基于TMS320C5420的2FSK的设计与实现.doc

课程设计 题目 基于TMS32C5420的2FSK设计与实现 学院名称 电气工程学院　 指导老师 朱 卫 华 　 班 级 电子信息工程021班 学 号 20024470103　 学生姓名 　 高 圣 　 二00五年五月 目 录 摘要 第1章 2FSK的概述和原理 2.1 2FSK调制方式概述 2.2 数字调频信号（2FSK）的一般分析 第2章 DSP软件实现的FSK非相干解调算法 2.1 正交自延时FSK解调算法 2.2 π／2相位延迟的实现 第3章 2FSK调制的数字振荡器设计 2FSK调制的定时与中断设计 2FSK解调的DSP软件实现 参考文献 致 谢 摘要基于DSP的软件无线电技术在通信领域得到了广泛的应用。我们使用TI公司的TMS320C5420DSP芯片成功设计了一种兼容2FSK，DPSK，QAM等多种调制解调方式的JH5001通信原理实验系统，在系统硬件不变的情况下只要修改DSP的软件处理部分就能实现无线参数的改变和增加新的功能。2FSKDSP）技术在通信领域中已有了广泛的应用。论文研究并实现了基于DSP的2FSK调制与解调系统。最后使用功能强大的数字信号处理器TMS320C5420DSP实现了对2FSK的调制与解调，并且给出了CCS2.0中的详细程序。 论文设计包括DSP硬件系统结构外围电路的设计以及软件设计两大部分。在硬件设计中，选取TMS3205420DSP芯片为核心器件。通过控制逻辑（CPLD）对TMS320C5420 DSP、FLASH、外部SRAM的控制，借助RS-232接口和数模/模数转换器便可实现基于DSP技术2FSK调制解调；在软件设计中采用数字振荡器方法,用迭代方法产生两个正弦载波信号实现2FSK的调制，在解调方面设计51阶FIR滤波器进行滤波。 论文所研究的内容适应当前科学技术的发展与更新，具有一定的实用价值。论文所提出的实现数字化调制和解调的方法，仍然是当前通信领域中先进的技术，具有一定的理论和实践意义。在研究中开发的DSP目标板可为实验的后续研究提供实用的研究平台。  关键词：DSP；软件无线电；FSK；调制与解调；数字滤波器 ???频移键控FSK（Frequency ShiftKey）调制是用数字基带信号来控制高频载波频率的变化，调制后的载波信号频率代表了要传送的数字信号。二进制FSK（2FSK）是用2个高频载波f1和f2来表示2个数字信号“1”或“0”，其信号的典型波形如图1所示。 由于FSK系统受幅度非线性的影响小，且很容易用软件来实现，所以FSK在中低速数据通信系统中得到了广泛地应用。　　FSK解调有相干解调和非相干解调，虽然相干解调抗干扰性能好，但他要求设置与发送设备中的高频载波 同频同相的本地参考载波，使设备复杂，因此一般数字调频系统都采用非相干解调。常用的非相干解调算法有过零检测法和包络检测法。过零检测法的基本原理是根据频移键控过零率的大小来检测已调信号中频率的变化。输入已调信号经过限幅、微分、整流后形成与频率变化相应的脉冲序列，由此形成一定宽度的矩形波，然后经 过低通滤波滤除高次谐波后再进行抽样判决，即可得到原始的调制信号。过零检测法多用硬件电路实现。包络检测法的原理如图2所示，输入信号先经过一对窄带的带通滤波器滤波，得到代表数字信号的高频载波f1和f2，经过包络检波器后分别取出他们的包络，最后将2路输出同时送到抽样判决器进行比较，从而判决出基带数字信号。 　　DSP软件实现的FSK非相干解调算法，它不需要经过2路窄带带通滤波。 DSP软件实现的FSK非相干解调算法 1）.　正交自延时FSK解调算法　　算法的基本思想是已调信号和他的pi／2的延时信号相乘，然后经过低通滤波，根据滤波结果的符号判断发送信号的值，从而实现信号的解调。算法原理图如图3所示：??? 算法原理图如图（1）所示。 图3 正交自延时FSK解调原理图 设已调FSK信号表达式为： 其中：ωc为载波角频率；δω为其频偏（设δω＞0）；φ为初始相位；ωc＋δω表示发送信号0；ωc－δω表示发送信号1。 R（t）的τ延时信号为： 求原信号R（t）与其自延时信号R（t－τ）的乘积： （3）这里系数2只是为了抵消乘法结果的系数。　　设ωc·τ＝π／2，则式（3）经过低通滤波后为： 这样根据滤波结果的符号就可判断发送信号的值：负号表示发送信号0，正号表示发送信号1。　　由ωcτ＝π／2，得τ＝π／（2ωc）＝1／（4fc）（fc为载频），如果在模拟系统中，这个τ比较容易实现，但是在数