单路多路AD和DA转换

DSP实验报告开课实验室：2012年03月19日学院物电年级、专业、班姓名成绩课程名称DSP实验实验项目名称单路/多路AD和DA转换指导老师签名一、实验目的1．通过实验熟悉VC5509A的定时器。2．掌握VC5509A片内AD的控制方法。3.了解数模转换的基本操作。4．了解ICETEK-VC5509-A板扩展数模转换方式。5．掌握数模转换程序设计方法。二．实验设备计算机，ICETEK-VC5509-EDU实验箱（或ICETEK仿真器+ICETEK-VC5509-A系统板+相关连线及电源）。三．实验原理一、单路/多路模数转换(AD)1．TMS320VC5509A模数转换模块特性：-带内置采样和保持的10位模数转换模块ADC，最小转换时间为500ns,最大采21.5kHz。-2个模拟输入通道（AIN0—AIN1）。-采样和保持获取时间窗口有单独的预定标控制。2．模数转换工作过程：-模数转换模块接到启动转换信号后，开始转换第一个通道的数据。-经过一个采样时间的延迟后，将采样结果放入转换结果寄存器保存。-转换结束，设置标志。-等待下一个启动信号。3．模数转换的程序控制：模数转换相对于计算机来说是一个较为缓慢的过程。一般采用中断方式启动转换或保存结果，这样在CPU忙于其他工作时可以少占用处理时间。设计转换程序应首先考虑处理过程如何与模数转换的时间相匹配，根据实际需要选择适当的触发转换的手段，也要能及时地保存结果。由于TMS320VC5509ADSP芯片内的A/D转换精度是10位的，转换结果的低10位为所需数值，所以在保留时应注意将结果的高6位去除，取出低10位有效数字。二、单路/多路数模转换(DA)1．数模转换操作：利用专用的数模转换芯片，可以实现将数字信号转换成模拟量输出的功能。在ICETEK-VC5509-A板上，使用的是DAC7617数模芯片，它可以实现同时转换四路模拟信号输出，并有12位精度，转换时间10μs。其控制方式较为简单：首先将需要转换的数值通过数据总线传送到DAC7617上相应寄存器，再发送转换信号，经过一个时间延迟，转换后的模拟量就从DAC7617输出引脚输出。2．DAC7617与TMS320VC5509A的连接：由于TMS320VC5509ADSP没有数模转换输出设备，采用外扩数模转换芯片的方法。在ICETEK-VC5509-A板上选用的是DAC7617。DAC7617的转换寄存器被映射到了DSP的I/O空间，地址是0-3，控制转换由I/O端口4的写信号控制，这部分在硬件上由译码电路（GAL芯片）完成。在DAC7617的输出端，为了增加输出功率，经过一级运放再输出到板上插座上。四．实验步骤一、多路模数转换(AD)1．实验准备：⑴连接实验设备。⑵准备信号源进行AD输入。①取出2根实验箱附带的信号线(如右图，两端均为单声道语音插头)。②用1根信号线连接实验箱底板上信号源I模块(下图中单实线框中部分)的“波形输出”插座(下图中的3或4)和“A/D输入”模块(下图中虚线框中部分)的“ADCIN2”插座，注意插头要插牢、到底。这样，信号源I的输出波形即可送到ICETEK-VC5509-A板的AD输入通道0。③用1根信号线连接实验箱底板上信号源II模块(下图中双实线框中部分)的“波形输出”插座和“A/D输入”模块的“ADCIN3”插座，注意插头要插牢、到底。这样，信号源Ⅱ的输出波形即可送到ICETEK-VC5509-A板的AD输入通道1。④设置信号源I：-调整拨动开关“频率选择”拨到“100Hz－1KHz”档。-将“频率微调”顺时针调到头(最大)。-调整拨动开关“波形选择”拨到“正弦波”档。-将“幅值微调”顺时针调到头(最大)。⑤设置信号源Ⅱ：-调整拨动开关“频率选择”(下图中的e)拨到“10Hz－100Hz”档。-将“频率微调”顺时针调到头(最大)。-调整拨动开关“波形选择”拨到“正弦波”档-将“幅值微调”顺时针调到头(最大)。2．设置CodeComposerStudio2.21在硬件仿真(Emulator)方式下运行：3．启动CodeComposerStudio2.21：选择菜单Debug→ResetCPU。4．打开工程文件：-工程目录：C:\ICETEK-VC5509-EDULab\Lab0305-AD\AD.pjt。-在项目浏览器中，双击main.c，打开main.c文件，浏览该文件的内容，理解各语句作用。5．编译、下载程序。6．打开观察窗口：-打开源程序main.c，在有注释“在此加软件断点”的行上加软件断点。-选择菜单View-Graph-Time/Frequency…进行设置.7．设置软件断点：在main,c中有“breakpoint”注释的语句上加软件断点。8．运行程序，观察结果：-按“F5”键运行到断点，观察AD转换产生的波形。-按“F12”键连续运行，并调整信号源可调部分，观察实时AD采样波形随之变化。9．选择菜单File→workspace→saveworkspacsAs…，输入文件名SY.wks。10．退出CCS：二、单路/多路数模转换(DA)1．实验准备：连接实验设备2．CodeComposerStudio2.21在硬件仿真(Emulator)方式下运行：3．启动CodeComposerStudio2.21：选择菜单Debug→ResetCPU。4．打开工程文件：工程目录：C:\ICETEK-VC5509-EDULab\Lab0306-DA。浏览main.c文件的内容，理解各语句作用。5．编译、下载程序。6．运行程序，观察结果：用信号线从实验箱底板上右侧“D/A输出”的四个插座引线到示波器。也可以用控制模块右侧的DAOUT1－DAOUT4测试勾连接示波器。单击“Debug”菜单，“Run”项，运行程序；观察示波器上的波形。7．退出CCS五．实验结果：一、单路/多路模数转换(AD)实验波形二、单路/多路数模转换(DA)实验波形四路均输出波形，示波器显示波形分别为DAOUT0-三角波，DAOUT1-正弦波，DAOUT2-方波，DAOUT3-混叠波形。三角波正弦波方波混叠波六、参考资料[1]陈后金，数字信号处理（第二版），高等教育出版社，2008[2]DSP实验指导书