东南大学dsp实验报告
DSP实验报告
东南大学自动化学院实验报告课程名称： DSP技术及课程设计实验名称：直流无刷电机控制综合实验院（系）：自动化专业：自动化姓名：ssb 学号：08011实验室：304 实验组别：同组人员：ssb1 ssb2 实验时间：2014年 6 月 5 日评定成绩：审阅教师：目录1.实验目的和要求 (3)1.1 实验目的 (3)1.2 实验要求 (3)1.2.1 基本功能 (3)1.2.2 提高功能 (3)2.实验设备与器材配置 (3)3.实验原理 (3)3.1 直流无刷电动机 (3)3.2 电机驱动与控制 (5)3.3 中断模块 (7)3.3.1 通用定时器介绍及其控制方法 (7)3.3.2 中断响应过程 (7)3.4 AD模块 (8)3.4.1 TMS320F28335A 芯片自带模数转换模块特性 (8)3.4.2 模数模块介绍 (8)3.4.3 模数转换的程序控制 (8)4.实验方案与实验步骤 (8)4.1 准备实验1：霍尔传感器捕获 (8)4.1.1 实验目的 (8)4.1.2 实验内容 (9)4.1.2.1 准备 (9)4.1.2.2 霍尔传感器捕获 (9)4.2 准备实验2：直流无刷电机(BLDC)控制 (10)4.2.1 程序框架原理 (10)4.2.1.1 理解程序框架 (10)4.2.1.2 基于drvlib281x库的PWM波形产生 (11)4.2.2 根据捕获状态驱动电机运转 (12)4.2.2.1 目的 (12)4.2.2.2 分析 (12)4.3 考核实验：直流无刷电机调速控制系统 (13)4.3.1 初始化工作 (13)4.3.2 初始化定时器0.... . (13)4.3.3初始化IO口 (13)4.3.4中断模块.... (13)4.3.5 AD模块 (14)4.3.6在液晶屏显示 (15)4.3.7电机控制 (17)4.3.7.1 控制速度方式选择 (17)4.3.7.2 控制速度和转向 (18)4.3.8延时子函数 (19)4.3.9闭环PID调速 (19)5.实验总结 (20)1. 实验目的和要求1.1 实验目的：事先阅读“ICETEK-Motor-E使用说明书.pdf”。
dsp原理与应用实验报告总结
dsp原理与应用实验报告总结DSP（Digital Signal Processing）数字信号处理是利用数字技术对信号进行处理和分析的一种方法。
在本次实验中，我们探索了DSP的原理和应用，并进行了一系列实验以验证其在实际应用中的效果。
以下是对实验结果的总结与分析。
实验一：数字滤波器设计与性能测试在本实验中，我们设计了数字滤波器，并通过性能测试来评估其滤波效果。
通过对不同类型的滤波器进行设计和实现，我们了解到数字滤波器在信号处理中的重要性和应用。
实验二：数字信号调制与解调本实验旨在通过数字信号调制与解调的过程，了解数字信号的传输原理与方法。
通过模拟调制与解调过程，我们成功实现了数字信号的传输与还原，验证了调制与解调的可行性。
实验三：数字信号的傅里叶变换与频谱分析傅里叶变换是一种重要的信号分析方法，可以将信号从时域转换到频域，揭示信号的频谱特性。
本实验中，我们学习了傅里叶变换的原理，并通过实验掌握了频谱分析的方法与技巧。
实验四：数字信号的陷波滤波与去噪处理陷波滤波是一种常用的去除特定频率噪声的方法，本实验中我们学习了数字信号的陷波滤波原理，并通过实验验证了其在去噪处理中的有效性。
实验五：DSP在音频处理中的应用音频处理是DSP的一个重要应用领域，本实验中我们探索了DSP在音频处理中的应用。
通过实验，我们成功实现了音频信号的降噪、均衡和混响处理，并对其效果进行了评估。
实验六：DSP在图像处理中的应用图像处理是另一个重要的DSP应用领域，本实验中我们了解了DSP在图像处理中的一些基本原理和方法。
通过实验，我们实现了图像的滤波、边缘检测和图像增强等处理，并观察到了不同算法对图像质量的影响。
通过以上一系列实验，我们深入了解了DSP的原理与应用，并对不同领域下的信号处理方法有了更深刻的认识。
本次实验不仅加深了我们对数字信号处理的理解，也为日后在相关领域的研究与实践提供了基础。
通过实验的结果和总结，我们可以得出结论：DSP作为一种数字信号处理的方法，具有广泛的应用前景和重要的实际意义。
dsp报告1
课程：数字信号处理老师：黄允凯报告：计算信号的总谐波畸变率姓名：东南大学学号：16011xxx时间：2014-01-01一．系统软硬件功能框图系统参数：采样频率fs=2000HZ取n=2048个信号点计算的最高次谐波为15次谐波，即750HZ。
二．函数设计1.设计思想Step1：数字滤波器的设计设计一个通带截止频率为760HZ，阻带起始频率为780HZ。
在通带上信号的幅度不多余1dB，阻带上信号衰减的幅度多余15dB的巴特沃斯数字滤波器。
Step2：对信号的修正因为需要比较精确的计算相应的频率的幅值，而实际采样过程中不一定能取到峰值，所以加了hamming窗对信号进行修正，以提高计算精度。
Step3：快速傅里叶变换当时域上的数字信号经过快速傅里叶变换后变成频域上的序列，频域分辨率为采样频率除以采样点数，即fs/n。
所以，将信号经过fft 处理之后，可以求出相应频率对应的幅值，从而求出THD。
2.程序实现Matlab程序如下：将其写在r.m文件中三．信号测试1.测试信号为x= ∑=201t);*i*50*pi*sin(2*220/ii测试程序如下：检验方法：计算出理论值后进行二者比较计算值和理论值的误差为7.88%，在可接受的范围之内。
2.如果不加数字滤波器和hamming窗，直接进行fft变换，计算结果为0.6668，误差为15.79%。
如果使用数字滤波器但是不加汉明窗，进行fft变换，计算结果为0.6695，误差为13.29%。
由此，可以看出使用hamming窗和数字滤波器的好处，它使得计算误差变小，计算结果更精确。
附：数字滤波器的幅频特性曲线原始信号的频谱图经过数字滤波器以后的频谱图可以发现，750HZ以后的信号被滤除。
东南大学DSP实验报告
第三章DSP芯片系统实验实验3.1 ：数据存取实验一．实验目的1.了解TMS320F2812A的内部存储器空间的分配及指令寻址方式。
2.了解ICETEK-F2812-A评估板扩展存储器空间寻址方法，及其应用。
3.了解ICETEK-F2812-EDU实验箱扩展存储器空间寻址方法，及其应用。
4.学习用Code Composer Studio修改、填充DSP内存单元的方法。
5.学习操作TMS32028xx内存空间的指令。
二．实验设备计算机，ICETEK-F2812-A-EDU实验箱（或ICETEK仿真器+ICETEK-F2812-A评估板+相关连线及电源）。
三．实验内容在外部SARAM的0x80000~0x8000f单元置数0～0xf，将该单元块存储的数据复制到0x80100~0x8010f处，最后通过“Memory”查看窗口观察各存储区中的数据。
四．实验原理TMS32028xx DSP内部存储器资源介绍：TMS32028xx系列DSP基于增强的哈佛结构，可以通过三组并行总线访问多个存储空间。
它们分别是：程序地址总线（PAB）、数据读地址总线（DRAB）和数据写地址总线（DW AB）。
由于总线工作是独立的，所以可以同时访问程序和数据空间。
TMS32028xx系列DSP的地址映象请参考第一章1.2.4节ICETEK-F2812-A评估板的存储空间定义及寄存器映射说明中的介绍。
五．实验步骤1.实验准备连接实验设备。
参见第一章1．3．1节中的“硬件连接方法”。
连接仿真器USB口接线，打开实验箱电源开关，接通评估板电源（关闭实验箱上的扩展模块和信号源电源开关）。
2.设置Code Composer Studio 2.21在硬件仿真(Emulator)方式下运行。
参见第一章1．4．2节中的“设置CCS工作在硬件仿真环境”。
3.启动Code Composer Studio 2.21选择菜单Debug→Reset CPU。
DSP技术及课程设计实验报告三
东南大学自动化学院实验报告课程名称：DSP原理及C程序开发第三次实验实验名称：液晶屏、键盘外设控制实验院（系）：自动化专业：自动化姓名：学号：实验室：实验组别：同组人员：实验时间：2012 年 4 月25 日评定成绩：审阅教师：实验3：基于DSP系统的实验——液晶屏、键盘外设控制实验一．实验目的通过实验学习使用28335A DSP的扩展端口控制外围设备的方法，了解（1）发光二极管的控制编程方法、（2）液晶显示器编程方法、（3）键盘外设控制编程方法。
二．实验设备计算机，ICETEK-F28335-EDU 实验箱（或ICETEK 仿真器+ICETEK–F28335-A 系统板+相关连线及电源）。
三．实验原理1.发光二极管显示阵列（交通灯）控制TMS320F28335DSP的扩展存储器接口(EMIF)用来与大多数外围设备进行连接，典型应用如连接片外扩展存储器等。
这一接口提供地址连线、数据连线和一组控制线。
ICETEK-F28335-A 将这些扩展线引到了板上的扩展插座上供扩展使用。
实验箱中ICETEK-CTR板上的发光二极管显示阵列（交通灯）的显示是由扩展端口控制，扩展在EMIF 接口的两个寄存器提供具体控制。
交通灯一共12个，使其顺序亮灭的例程如下所示：unsigned int uLedmy[12]={ 0x1,0x2,0x04,0x48,0x50,0x60, 0x8, 0x10, 0x20,0x41, 0x42,0x44};void main(void){int nCount;InitSysCtrl();InitXintf16Gpio();CTRGR=0x80; // 初始化ICETEK-CTRCTRGR=0x0;CTRGR=0x80;CTRLR=0; // 关闭东西方向的交通灯CTRLR=0x40; // 关闭南北方向的交通灯nCount=0;for (;;){*(int *)0x208007=uLedmy[nCount]; // 设置指示灯状态nCount++; nCount%=12;Delay(512);}}2.液晶显示器控制显示液晶显示模块的访问、控制是由28335A DSP 对扩展接口的操作完成。
东南大学dsp实验手写部分
实验三5、由实验所得的图形知，当L>N1+N2-1时，循环卷积不会发生混叠现象，所以在这个条件下，循环卷积是线性卷积的主值，线性卷积可由循环卷积得到。
用循环卷积计算线性卷积通常也称为快速卷积。
6、实验证明重叠保留法可以用DFT 做圆周卷积来表示线性卷积，以减少存储单元和处理时间的延误。
7、一共可以有16种结果，循环相关是线性相关的一个主值区间，取值的起点不同，其序列即不同，但是一个主值区间包含的信息量是相同的，包含的频率成分都是相同的。
8、不同。
反三角波的低频分量更多一些。
不是，因为截短长度N=16不是正弦周期信号的整数倍，由于时域中的非周期截短会产生频谱泄露。
实验四（4）bz1 =[-0.0000 0.0057 -0.0122 0.0025 0.0089 -0.0049 0] az1 =[1.0000 -4.8056 10.2376 -12.2625 8.7012 -3.4719 0.6145]因此脉冲响应不变法的系统函数为:6543215432116145.04719.37012.82625.122376.108056.410049.00089.00250.00122.00057.0)(H -----------+-+-+--++-=z z z z z z z z z z z z bz2 =[0.0014 -0.0000 -0.0042 -0.0000 0.0042 -0.0000 -0.0014]az2 =[1.0000 -4.8071 10.2473 -12.2838 8.7245 -3.4849 0.6176]因此双线性变换法的系统函数为:65432164226176.04849.37245.82838.122473.108071.410014.00042.00042.00014.0)(H ---------+-+-+--+-=z z z z z z z z z z由上图可以看出：由上图可以看出，用脉冲响应不变法由于滤波器的混叠作用在过度带和阻带都衰减的较双线性变换法慢。
DSP实验报告(综合)
实验报告||实验名称 D SP课内系统实验课程名称DSP系统设计||一、实验目的及要求1. 掌握用窗函数法设计FIR数字滤波器的原理和方法。
熟悉线性相位FIR 数字滤波器特性。
了解各种窗函数对滤波器特性的影响。
2. 掌握设计IIR数字滤波器的原理和方法。
熟悉IIR数字滤波器特性。
了解IIR数字滤波器的设计方法。
3.掌握自适应数字滤波器的原理和实现方法。
掌握LMS自适应算法及其实现。
了解自适应数字滤波器的程序设计方法。
4.掌握直方图统计的原理和程序设计；了解各种图像的直方图统计的意义及其在实际中的运用。
5.了解边缘检测的算法和用途，学习利用Sobel算子进行边缘检测的程序设计方法。
6.了解锐化的算法和用途，学习利用拉普拉斯锐化运算的程序设计方法。
7.了解取反的算法和用途，学习设计程序实现图像的取反运算。
8.掌握直方图均衡化增强的原理和程序设计；观察对图像进行直方图均衡化增强的效果。
二、所用仪器、设备计算机，dsp实验系统实验箱，ccs操作环境三、实验原理（简化）FIR：有限冲激响应数字滤波器的基础理论，模拟滤波器原理（巴特沃斯滤波器、切比雪夫滤波器、椭圆滤波器、贝塞尔滤波器）。
数字滤波器系数的确定方法。
IIR:无限冲激响应数字滤波器的基础理论。
模拟滤波器原理（巴特沃斯滤波器、切比雪夫滤波器、椭圆滤波器、贝塞尔滤波器）。
数字滤波器系数的确定方法。
、自适应滤波：自适应滤波器主要由两部分组成：系数可调的数字滤波器和用来调节或修正滤波器系数的自适应算法。
e(n)=z(n)-y(n)=s(n)+d(n)-y(n)直方图：灰度直方图描述了一幅图像的灰度级内容。
灰度直方图是灰度值的函数，描述的是图像中具有该灰度值的像素的个数，其横坐标表示像素的灰度级别，纵坐标是该灰度出现的频率(像素个数与图像像素总数之比)。
图像边缘化：所谓边缘(或边沿)是指其周围像素灰度有阶跃变化。
经典的边缘提取方法是考察图像的每个像素在某个邻域内灰度的变化，利用边缘临近一阶或二阶方向导数变化规律，用简单的方法检测边缘。
DSP实验报告(一)
实验一 信号系统及系统响应一、实验目的1、 熟悉理想采样的性质，了解信号采样前后的频谱变化，加深对采样定理的理解。
2、 熟悉离散信号和系统的时域特性。
3、 熟悉线性卷积的计算编程方法：利用卷积的方法，观察、分析系统响应的时域特性。
4、 掌握序列傅氏变换的计算机实现方法，利用序列的傅氏变换对离散信号、系统及系统响应进行频域分析。
二、实验原理（一）连续时间信号的采样采样是指按一定的频率从模拟信号抽样获得数字信号。
采样是从连续时间信号到离散时间信号的过渡桥梁。
对一个连续时间信号进行理想采样的过程可以表示为该信号的一个周期冲激脉冲的乘积，即()()()ˆa a x t x t M t =（1）其中连续信号的理想采样，是周期冲激脉冲()()n M t t n T d +=-=-å（2）它也可以用傅立叶级数表示为：1()s jm tn M t eT+W =-=å（3)其中T 为采样周期，Ω是采样角频率。
设是连续时间信号的双边拉氏变换，即有：()()ata a X s x t edt+--=ò（4）此时理想采样信号的拉氏变换为()ˆˆ()()1ˆ()1ˆ()1()s s ataa jm tsta m s jm ta m a s m X s x t e dtxt ee dtTxt e dtT X s jm T+--++W -=--++--W =- -++=--====-W òåòåòåò（5）作为拉氏变换的一种特例，信号理想采样的傅立叶变换1ˆ()[()]aa s m X j X j m T+=-W =W-W å（6）由式(5)和式(6)可知，信号理想采样后的频谱是原信号频谱的周期延拓，其延拓周期等于采样频率。
根据Shannon 取样定理，如果原信号是带限信号，且采样频率高于原信号最高频率分量的2倍，则采样以后不会发生频谱混淆现象。
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DSP实验报告实验四：IIR数字滤波器的设计实验五：FIR数字滤波器的设计实验四、IIR数字滤波器的设计【1】f c = 0.3kHz，delta = 0.8dB，fr = 0.2kHz，At = 20dB,T = 1ms:设计一切比雪夫高通滤波器，观察其通带损耗和阻带衰减是否满足要求。
实验结果：实验代码：>> Wc = 2*pi*300/1000;Wr = 2*pi*200/1000;Rp = 0.8;Rs = 20;[N,Wc] = cheb1ord(Wc,Wr,Rp,Rs,'s');[B,A] = cheby1(N,Rp,Wc,'high','s');omega = [0:pi/1000:pi];h = freqs(B,A,omega);gain = 20*log10(abs(h));plot(omega/(2*pi/1000),gain);结果分析：由实验所得关于设计的滤波器的增益曲线来看，当f<200Hz时，衰减大于20dB，当f>300Hz时，衰减趋近于零，满足设计参数要求。
【5】利用双线性变换法设计满足下列指标的切比雪夫型数字带阻滤波器，并作图验证设计结果：当1kHz<=f<=2kHz时，At>=18dB;当f<=500Hz以及f>=3kHz时，delta<=3dB;采样频率fs = 10kHz。
实验结果程序代码：>> W1 =2*10000*tan(2*pi*500/(2*10000));W2 =2*10000*tan(2*pi*1000/(2*10000));W3 =2*10000*tan(2*pi*2000/(2*10000));W4 =2*10000*tan(2*pi*3000/(2*10000));Wp = [W2,W3];Ws = [W1,W4];[N,Wn] = cheb1ord(Wp,Ws,3,18,'s');[B,A] = cheby1(N,3,Wn,'stop','s');[num,den] = bilinear(B,A,10000);[h,w] = freqz(num,den);f = w/pi*5000;plot(f,20*log10(abs(h)));axis([0,3500,-100,10]);结果分析：根据设计要求，取要求中的参数值为极限值，所得滤波器增益曲线如上图。
由图可知当频率在1kHz到2kHz之间时，增益衰减大于18dB，当频率小于500或大于3000Hz时，增益略小于1，通带波动delta小于3dB,满足设计需求。
实验五、FIR数字滤波器的设计【1】N = 45，计算并画出矩形窗、汉明窗、布莱克窗的归一化幅度谱，并比较各自的主要特点。
实验结果：程序代码：>> N=45;w1=boxcar(N);w2=hamming(N);w3=blackman(N);[h,w]=freqz(w1,N);subplot(221); plot(w/pi,20*log10(abs(h))); axis([0,1,-80,1]);title('矩形窗')subplot(222);[h,w]=freqz(w2,N);plot(w/pi,20*log10(abs(h)));axis([0,1,-80,0]);title('汉明窗');subplot(223);[h,w]=freqz(w3,N);plot(w/pi,20*log10(abs(h)));axis([0,1,-150,1]);title('布莱克曼窗');实验结果分析：矩形窗函数具有最窄的主瓣宽度，但有最大的旁瓣峰值；汉明窗函数的主瓣稍宽，而旁瓣较小；布莱克曼窗函数则更甚之。
矩形窗设计的滤波器过渡带最窄，但是阻带最小衰减也最差；布莱克曼窗设计的滤波器阻带衰减最好，过渡带最宽，约为矩形窗设计的的三倍。
汉明窗设计的滤波器处于矩形窗和布莱克曼窗之间。
【4】用凯塞窗设计一专用线性相位滤波器，N = 40，|Hd(exp(jw))|下图所示，当β = 4、6、10时，分别设计、比较他们的幅频特性和相频特性，注意β不同值时的影响实验结果：实验代码：>> Wd=[0.2 0.4 0.6 0.8];M=39;beta=4;hh=fir1(M,Wd,'DC-0',kaiser(M+1,beta)); [H,w]=freqz(hh,1);figure;subplot(2,1,1);plot(w/pi,abs(H));ylabel('幅度');grid;title('幅频特性,beta=4');subplot(2,1,2);plot(w/pi,angle(H));xlabel('\omega/\pi');ylabel('弧度');grid; title('相频特性');Wd=[0.2 0.4 0.6 0.8];M=39;beta=6;hh=fir1(M,Wd,'DC-0',kaiser(M+1,beta)); [H,w]=freqz(hh,1);figure;subplot(2,1,1);plot(w/pi,abs(H));xlabel('\omega/\pi');ylabel('幅度');grid;title('幅频特性,beta=6');subplot(2,1,2);plot(w/pi,angle(H));ylabel('弧度');grid;title('相频特性');Wd=[0.2 0.4 0.6 0.8];M=39;beta=10;hh=fir1(M,Wd,'DC-0',kaiser(M+1,beta)); [H,w]=freqz(hh,1);figure;subplot(2,1,1);plot(w/pi,abs(H));xlabel('\omega/\pi');ylabel('幅度');grid;title('幅频特性,beta=10');subplot(2,1,2);plot(w/pi,angle(H));xlabel('\omega/\pi');ylabel('弧度');grid;title('相频特性');实验结果分析：随着β的增加，窗变窄，频谱过渡带增加，相位特性变好。
【5】用频率采样法设计【4】中的滤波器，过渡带分别设一个过渡点，令H(k) = 0.5。
比较两种方法的结果。
实验结果：实验代码：>> N=45;k=0:N-1;for k=0:N-1w=2*pi/N*k;hk(1,k+1)=0;if((w>=0.2*pi)&&(w<=0.4*pi))||(w>=0.6*pi&&w<=0.8*pi)||(w>=1.2*pi&& w<=1.4*pi)||(w >=1.6*pi&&w<=1.8*pi);hk(1,k+1)=1;end;end;k=0:N-1;hk(1,5)=0.5;hk(1,11)=0.5;hk(1,14)=0.5;hk(1,20)=0.5;hk(1,27)=0.5;hk(1,33)=0.5;hk(1,36)=0.5;hk(1,42)=0.5;thetak=-k*2*pi/N*((N-1)/2);hk1=hk.*exp(j*thetak);hn=ifft(hk1);[h1,w1]=freqz(hn,1);plot(w1/pi,20*log10(abs(h1)));grid onaxis([0,1,-80,10]);xlabel('频率 ');ylabel('幅度/dB');实验结果分析：相较于【4】中所设计的滤波器，在幅频特性上出现多个尖峰以及副瓣，由此看来频率比较法在该设计中幅频特性较差。
【7】利用雷米兹交替算法，设计一个线性相位高通FIR数字滤波器，其指标为：通带边界频率fc = 800Hz,阻带边界fr = 500Hz,阻带波动delta = 1dB,阻带最小衰减At = 40dB,采样频率fs = 5000Hz。
实验结果：实验代码：>> f=[500 800];fs=5000;a=[0 1];dev=[0.009 0.1];[M,fpts,mag,wt]=remezord(f,a,dev,fs);h=remez(M,fpts,mag,wt);[H,w]=freqz(h,1);plot(w*2500/pi,20*log10(abs(H)));grid onxlabel('幅频/Hz');ylabel('幅度');实验结果分析：由实验所得滤波器的幅频特性看，满足通带、阻带分界，通带波动和阻带最小衰减等设计指标，满足设计要求。