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嵌入式C6000系列DSP 教學(xué)實驗箱專題實驗：信號處理類實驗
日期：2021-03-18
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一、TL6748-TEB數(shù)字信號處理實驗簡介
1、匹配課程
TL6748-TEB C6000DSP嵌入式教學(xué)實驗箱提供了豐富多樣的實驗案例，包括基礎(chǔ)外設(shè)類、語音類、圖像類、視頻類和綜合類。
在實際課程應(yīng)用中，主要用于《數(shù)字信號處理實驗》、《圖像處理實驗》、《DSP應(yīng)用實驗》、《編解碼實驗》和《綜合課程設(shè)計》。本次介紹數(shù)字信號處理實驗。
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2、實驗?zāi)康?/div>
下載CCS5.5的安裝包、License和相關(guān)組件； 在電腦上安裝CCS集成開發(fā)環(huán)境； 登錄百度云盤觀看學(xué)習(xí)視頻。http://pan.baidu.com/s/1pJCzlbl 了解TL6748-TEB的硬件結(jié)構(gòu)； 理解CCS工程的文件構(gòu)成類型及作用； 學(xué)會創(chuàng)建工程、導(dǎo)入工程、編譯工程、下載程序、運(yùn)行程序和調(diào)試程序http://pan.baidu.com/s/1pJCzlbl； 掌握CCS的基本調(diào)試功能。 
AD轉(zhuǎn)換的理論復(fù)習(xí)； 閱讀EMIFA相關(guān)數(shù)據(jù)手冊。 了解EMIFA總線的基本作用； 熟悉AD7606芯片的特性。 掌握A/D轉(zhuǎn)換的基本原理和過程； 使用 EMIFA 總線去讀寫 AD7606芯片并且將采樣波形顯示在 LCD 上； 使用不同的采樣率和采集通道采集波形。 
抽樣定理的理論知識復(fù)習(xí)； 在MATLAB上實現(xiàn)抽樣定理。 掌握信號的抽樣定理； 在CCS上實現(xiàn)自定義連續(xù)信號采樣并恢復(fù)采樣信號； 在CCS上實現(xiàn)外部連續(xù)信號采集、采樣并恢復(fù)采樣信號； 分析抽樣之后信號頻譜的變化； 修改抽樣頻率，對比不同抽樣頻率的信號恢復(fù)情況。 信號混頻的理論知識復(fù)習(xí)； 在MATLAB上實現(xiàn)兩路信號混頻。 掌握多路數(shù)字信號混疊和作用； 在CCS上實現(xiàn)兩路自定義的信號進(jìn)行相加，輸出混合波形； 在CCS上實現(xiàn)一路正弦信號采集，并將此信號與另一自定義正弦信號疊加，輸出混合信號； 查看混頻信號并對信號頻譜進(jìn)行分析； 信號卷積的理論知識復(fù)習(xí)； 在MATLAB上實現(xiàn)信號卷積。 了解卷積的概念； 使用DSP驗證卷積的性質(zhì)； 利用時域技術(shù)實現(xiàn)實數(shù)向量 X 與 H 的卷積計算，結(jié)果存放到向量 y 中； 通過卷積計算公式驗證DSP卷積結(jié)果； 快速傅里葉變換（FFT）的理論知識復(fù)習(xí)； 在MATLAB上實現(xiàn)FFT。 掌握FFT的原理和作用； 使用DSP實現(xiàn) FFT 處理功能； 查看FFT計算結(jié)果并對信號頻譜進(jìn)行分析； 對比DSP、CCS和MATLAB三者的FFT計算結(jié)果。 IIR的理論知識復(fù)習(xí)； 在MATLAB上熟悉濾波器設(shè)計工具的使用； 通過Matlab IIR 濾波器輔助設(shè)計，生成濾波器系數(shù)。 熟悉 IIR 數(shù)字濾波器特性和作用； 掌握設(shè)計 IIR 數(shù)字濾波器的原理和方法； 掌握Matlab IIR 濾波器輔助設(shè)計方法； 使用DSP處理噪聲波形，輸入波形中的低頻波形通過了IIR濾波器，而高頻部分則被衰減。 FIR的理論知識復(fù)習(xí)； 在MATLAB上熟悉濾波器設(shè)計工具的使用； 通過Matlab FIR 濾波器輔助設(shè)計，生成濾波器系數(shù)。 熟悉 FIR 數(shù)字濾波器特性和作用； 掌握設(shè)計FIR 數(shù)字濾波器的原理和方法； 掌握Matlab FIR 濾波器輔助設(shè)計方法； 使用DSP處理噪聲波形，輸入波形中的低頻波形通過了FIR濾波器，而高頻部分則被衰減。
該系列數(shù)字信號處理實驗基于TI的C674x-DSP的硬件結(jié)構(gòu)和CCS5.5集成開發(fā)環(huán)境，主要開設(shè)了基礎(chǔ)性實驗和驗證性實驗。
通過實驗教學(xué)后，讓學(xué)生了解TI DSP芯片的基本原理，熟悉DSP芯片開發(fā)工具及使用，同時掌握數(shù)字信號處理的專業(yè)基礎(chǔ)知識，使學(xué)生能夠真正地做到理論與實踐相結(jié)合。
3、適用專業(yè)
數(shù)字信號處理課程是電子信息類、計算機(jī)類、通信、自動化、人工智能等相關(guān)專業(yè)的主干課程，主要講解數(shù)字信號處理的理論、原理和實現(xiàn)方法。
數(shù)字信號處理實驗課程更注重實踐性，主要培養(yǎng)學(xué)生技術(shù)開發(fā)與工程實踐能力，要求學(xué)生通過專業(yè)實驗訓(xùn)練，達(dá)到掌握專業(yè)基礎(chǔ)知識和加強(qiáng)專業(yè)技能的目的。
4、實驗室配置
硬件：電腦，TL6748-TEB，信號源
軟件：win7以上系統(tǒng)，CCS5.5，MATLAB
二、實驗內(nèi)容
硬件：電腦，TL6748-TEB，信號源
軟件：win7以上系統(tǒng)，CCS5.5，MATLAB
實驗課程 | 課外學(xué)時 | 課內(nèi)學(xué)時 |
實驗一 CCS入門實驗 | 2 | 2 |
實驗二 模數(shù)轉(zhuǎn)換（A/D）實驗 | 2 | 2 |
實驗三 信號的抽樣定理實驗 | 2 | 2 |
實驗四 多路信號混頻實驗 | 2 | 2 |
實驗五 信號卷積算法 | 2 | 2 |
實驗六 快速傅里葉變換（FFT）算法 | 2 | 2 |
實驗七 無限沖激響應(yīng)濾波器（IIR）算法 | 2 | 2 |
實驗八 有限沖激響應(yīng)濾波器（FIR）算法 | 2 | 2 |
二、實驗內(nèi)容
硬件：電腦，TL6748-TEB，信號源
軟件：win7以上系統(tǒng)，CCS5.5，MATLAB
1、實驗一 CCS入門實驗
課前先導(dǎo)
下載CCS5.5的安裝包、License和相關(guān)組件； 在電腦上安裝CCS集成開發(fā)環(huán)境； 登錄百度云盤觀看學(xué)習(xí)視頻。http://pan.baidu.com/s/1pJCzlbl · 《S1-1：CCS集成開發(fā)環(huán)境（上）》
· 《S1-2：CCS集成開發(fā)環(huán)境（下）》
· 《S1-3：CCS V5安裝過程》
課內(nèi)實驗
了解TL6748-TEB的硬件結(jié)構(gòu)； 理解CCS工程的文件構(gòu)成類型及作用； 學(xué)會創(chuàng)建工程、導(dǎo)入工程、編譯工程、下載程序、運(yùn)行程序和調(diào)試程序http://pan.baidu.com/s/1pJCzlbl； 掌握CCS的基本調(diào)試功能。 
2、實驗二 模數(shù)轉(zhuǎn)換（A/D）實驗
課前先導(dǎo)
AD轉(zhuǎn)換的理論復(fù)習(xí)； 閱讀EMIFA相關(guān)數(shù)據(jù)手冊。 課內(nèi)實驗
了解EMIFA總線的基本作用； 熟悉AD7606芯片的特性。 掌握A/D轉(zhuǎn)換的基本原理和過程； 使用 EMIFA 總線去讀寫 AD7606芯片并且將采樣波形顯示在 LCD 上； 使用不同的采樣率和采集通道采集波形。 
3、實驗三 信號的抽樣定理實驗
課前先導(dǎo)
抽樣定理的理論知識復(fù)習(xí)； 在MATLAB上實現(xiàn)抽樣定理。 課內(nèi)實驗
掌握信號的抽樣定理； 在CCS上實現(xiàn)自定義連續(xù)信號采樣并恢復(fù)采樣信號； 在CCS上實現(xiàn)外部連續(xù)信號采集、采樣并恢復(fù)采樣信號； 分析抽樣之后信號頻譜的變化； 修改抽樣頻率，對比不同抽樣頻率的信號恢復(fù)情況。 
原始信號和恢復(fù)信號的時域波形對比
原始信號和恢復(fù)信號的頻域波形對比
4、實驗四 多路信號混頻實驗
課前先導(dǎo)
信號混頻的理論知識復(fù)習(xí)； 在MATLAB上實現(xiàn)兩路信號混頻。 課內(nèi)實驗
掌握多路數(shù)字信號混疊和作用； 在CCS上實現(xiàn)兩路自定義的信號進(jìn)行相加，輸出混合波形； 在CCS上實現(xiàn)一路正弦信號采集，并將此信號與另一自定義正弦信號疊加，輸出混合信號； 查看混頻信號并對信號頻譜進(jìn)行分析； 
時域波形對比
頻域波形對比
5、實驗五 信號卷積算法
課前先導(dǎo)
信號卷積的理論知識復(fù)習(xí)； 在MATLAB上實現(xiàn)信號卷積。 課內(nèi)實驗
了解卷積的概念； 使用DSP驗證卷積的性質(zhì)； 利用時域技術(shù)實現(xiàn)實數(shù)向量 X 與 H 的卷積計算，結(jié)果存放到向量 y 中； 通過卷積計算公式驗證DSP卷積結(jié)果； 
向量X
向量H
卷積結(jié)果y
6、實驗六 快速傅里葉變換（FFT）算法
課前先導(dǎo)
快速傅里葉變換（FFT）的理論知識復(fù)習(xí)； 在MATLAB上實現(xiàn)FFT。 課內(nèi)實驗
掌握FFT的原理和作用； 使用DSP實現(xiàn) FFT 處理功能； 查看FFT計算結(jié)果并對信號頻譜進(jìn)行分析； 對比DSP、CCS和MATLAB三者的FFT計算結(jié)果。 
DSP計算的FFT結(jié)果
MATLAB計算的FFT結(jié)果
CCS計算的FFT結(jié)果
7、實驗七 無限沖激響應(yīng)濾波器（IIR）算法
課前先導(dǎo)
IIR的理論知識復(fù)習(xí)； 在MATLAB上熟悉濾波器設(shè)計工具的使用； 通過Matlab IIR 濾波器輔助設(shè)計，生成濾波器系數(shù)。 課內(nèi)實驗
熟悉 IIR 數(shù)字濾波器特性和作用； 掌握設(shè)計 IIR 數(shù)字濾波器的原理和方法； 掌握Matlab IIR 濾波器輔助設(shè)計方法； 使用DSP處理噪聲波形，輸入波形中的低頻波形通過了IIR濾波器，而高頻部分則被衰減。 
濾波前
濾波后
8、實驗八 有限沖激響應(yīng)濾波器（FIR）算法
課前先導(dǎo)
FIR的理論知識復(fù)習(xí)； 在MATLAB上熟悉濾波器設(shè)計工具的使用； 通過Matlab FIR 濾波器輔助設(shè)計，生成濾波器系數(shù)。 課內(nèi)實驗
熟悉 FIR 數(shù)字濾波器特性和作用； 掌握設(shè)計FIR 數(shù)字濾波器的原理和方法； 掌握Matlab FIR 濾波器輔助設(shè)計方法； 使用DSP處理噪聲波形，輸入波形中的低頻波形通過了FIR濾波器，而高頻部分則被衰減。 
濾波前
濾波后