码器、RS-232异步通信接口电路及时钟电路等，如图7.1所示。图7.1 硬件框图接收滤波器A/DD/A发送滤波器DSPFPGA/CPLD存储器时钟电路编解码器RS-232异步接口第7章 工程应用实例有利于学习和创新的
2、组织管理机制，创造充满活力的创新激励机制，以市场为导向，以顾客价值追求为中心的企业文化氛围，依赖既开放又相互信任的合作环境。 调制解调器软件包括异步串行口的初始化、接收、发送、卷积编码、交织、去交织、基带调制(含差分编码、格雷编码)、成形滤波、载波调制、匹配滤波、载波同步、位同步、差分解调、帧同步等。 该硬件平台支持MSK、QPSK、DQPSK、/4DQPSK等多种调制体制，也适用于语音信号、振动信号等的处理。第7章 工程应用实例有利于学习和创新的组织管理机制，创造充满活力的创新激励机制，以市场为导向，以顾客价值追求为中心的企业文化氛围，依赖既开放又相互信任的合作环境。图7.2 发送功能框图用
3、户数据RS-232异步接口用户数据缓冲区编码交织双比特数据分组星座图映射(I，Q)成形滤波载波调制D/A滤波调制波形第7章 工程应用实例有利于学习和创新的组织管理机制，创造充满活力的创新激励机制，以市场为导向，以顾客价值追求为中心的企业文化氛围，依赖既开放又相互信任的合作环境。图7.3 接收功能框图抗混叠滤波放大A/D接收基带信号预处理正交解调匹配滤波载波同步位同步帧同步去交织解调译码接收数据缓冲区RS-232异步接口用户数据第7章 工程应用实例有利于学习和创新的组织管理机制，创造充满活力的创新激励机制，以市场为导向，以顾客价值追求为中心的企业文化氛围，依赖既开放又相互信任的合作环境。图7.4
4、 载波同步模块图数字低通RQ数字低通/ 2/ 4数字低通RI数字低通数字VCO/ 4环路滤波器接收信号第7章 工程应用实例有利于学习和创新的组织管理机制，创造充满活力的创新激励机制，以市场为导向，以顾客价值追求为中心的企业文化氛围，依赖既开放又相互信任的合作环境。7.2 飞行测控系统中无线基带飞行测控系统中无线基带DQPSK调制解调器的研制调制解调器的研制图图7.5 硬件组成框图硬件组成框图滤波射频部分基带DQPSK接收信号放大A/D基带DQPSK发送信号D/A滤波放大8251MAX232数据终端TXDRXDRAM电平转换程序存储器FPGA下载口ROMTMS320VC5402DSP电源复位时钟
5、主机接口仿真器接口第7章 工程应用实例有利于学习和创新的组织管理机制，创造充满活力的创新激励机制，以市场为导向，以顾客价值追求为中心的企业文化氛围，依赖既开放又相互信任的合作环境。 系统由三大部分组成。第一部分是数字信号处理部分，实现对信号的调制解调及信道编解码等，它由DSP芯片及基本外围电路组成，DSP芯片采用的是TMS320VC5402，外围电路包含：程序存储器，采用的是TMS27C512芯片，用于固化程序代码；电平转换电路，采用74AC16245芯片，实现DSP芯片外部接口逻辑电平(3.3 V)和其他器件的接口逻辑电平(5 V)的转换；电源电路，采用TPS7333和TPS7301芯片，分
6、别实现5 V3.3 V和5 V1.8 V的DC-DC转换，产生的1.8 V和3.3 V电源分别给DSP芯片的内核和外部接口供电；复位电路采用MAXIM公司的MAX706ESA芯片，用于整个系统的复位。第7章 工程应用实例有利于学习和创新的组织管理机制，创造充满活力的创新激励机制，以市场为导向，以顾客价值追求为中心的企业文化氛围，依赖既开放又相互信任的合作环境。 第二部分是数字逻辑控制部分，实现系统各部分的时序控制和逻辑控制，如对主时钟分频，产生各部分所需的时钟频率，产生读写、使能信号和地址解码等。本部分主要采用了ALTERA公司的FPGA芯片EPF10K20。第7章 工程应用实例有利于学习和创
7、新的组织管理机制，创造充满活力的创新激励机制，以市场为导向，以顾客价值追求为中心的企业文化氛围，依赖既开放又相互信任的合作环境。 第三部分是接口部分，由两种接口组成。第一种接口是基带信号接口，含收发两路，直接与射频部分连接。接收部分的功能是对接收的基带信号进行预处理和量化，主要由滤波电路(MAX295EWE)、放大电路(TL084)、模数转换电路(AD7862)组成。发送部分主要由数模转换电路(AD8582)、滤波电路(MAX295EWE)和放大电路(TL084)组成。第二种接口是数据终端接口，采用通用并/串转换接口芯片Intel8251A和MAX232EESE芯片，后者实现TTL电平和RS-
8、232电平(12 V)之间的转换。第7章 工程应用实例有利于学习和创新的组织管理机制，创造充满活力的创新激励机制，以市场为导向，以顾客价值追求为中心的企业文化氛围，依赖既开放又相互信任的合作环境。 1. 信号流程信号流程 (1) 接收信号流程 由射频部分送来的基带DQPSK调制信号(f0=7.2 kHz)，进入带通滤波器MAX295EWE，滤除带外噪声，然后进入运算放大器(TL084)放大至适当电平(03 V变化范围)。放大后的信号由模数转换器AD7862进行量化，量化后的数据进入DSP芯片，通过软件编程进行DQPSK解调、维特比译码和解交织等，得到原始信息码。DSP将该信息码送给Intel8
9、251A，转化成9.6 kb/s的UART数据流，最后经MAX232EESE转变成RS-232电平(12 V)送往数据终端。第7章 工程应用实例有利于学习和创新的组织管理机制，创造充满活力的创新激励机制，以市场为导向，以顾客价值追求为中心的企业文化氛围，依赖既开放又相互信任的合作环境。 (2) 发送信号流程 由数据终端送来的RS-232 UART数据流(9.6 kb/s)，经MAX232转变成TTL电平，进入Intel8251A形成并行数据，作为原始信息码，进入DSP芯片，进行卷积编码、交织编码和正交DQPSK调制，然后进入数模转换器AD8582，输出信号由滤波器MAX295EWE进行限带后由
10、放大器(TL084)放大至适当幅度，送至射频部分。第7章 工程应用实例有利于学习和创新的组织管理机制，创造充满活力的创新激励机制，以市场为导向，以顾客价值追求为中心的企业文化氛围，依赖既开放又相互信任的合作环境。 2. 硬件原理图说明硬件原理图说明 图7.67.9是用于飞行测控的无线基带DQPSK MODEM实际应用电路的整套原理图。该系统的数据速率为9600 b/s，调制方式为DQPSK。该四张图所描述的电路的功能分别介绍如下： (1) 图7.6是DSP主系统及部分外围电路，主要包含： DSP 芯片(TMS320VC5402)，整个系统的核心，负责对通信信号的处理，如调制解调、信道编译码、滤
11、波、均衡等； TMS27C512程序存储器，用于装载DSP程序代码； MAX706ESA，硬件复位电路。第7章 工程应用实例有利于学习和创新的组织管理机制，创造充满活力的创新激励机制，以市场为导向，以顾客价值追求为中心的企业文化氛围，依赖既开放又相互信任的合作环境。图7.6 DSP主系统及部分外围电路第7章 工程应用实例有利于学习和创新的组织管理机制，创造充满活力的创新激励机制，以市场为导向，以顾客价值追求为中心的企业文化氛围，依赖既开放又相互信任的合作环境。图7.6 DSP主系统及部分外围电路第7章 工程应用实例有利于学习和创新的组织管理机制，创造充满活力的创新激励机制，以市场为导向，以顾客
12、价值追求为中心的企业文化氛围，依赖既开放又相互信任的合作环境。 (2) 图7.7是模拟输入输出通道电路，主要包含： AD7862(A/D电路)，完成模数转换的功能； AD8582(D/A电路)，完成数模转换的功能； MAX295EWE(数字滤波电路)，对接收和发送的基带信号分别进行滤波； TL084(运放电路)，对接收和发送的基带信号分别进行放大。第7章 工程应用实例有利于学习和创新的组织管理机制，创造充满活力的创新激励机制，以市场为导向，以顾客价值追求为中心的企业文化氛围，依赖既开放又相互信任的合作环境。图7.7 模拟输入/输出通道电路DB07DB18DB29DB310DB411DB512D
13、B613DB714DB815DB916DB1017DB1118A/B20CS19LDA4LDB21RST6MSB5VREF23VOUTA1VOUTB24VDD22GND3AGND2U7AD8582CLK3V-4opout5opin6out11GND12V+13IN14U8MAX295EWECLK3V-4opout5opin6out11GND12V+13IN14U9MAX295EWECLK3V-4opout5opin6out11GND12V+13IN14U10MAX295EWED0D1D2D3D4D5D6D7D8D9D10D11D0D1D2D3D4D5D6D7D8D9D10D11321411U1
14、2ATL084567U12BTL0841098U12CTL084121314U12DTL084AVCCAVCCAVCCAVCCAVCCCLKFLTDACLKFLTAD+2.5VAVCC3R920K3R1120K3R1210K3R310k3R210k3R15k3R1310k3R8A0DACSLDDAVCCGNDADCSRDADINTADSTARTTITQ+3C40.33+ 3C10.33RXBD0.11D0.11RESETRIADD0.11DB015DB114DB213DB312DB411DB510DB69DB76DB85DB94DB103DB112VA125VA218VB126VB217A02
15、0CS21RD22BUSY23VREF19CONVST8GND7AGND16AGND27VDD24NC1NC28U11AD78623C50.13C60.13C70.13C80.13C90.13C100.1AVCCGND+2.5V3C20.223R730kAVCC+2.5VRXBCLKFLTADL13R610k3R5 10k3R45k+2.5V3C3L23R10TQTICLKFLTDARD3R1410K3R1510K3R1610K3R1710K3R1810K3R1910K3R2010K3R2110KAVCCAVCCAVCC+2.5V3R2220K3C111u3R23AVCC3R24AVCC3R2
16、5AVCC第7章 工程应用实例有利于学习和创新的组织管理机制，创造充满活力的创新激励机制，以市场为导向，以顾客价值追求为中心的企业文化氛围，依赖既开放又相互信任的合作环境。 (3) 图7.8是数据终端接口电路，主要包含： Intel8251A，实现并行数据与串行数据的转换，并产生UART数据格式，完成与数据终端的数据交换。 MAX232EESE(串行口电平转换芯片)，实现TTL电平与RS-232电平之间的转换； TPS7301和TPS7333，其功能是产生DSP芯片所需电源，分别产生1.8 V和3.3 V直流电源，供给DSP芯片的内核和外部接口。 SN74HC04(非门逻辑电路)，对12.8
17、MHz的输入时钟信号(由射频系统的温补晶振提供)进行放大整形；第7章 工程应用实例有利于学习和创新的组织管理机制，创造充满活力的创新激励机制，以市场为导向，以顾客价值追求为中心的企业文化氛围，依赖既开放又相互信任的合作环境。图7.8 数据终端接口电路R1 IN13R2 IN8T1 IN11T2 IN10GND15V+2V-6VCC16R1 OUT12R2 OUT9T1 OUT14T2 OUT7C1+1C1 -3C2+4C2 -5U13MAX232EESE(16)4C100.14C110.14C90.14C80.1RXDCZRXDTXDTXDCZDGNDDGNDVCCVCCD0.11D0D1D2
18、D3D4D5D6D7CSSIOWRRDA0RSSIOCLK8251TXDRXDTRDYRRDY4R2 5K4R15KVCCCLKSIOVCC4C10.1GND4VCC26D027TxD19D128D21TxRDY15D32TxCLK9D45TxEMPT18D56D67RxD3D78RxRDY14CS11RxCLK25RD13SYNDET16WR10C/D12DSR22DTR24CLK20CTS17RESET21RTS23U148251VCCAVCCL3+4C2100u+4C3100uCZ4 CLK-12.8M4C70.14R324KVCC4R4 33K34U18BSN74HC04CLKCLK5
19、6U18CSN74HC0412VCC14GND7U18ASN74HC0498U18DSN74HC041110U18ESN74HC041312U18FSN74HC04+4C533u4C40.1VCC+5VGNDTXDCZRXDCZTIRXBTITQTQ4R5240KGND1/EN2IN3IN4OUT5OUT6SENSE7/RS8U16TPS73334C60.1VCC3.3V+4C13 33uGND1/EN2IN3IN4OUT5OUT6SENSE7/RS8U17TPS7301VCC4C120.14R6 240K4R7 88K4R8169K1.8V+5V+5VL4L5VCC12345678CZ3第7
20、章 工程应用实例有利于学习和创新的组织管理机制，创造充满活力的创新激励机制，以市场为导向，以顾客价值追求为中心的企业文化氛围，依赖既开放又相互信任的合作环境。 (4) 图7.9是系统逻辑控制及信道译码接口电路，主要包含： FPGA芯片EPF10K20(大规模可编程逻辑器件), 负责整个系统的时序产生和逻辑控制，如时钟分频、地址译码、控制信号产生等； EPC1(EPROM)，用于装载FPGA芯片EPF10K20的程序代码； 74AC16245，实现DSP芯片接口电平(3.3 V)与其他外围电路接口电平(5 V)之间的转换； Q1900(卷积编码Veterbi译码芯片)，实现信道的译码功能。第7章
21、 工程应用实例有利于学习和创新的组织管理机制，创造充满活力的创新激励机制，以市场为导向，以顾客价值追求为中心的企业文化氛围，依赖既开放又相互信任的合作环境。图7.9系统逻辑控制及信道译码接口电路第7章 工程应用实例有利于学习和创新的组织管理机制，创造充满活力的创新激励机制，以市场为导向，以顾客价值追求为中心的企业文化氛围，依赖既开放又相互信任的合作环境。图7.9系统逻辑控制及信道译码接口电路第7章 工程应用实例有利于学习和创新的组织管理机制，创造充满活力的创新激励机制，以市场为导向，以顾客价值追求为中心的企业文化氛围，依赖既开放又相互信任的合作环境。7.3 超短波数据通信系统中超短波数据通信系
22、统中无线基带无线基带/4QPSK调制解调器的研制调制解调器的研制 图7.107.15是一个用于超短波数据通信的无线基带MODEM实际应用电路的整套原理图。该系统数据速率为9600 b/s，调制方式为/4QPSK。该六张图所描述的电路的功能分别介绍如下： (1) 图7.10是DSP主系统，主要包含DSP 芯片TMS320VC5416，它是整个系统的核心，负责对通信信号的处理，即调制解调、信道编译码、滤波、均衡等；第7章 工程应用实例有利于学习和创新的组织管理机制，创造充满活力的创新激励机制，以市场为导向，以顾客价值追求为中心的企业文化氛围，依赖既开放又相互信任的合作环境。图7.10DSP主系统第
23、7章 工程应用实例有利于学习和创新的组织管理机制，创造充满活力的创新激励机制，以市场为导向，以顾客价值追求为中心的企业文化氛围，依赖既开放又相互信任的合作环境。图7.10DSP主系统第7章 工程应用实例有利于学习和创新的组织管理机制，创造充满活力的创新激励机制，以市场为导向，以顾客价值追求为中心的企业文化氛围，依赖既开放又相互信任的合作环境。 (2) 图7.11是DSP系统外围电路，主要包含： 39LF400(Flash ROM)，用于装载DSP程序代码； MAX706R，硬件复位及看门狗电路； 74LCX245，实现DSP芯片接口电平(3.3 V)与其他外围电路接口电平(5 V)之间的转换。
24、第7章 工程应用实例有利于学习和创新的组织管理机制，创造充满活力的创新激励机制，以市场为导向，以顾客价值追求为中心的企业文化氛围，依赖既开放又相互信任的合作环境。图图7.11 DSP系统外围电路系统外围电路FlashRA、硬件复位看门狗和电平转换电路、硬件复位看门狗和电平转换电路A02A13A24A35A46A57A68A79B018B117B216B315B414B513B612B711E19DIR1VCC20GND10U203LCX245R2022k/MR1VCC2GND3PFI4/PFO5/WDI6/RES7/WDO8U202MAX706RR201 10kA151A142A133A124
25、A115A106A97A88A718A619A520A421A322A223A124A025A1648A17/NC17A18/NC16DQ1545DQ1443DQ1341DQ1239DQ1136DQ1034DQ932DQ830DQ744DQ642DQ540DQ438DQ335DQ233DQ131DQ029WE#11OE#28CE#26VSS46VDD37VSS27NC12NC13NC14NC15NC9NC10NC47U20139LF400GNDVCC3BD0BD1BD2BD3BD4BD5BD6BD7D0D1D2D3D4D5D6D7C245R/W/DOG2/DOG/WDO/WDO/RESVCC3
26、GND/DOG2/DOGVCC3A15A14A13A12A11A10A9A8A7A6A5A4A3A2A1A0GNDGNDGNDGNDGNDD15D14D13D12D11D10D9D8D7D6D5D4D3D2D1D0/RDCEROMVCC3/WE第7章 工程应用实例有利于学习和创新的组织管理机制，创造充满活力的创新激励机制，以市场为导向，以顾客价值追求为中心的企业文化氛围，依赖既开放又相互信任的合作环境。 (3) 图7.12也是DSP系统外围电路，主要含TPS767D301，其功能是产生DSP所需电源，由其产生的1.8 V和3.3 V直流电源分别供给DSP芯片内核和外部接口。 (4) 图7.13
27、是A/D/A电路，TMS320AIC10芯片，该芯片同时具备模/数转换和数/模转换功能，数据接口采用同步串行模式。DSP芯片TMS320VC5416通过自身的同步串行口与TMS320AIC10进行数据交换。 (5) 图7.14是逻辑控制电路，主要含CPLD芯片XCR3064XL，负责整个系统的时序产生和逻辑控制，如时钟分频、地址译码、控制信号产生等。第7章 工程应用实例有利于学习和创新的组织管理机制，创造充满活力的创新激励机制，以市场为导向，以顾客价值追求为中心的企业文化氛围，依赖既开放又相互信任的合作环境。图7.12 DSP系统外围电路：电源产生电路系统外围电路：电源产生电路C604104N
28、C1NC21GND3/1EN41IN51IN6NC7NC82GND9/2EN102IN112IN12NC13NC14/1RES28NC27NC261FB251OUT241OUT23/2RES22NC21NC20NC192OUT182OUT17NC16NC15U601TPS767D301R601 250kR602 250kR60310.6kR604 30kC602104C601 22uC60322uC609104C60822uC60622uC607104C605 104R605 250kVCC3VCC3/2RESVC1.6VC1.61FB/1RESVCCVCCGNDGNDVCCVCC/1ENGN
29、DVCCVCCGNDGNDGNDGNDVCCVCC/1RESVC1.6VC1.6GND1FB1FB/2RESVCC3VCC3VCC3GNDGNDGNDGNDVC1.6VC1.6VCC/1EN/1ENGND第7章 工程应用实例有利于学习和创新的组织管理机制，创造充满活力的创新激励机制，以市场为导向，以顾客价值追求为中心的企业文化氛围，依赖既开放又相互信任的合作环境。图7.13 A/D/A电路R409 10R408 2kQ4013904L402470L403470C4084700C4044700C4074700C4054700R406300R407300R404600R405 100C406 10
30、5C403105C402104C413104C414104C411104C410104C40922uL40122uhAURXFP1AURXM2AURXCP3DTXOP4DTXOM5DTXIP6DTXIM7OUTP8OUTM9M010M111/PWRDW12/RESET13DVSS14DVDD115DOUT16DIN17SCLK19MCLK20FSD21FS22FLAG23FC24DCSI25ALTIN26M/S27DVSS29DVDD230AVSS33AVDD234FILT38AVSS40AVSS42VMID43AVDD145AVSS46INP47INM48U401AIC10R401 5KR4
31、02 5KR4031KC401 104C41222u123456JRAD6PINPGNDTXAUDAGNDAGNDXPTTGNDPTTRXAUDINP1OUTP1INM1AGNDVCC3GNDAGNDAGNDAGNDAGNDAVCC3VCC3INM1OUTP1INP1VCC3FILT1/RESVCC3CCLKXCHFSXCHDRCHDXCLK10FC1GNDFC1M1M1M1GNDVCC3DCSI1DCSI1AGNDAGNDAGNDAGNDGNDGNDVCC3VCC3AVCC3AVCC3AGNDFILT1GNDXPTTTXAUDAGNDRXAUD第7章 工程应用实例有利于学习和创新的组织管理机
32、制，创造充满活力的创新激励机制，以市场为导向，以顾客价值追求为中心的企业文化氛围，依赖既开放又相互信任的合作环境。图7.14 系统逻辑控制电路第7章 工程应用实例有利于学习和创新的组织管理机制，创造充满活力的创新激励机制，以市场为导向，以顾客价值追求为中心的企业文化氛围，依赖既开放又相互信任的合作环境。图7.14 系统逻辑控制电路第7章 工程应用实例有利于学习和创新的组织管理机制，创造充满活力的创新激励机制，以市场为导向，以顾客价值追求为中心的企业文化氛围，依赖既开放又相互信任的合作环境。 (6) 图7.15是数据终端接口电路，主要含： M85C30(通用串行口收发器)，实现并行数据与串行数据
33、的转换，并产生UART数据格式，完成与数据终端的数据交换； MAX202(电平转换芯片)，实现TTL电平与RS-232电平之间的转换。第7章 工程应用实例有利于学习和创新的组织管理机制，创造充满活力的创新激励机制，以市场为导向，以顾客价值追求为中心的企业文化氛围，依赖既开放又相互信任的合作环境。图7.15 数据终端接口电路C1+1C1-3C2+4C2-5T1I11T2I10R1O12R2O9R2I8R1I13T2O7T1O14V-6V+2U302MAX202C1+1C1-3C2+4C2-5T1I11T2I10R1O12R2O9R2I8R1I13T2O7T1O14V-6V+2U303MAX202
34、C304104C305104C306104C307104C308104C309104C310104C311104C317272C316272C315272C314272C313272C312272R301 5.1kC30322uC302104C301104D01D12D244D33D443D54D642D75/CE38A/B39D/C37/RD41/WR40/INT6/INTA9IEI8IEO7TXDA16RXDA14TRXCA15RTXCA13SYNCA12W/REQA11DTRA19RTSA20CTSA21DCDA22PCLK23TXDB29RXDB31TRXCB30RTXCB32SYNC
35、B33W/REQB34DTRB27RTSB26CTSB25DCDB24GND35VCC10U301AM85C3012345678910JMODEM10PINA-RXDA-CTSA-CDA-TRCA-TXDA-RTSM-TXDM-RTSM-RXDM-CTSM-CDM-TRCAC1+AC1-AC2+AC2-AV+AV-BC1+BC1-BC2+BC2-BV+BV-AC1+AC1-AC2+AC2-AV+VCCAV-GNDBC1+BC2+BV+BV-VCCGNDBC1-BC2-GNDGNDM-RTSM-CTSGNDM-CDGNDM-TXDGNDM-TRCGNDM-RXDA-CDA-CTSA-RTSA-TRCA-RXDA-TXDC30INTVCCGNDVCCVCCGNDCLK30VCCVCCC30INT/RD/WEA1C30AA0BD0BD1BD2BD3BD4BD5BD6BD7M-TXDM-RXDM-RTSM-CTSM-CDM-TRCM-TRCGND第7章 工程应用实例有利于学习和创新的组织管理机制，创造充满活力的创新激励机制，以市场为导向，以顾客价值追求为中心的企业文化氛围，依赖既开放又相互信任的合作环境。习习 题题 试用VC5402 DSP设计一个DSP应用系统。要求系统包括程序存储器、A/D和D/A转换器及89C51单片机，并要求DSP的HPI-8主机接口与单片机相连。