簡(jiǎn)易數(shù)字信號(hào)傳輸性能分析儀論文畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）

1、簡(jiǎn)易數(shù)字信號(hào)傳輸性能分析儀（E題）摘 要 通信的根本任務(wù)是傳遞信息，準(zhǔn)確地傳輸數(shù)字信號(hào)是數(shù)字通信的一個(gè)極其重要的環(huán)節(jié)。數(shù)字信號(hào)在傳輸過(guò)程中會(huì)受到各種信號(hào)的干擾，而本數(shù)字信號(hào)分析儀就是為了實(shí)現(xiàn)數(shù)字信號(hào)傳輸性能測(cè)試。本分析儀由CPLD產(chǎn)生數(shù)字信號(hào)，其時(shí)鐘信號(hào)由MCU控制，為模擬數(shù)字信號(hào)的傳輸信道而制作了截止頻率分別為100kHz、200kHz、500kHz的低通濾波器，同時(shí)通過(guò)CPLD產(chǎn)生一個(gè)偽隨機(jī)信號(hào)來(lái)模擬數(shù)字信號(hào)傳輸中的噪聲，加法器將經(jīng)過(guò)濾波器濾波之后的數(shù)字信號(hào)和偽隨機(jī)噪聲信號(hào)相加，相加之后的信號(hào)作為數(shù)字分析電路的輸入信號(hào)，然后通過(guò)數(shù)字分析電路產(chǎn)生輸出信號(hào)和此信號(hào)的同步信號(hào)，然后用示波器顯示數(shù)

2、字信號(hào)的眼圖，通過(guò)對(duì)眼圖的觀察，分析數(shù)字信號(hào)的傳輸性能。實(shí)測(cè)結(jié)果表明，本系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了題目基本部分的各項(xiàng)設(shè)計(jì)指標(biāo)，擴(kuò)展部分的大多數(shù)指標(biāo)。關(guān)鍵詞：數(shù)字信號(hào) 傳輸 濾波 噪聲 眼圖II目 錄1系統(tǒng)方案51.1 數(shù)字信號(hào)發(fā)生器的論證與選擇51.2 低通濾波器的論證與選擇51.3 偽隨機(jī)信號(hào)發(fā)生器的論證與選擇51.4 信號(hào)合成模塊的論證與選擇61.5 數(shù)字分析模塊的論證與選擇62系統(tǒng)理論分析與計(jì)算72.1 m序列數(shù)字信號(hào)72.1.1 數(shù)字信號(hào)發(fā)生器部分的m序列的產(chǎn)生72.1.2 偽隨機(jī)信號(hào)發(fā)生器部分的m序列的產(chǎn)生72.2 低通濾波器設(shè)計(jì)72.2.1 芯片選擇72.2.2 二階參數(shù)計(jì)算72.2.3 四階參數(shù)

3、82.3 同步信號(hào)提取92.4 眼圖顯示92.4.1 眼圖形成原理92.4.2 眼圖顯示方法93電路與程序設(shè)計(jì)103.1 單元電路設(shè)計(jì)103.1.1 單元框圖103.1.2 信號(hào)發(fā)生器單元設(shè)計(jì)103.1.3 偽噪聲信號(hào)產(chǎn)生單元設(shè)計(jì)113.1.4 濾波器單元設(shè)計(jì)123.1.5 加法器單元設(shè)計(jì)143.1.6 數(shù)字信號(hào)分析單元設(shè)計(jì)154 測(cè)試結(jié)果154.1 測(cè)試條件與儀器154.2 測(cè)試結(jié)果及分析164.2.1 基本要求部分164.2.2 發(fā)揮部分184.2.3 測(cè)試分析與結(jié)論19參考文獻(xiàn)19附錄1：電路原理圖20附錄2：源程序211系統(tǒng)方案本系統(tǒng)主要由數(shù)字信號(hào)發(fā)生器模塊、低通濾波器模塊、偽隨機(jī)信號(hào)

4、發(fā)生器模塊、信號(hào)合成模塊、數(shù)字信號(hào)分析模塊，下面分別論證這幾個(gè)模塊的選擇。1.1 數(shù)字信號(hào)發(fā)生器的論證與選擇方案一：采用數(shù)字邏輯芯片實(shí)現(xiàn)n級(jí)線性移位寄存器發(fā)生器和其他門(mén)電路來(lái)產(chǎn)生m序列。此法硬件電路簡(jiǎn)單，成本低廉，但電路連線較多，工程量大，且電路產(chǎn)生的數(shù)字信號(hào)效果較差；方案二：采用matlab仿真和單片機(jī)編程實(shí)現(xiàn)m序列輸出。利用matlab計(jì)算出m序列，然后用單片機(jī)周期性輸出該序列。此法幾乎不需要額外的硬件電路，但m序列的計(jì)算難度稍大；方案三：采用基于FPGA/CPLD的模塊電路實(shí)現(xiàn)。利用FPGA/CPLD生成n級(jí)高速線性移位寄存器發(fā)生器和輔助邏輯電路來(lái)產(chǎn)生m序列。這種方法實(shí)現(xiàn)方法簡(jiǎn)單，便于仿

5、真和設(shè)計(jì)，可以在短時(shí)間內(nèi)設(shè)計(jì)完成，優(yōu)勢(shì)突出；綜合以上三種方案，選擇設(shè)計(jì)方案三。1.2 低通濾波器的論證與選擇方案一：采用無(wú)源LC濾波器實(shí)現(xiàn)。電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，容易實(shí)現(xiàn)，但其實(shí)際幅頻特性不理想，增益控制較難；方案二：由RC元件與運(yùn)算放大器組成低通濾波器，可用在信息處理、數(shù)據(jù)傳輸、抑制干擾等方面，但因受運(yùn)算放大器頻帶限制，這類濾波器主要用于低頻范圍。具有理想幅頻特性的濾波器是很難實(shí)現(xiàn)的，只能用實(shí)際的幅頻特性去逼近理想的。一般來(lái)說(shuō)，濾波器的幅頻特性越好，其相頻特性越差，反之亦然。濾波器的階數(shù)越高,幅頻特性衰減的速率越快，但RC網(wǎng)絡(luò)的節(jié)數(shù)越多，元件參數(shù)計(jì)算越繁瑣，電路調(diào)試越困難；方案三：采用極低噪聲、高頻

6、有源濾波器集成電路芯片，其電路具有外圍電路簡(jiǎn)單，幅頻特性好，精度高等優(yōu)點(diǎn)。可選用的高頻濾波芯片有LT1568、LTC6256、LTC1560等芯片，其中LT1568是一款超低噪聲的高頻濾波模塊，采用不同電阻值可以實(shí)現(xiàn)截止頻率100kHz到10MHz的低通濾波器；綜合以上三種方案，選擇方案二。1.3 偽隨機(jī)信號(hào)發(fā)生器的論證與選擇由于此部分和數(shù)字信號(hào)發(fā)生器部分的結(jié)構(gòu)相似，故選擇CPLD與數(shù)字信號(hào)發(fā)生器模塊同時(shí)實(shí)現(xiàn)，以節(jié)約資源，降級(jí)能耗。1.4 信號(hào)合成模塊的論證與選擇方案一：采用集成運(yùn)放組成反相加法電路實(shí)現(xiàn)噪聲和信號(hào)的合成反相加法器電路容易理解，且公式簡(jiǎn)單，但是電路反相，對(duì)于后續(xù)數(shù)字信號(hào)處理，電路

7、反相之后仍需再加一級(jí)運(yùn)放再次反相；方案二：采用集成運(yùn)放組成同相加法電路實(shí)現(xiàn)噪聲和信號(hào)的合成同相加法器信號(hào)計(jì)算公式叫復(fù)雜，電阻匹配要求較高，通常情況下，對(duì)原有輸入信號(hào)有所放大或縮小，但是輸入輸出信號(hào)相位沒(méi)有變化，且可以通過(guò)適當(dāng)選擇電阻實(shí)現(xiàn)原輸入信號(hào)的相加，而不加上放大倍數(shù)；綜合考慮采用方案二。1.5 數(shù)字分析模塊的論證與選擇方案一：由硬件電路進(jìn)行時(shí)鐘分離，硬件電路較復(fù)雜，調(diào)試?yán)щy；方案二：由CPLD，MCU等用軟件編程的方法實(shí)現(xiàn)同步信號(hào)的實(shí)現(xiàn)，程序有很大的發(fā)揮創(chuàng)新空間。綜合考慮采用方案二。2系統(tǒng)理論分析與計(jì)算2.1 m序列數(shù)字信號(hào) 2.1.1 數(shù)字信號(hào)發(fā)生器部分的m序列的產(chǎn)生該信號(hào)的多項(xiàng)式為f1

8、(x)=1+x2+x3+x4+x8。在通信原理中有如下定理：若一個(gè)n次多項(xiàng)式滿足如下條件：（1）、f(x)是既約的（2）、f(x)可整除1+xm,m=2n-1（3）、f(x)除不盡xq-1，qm則稱f(x)為本原多項(xiàng)式。由本原多項(xiàng)式產(chǎn)生的序列一定是m序列。所以多項(xiàng)式f1(x)為本源多項(xiàng)式。其產(chǎn)生的m序列的循環(huán)周期（長(zhǎng)度）為P=28-1=255。2.1.2 偽隨機(jī)信號(hào)發(fā)生器部分的m序列的產(chǎn)生該信號(hào)的本源多項(xiàng)式為f1(x)=1+x1+x4+x5+x12。其產(chǎn)生的m序列的循環(huán)周期（長(zhǎng)度）為P=212-1=4095。2.2 低通濾波器設(shè)計(jì) 2.2.1 芯片選擇本設(shè)計(jì)選用linear公司的LT1568芯

9、片，該芯片采用單+3V電源時(shí)的中心頻率可高達(dá) 10MH，采用單個(gè)電阻器阻值來(lái)設(shè)定低通截止頻率(200kHz = fC = 5MHz)，不對(duì)稱的電阻器阻值可將截止頻率擴(kuò)展100kHz-10MHz ，采用不同的電阻器阻值可實(shí)現(xiàn)帶或不帶增益的低通轉(zhuǎn)移函數(shù) (巴特沃斯、切比雪夫或定制) ，內(nèi)部有一對(duì)2階濾波器，可采用單 3V (最小值為 2.7V) 至 5V 電源運(yùn)作，軌至軌輸入和輸出電壓。2.2.2 二階參數(shù)計(jì)算圖1 LT1568的內(nèi)部結(jié)構(gòu)及外部測(cè)試電路LT1568芯片的內(nèi)部結(jié)構(gòu)及外部測(cè)試電路如圖1，圖中包含左右兩個(gè)二階低通濾波，并連接成了兩個(gè)獨(dú)立的二階低通濾波電路，單個(gè)二階低通濾波的低通傳輸特性函

10、數(shù)為：eOUTeIN=-DCGAIN2f02s2+2f0Qs+2f02其中，eOUT并不是OUTA或者OUTB，且DCGAIN=R2R1f0=12R2R3C1C2Q=2C1C2R1R2R3f0C1R1R2+R3+R2R3-C2R1R2C1、C2是內(nèi)部電容，典型值為：C1=105.7pFC2=141.3pF2.2.3 四階參數(shù)為了獲得更好的濾波特性，可以設(shè)置一個(gè)四階濾波電路，如圖2所示，其不同截止頻率巴特羅斯低通濾波參數(shù)可在該芯片的datasheet中查到，如表1。圖2 四階濾波器接法表1 四階濾波器參數(shù)設(shè)計(jì)截止頻率(kHz)R11，R21R31R12，R22R3210010.5k15.8k18

11、.2k8.87k2005.23k7.87k9.31k4.42k5002.1k3.16k3.74k1.78k2.3 同步信號(hào)提取 采用STM32單片機(jī)對(duì)傳輸?shù)臄?shù)字信號(hào)進(jìn)行程序處理操作，從而提取處同步信號(hào)。2.4 眼圖顯示2.4.1 眼圖形成原理屏幕上的每個(gè)信號(hào)波形通過(guò)觸發(fā)點(diǎn)對(duì)齊，眼圖通過(guò)對(duì)信號(hào)多次觸發(fā)采集后疊加生成，如圖3。圖3 眼圖形成原理2.4.2 眼圖顯示方法本簡(jiǎn)易數(shù)字信號(hào)傳輸性能分析儀使用示波器來(lái)顯示眼圖，數(shù)字信號(hào)分析電路輸出數(shù)字信號(hào)及其同步信號(hào)，將分析電路的分析信號(hào)加到示波器的Y軸，將示波器的觸發(fā)源選擇在外接檔，并將數(shù)字信號(hào)的同步信號(hào)通過(guò)示波器的外接輸入探頭輸入，然后調(diào)整示波器的掃描時(shí)

12、間間隔和其觸發(fā)電平，就能得到穩(wěn)定的眼圖，如圖4。圖4 眼圖形成原理3電路與程序設(shè)計(jì)本系統(tǒng)由數(shù)字信號(hào)發(fā)生器模塊、偽隨機(jī)信號(hào)發(fā)生器、濾波電路模塊、加法器模塊、數(shù)字電路分析模塊，顯示器模塊組成，如圖5所示。圖5 系統(tǒng)總框圖3.1 單元電路設(shè)計(jì)3.1.1 單元框圖MCUSEM32M序列偽隨機(jī)信號(hào)信號(hào)合成示波器眼圖顯示CPLDEPM7128曼徹斯特碼濾波電路分析電路圖6 子系統(tǒng)組成框圖3.1.2 信號(hào)發(fā)生器單元設(shè)計(jì)1、m序列產(chǎn)生模塊的電路圖如圖6所示。Clk輸入端為同步時(shí)鐘，經(jīng)過(guò)線性移位寄存器后用一組門(mén)電路作為反饋函數(shù)網(wǎng)絡(luò)。該電路采用CPLD芯片EPM7128實(shí)現(xiàn)。由于該CPLD資源有限，同時(shí)提供了信號(hào)

13、發(fā)生器和偽噪聲發(fā)生器所需要的的邏輯器件。所以其輸入時(shí)鐘控制采用了一片STM32單片機(jī)，通過(guò)單片機(jī)按鍵可以實(shí)現(xiàn)對(duì)clk時(shí)鐘從10kHz到100kHz步進(jìn)10kHz可調(diào)，即是數(shù)字信號(hào)發(fā)生器的數(shù)據(jù)率從10kbps到100kbps步進(jìn)10kbps可調(diào)，同時(shí)，用液晶顯示數(shù)據(jù)率。ClkQout圖7 m序列產(chǎn)生電路2、曼徹斯特碼產(chǎn)生電路如圖8所示。其中的m_gen子模塊為m序列產(chǎn)生模塊，將m序列與對(duì)應(yīng)的同步時(shí)鐘信號(hào)V1_clock一起輸入到一個(gè)二輸入異或門(mén)就可以得到m序列的曼特斯特編碼V1_m。但由于異或門(mén)的輸入端信號(hào)可能同時(shí)跳變產(chǎn)生競(jìng)爭(zhēng)冒險(xiǎn)現(xiàn)象，故在異或門(mén)后級(jí)加一個(gè)用晶振時(shí)鐘同步的D觸發(fā)器，以消除競(jìng)爭(zhēng)冒險(xiǎn)

14、。該模塊由CPLD實(shí)現(xiàn)。圖8 曼徹斯特編碼電路3.1.3 偽噪聲信號(hào)產(chǎn)生單元設(shè)計(jì)1、偽噪聲信號(hào)產(chǎn)生子系統(tǒng)系統(tǒng)電路圖如圖9所示，該模塊同樣由CPLD實(shí)現(xiàn)。其輸入時(shí)鐘為20MHz的晶振時(shí)鐘，經(jīng)過(guò)二分頻后得到10MHz的時(shí)鐘，將之供給線性移位寄存器。Qout ClkClkQout圖9 偽隨機(jī)信號(hào)發(fā)生器電路圖3.1.4 濾波器單元設(shè)計(jì)通過(guò)查看LT1568的數(shù)據(jù)手冊(cè)，針對(duì)濾波器不同的截止頻率計(jì)算芯片外圍電路中電阻的阻值，并用該芯片的設(shè)計(jì)軟件進(jìn)行了設(shè)計(jì)驗(yàn)證，得到100kHz，200kHz，500kHz的濾波電路圖分別為圖10，圖11，圖12。圖10圖11圖12因?yàn)橐鬄V波器要在0.2-4范圍內(nèi)增益可調(diào)，雖

15、然LT1568這款芯片可以通過(guò)調(diào)整外圍電路電阻的比值來(lái)實(shí)現(xiàn)增益的調(diào)整，但是因?yàn)槠涔╇婋妷簽?V，如若濾波器的輸入電壓為T(mén)TL電平，則不能實(shí)現(xiàn)4倍放大，所以濾波芯片并沒(méi)有設(shè)置放大，而采用在芯片后，級(jí)聯(lián)一級(jí)反相放大電路，進(jìn)行放大，同時(shí)，讓濾波芯片的輸出信號(hào)從/OUT端引出，反相放大電路如圖13。圖133.1.5 加法器單元設(shè)計(jì)為實(shí)現(xiàn)數(shù)字信號(hào)與噪聲信號(hào)的疊加，采用圖14所示同相加法電路，該電路能夠?qū)崿F(xiàn)V2，V3信號(hào)的同相相加，通過(guò)電阻計(jì)算，若R25=2R25=2R28=2R30=2R29，就能夠使V2A=V2+V3。圖14 加法器模塊電路3.1.6 數(shù)字信號(hào)分析單元設(shè)計(jì)數(shù)字信號(hào)分析模塊采用一片STM

16、32單片機(jī)實(shí)現(xiàn)主程序?yàn)楹瘮?shù)初始化和等待中斷，比較簡(jiǎn)單，不做贅述。中斷服務(wù)程序的流程圖如下所示。PA2口中斷（曼徹斯特碼上升沿中斷）保持TIM2計(jì)數(shù)值，清零、開(kāi)始計(jì)數(shù)將計(jì)數(shù)值與上一次結(jié)果進(jìn)行比較，并按結(jié)果進(jìn)行相應(yīng)處理是TIM1按PWM模式輸出，輸出一個(gè)與同步時(shí)鐘同頻率的方波返回中斷圖15 中斷服務(wù)程序流程圖4 測(cè)試結(jié)果4.1 測(cè)試條件與儀器測(cè)試條件：檢查多次，仿真電路和硬件電路必須與系統(tǒng)原理圖完全相同，并且檢查無(wú)誤，硬件電路保證無(wú)虛焊。測(cè)試儀器：YB4340G模擬示波器，TDS1012泰勒數(shù)字示波器，數(shù)字萬(wàn)用表，QF1750-2穩(wěn)壓穩(wěn)流直流電源，YB1602P功率函數(shù)信號(hào)發(fā)生器。4.2 測(cè)試結(jié)果

17、及分析4.2.1 基本要求部分（1）數(shù)字信號(hào)發(fā)生器 仿真波形如下：圖16數(shù)字信號(hào)發(fā)生器的m序列仿真波形數(shù)據(jù)率測(cè)試數(shù)據(jù)為：表2 數(shù)據(jù)率測(cè)試數(shù)據(jù)理論數(shù)據(jù)率（kbps）1020304050測(cè)試值（kbps）10.0020.0029.9440.0050.00誤差000.200%00理論數(shù)據(jù)率（kbps）60708090100測(cè)試值（kbps）59.9070.1080.2090.05100誤差0.167%0.143%0.250%0.005%0數(shù)據(jù)率誤差均不大于0.25%，小于1%，滿足題目要求。CPLD輸出的數(shù)字信號(hào)高電平為3.4V，是TTL電平，滿足題目要求。（2） 低通濾波器對(duì)低通濾波器截至頻率測(cè)試

18、時(shí)，輸入信號(hào)為峰峰值為2V的正弦波100kHz低通濾波測(cè)試數(shù)據(jù)如下：表3 100kHz低通測(cè)試數(shù)據(jù)信號(hào)頻率（kHz）103050708090輸出電壓p-p（V）2.002.002.001.961.841.68信號(hào)頻率（kHz）100150200輸出電壓p-p（V）1.42400mV250mV測(cè)得其截止頻率為101k，誤差為1%200kHz低通濾波測(cè)試數(shù)據(jù)如下：表4 200kHz低通測(cè)試數(shù)據(jù)信號(hào)頻率（kHz）1030507090110輸出電壓p-p（V）2.002.001.982.002.001.96信號(hào)頻率（kHz）130150170180190200輸出電壓p-p（V）1.931.901.7

19、61.521.421.30信號(hào)頻率（kHz）250400輸出電壓p-p（V）760 mV190 mV測(cè)得其截止頻率為191k，誤差為4.5%500kHz低通濾波測(cè)試數(shù)據(jù)如下：表5 500kHz低通測(cè)試數(shù)據(jù)信號(hào)頻率（kHz）50100150200250300輸出電壓p-p（V）2.002.001.961.961.961.92信號(hào)頻率（kHz）3504004505007001000輸出電壓p-p（V）1.881.761.621.36440mV128mV信號(hào)頻率（kHz）15002000輸出電壓p-p（V）30mV17.2mV測(cè)得其截止頻率為494k，誤差為1.2%經(jīng)LT1568濾波之后的信號(hào)經(jīng)反相

20、端輸出，然后經(jīng)過(guò)一個(gè)反相放大器放大，測(cè)試得其放大倍數(shù)范圍為0.036倍，滿足0.24倍的題目要求。帶外衰減測(cè)試結(jié)果：四階濾波，帶外衰減遠(yuǎn)大于40 40dB/十倍頻程，實(shí)際測(cè)試其十倍頻程處信號(hào)已經(jīng)mV級(jí)別，達(dá)到題目要求。（3） 偽隨機(jī)信號(hào)發(fā)生器其仿真波形如下圖17 偽隨機(jī)信號(hào)發(fā)生器m序列仿真波形數(shù)據(jù)率測(cè)得為9.98Mbps-10.02Mbps，誤差絕對(duì)值為0.2%，滿足題目要求輸出信號(hào)峰峰值測(cè)試結(jié)果：最低可到50mV，最大可到3V，達(dá)到TTL電平，滿足題目要求。（4） 眼圖觀察用數(shù)字信號(hào)發(fā)生器產(chǎn)生的時(shí)鐘信號(hào)V1-clock進(jìn)行同步得到眼圖。測(cè)試中數(shù)字信號(hào)碼率為100kHz，濾波器分別為為100k

21、Hz、200kHz、500kHz時(shí)對(duì)應(yīng)的眼圖，如下圖所示。 Fc=100kHz fc=200kHz fc=500kHz圖18 眼圖測(cè)試結(jié)果眼圖的具體測(cè)試數(shù)據(jù)如下表所示。 測(cè)試條件：100mV噪聲信號(hào)，100kHz低通濾波表6 100kHz低通濾波下的眼圖幅度測(cè)試數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)率/kbps102030405060708090100眼幅度/V3.43.43.43.43.43.43.43.43.43.5 測(cè)試條件：100mV噪聲信號(hào)，200kHz低通濾波表7 200kHz低通濾波下的眼圖幅度測(cè)試數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)率/kbps102030405060708090100眼幅度/V3.43.33.43.43.43.353

22、.43.53.53.4 測(cè)試條件：100mV噪聲信號(hào)，500kHz低通濾波表8 500kHz低通濾波下的眼圖幅度測(cè)試數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)率/kbps102030405060708090100眼幅度/V3.23.23.23.23.23.23.23.23.23.24.2.2 發(fā)揮部分（1） 數(shù)字信號(hào)發(fā)生器輸出的V1 采用曼徹斯特編碼由CPLD做，仿真波形如下：圖19 m序列和曼徹斯特編碼仿真波形（2） 用單片機(jī)提取同步信號(hào)和數(shù)字信號(hào)儀器輸入到示波器得到眼圖。濾波器截止頻率為100kHz時(shí)的眼圖結(jié)果提取的同步信號(hào)與m序列的clock信號(hào)周期相同；同步信號(hào)不是標(biāo)準(zhǔn)方波，而是一個(gè)負(fù)脈沖，但是當(dāng)眼圖顯示的外部觸發(fā)源已

23、經(jīng)足夠；兩個(gè)信號(hào)有一點(diǎn)點(diǎn)的相位差，但是在眼圖的顯示時(shí)，只需稍加調(diào)節(jié)觸發(fā)電平就可以很好的顯示眼圖。 Fc=100kHz fc=200kHz fc=500kHz圖20 眼圖測(cè)試結(jié)果（3） 偽隨機(jī)信號(hào)發(fā)生器輸出信號(hào) V3 幅度可調(diào)，V3 的峰峰值范圍為100mVTTL電平 此項(xiàng)已在基本要求數(shù)據(jù)測(cè)試中達(dá)到要求并說(shuō)明（4） 高噪聲下的眼圖（噪聲的Vpp=2.4V）圖21 200kHz低通濾波后的眼圖 圖22 500kHz低通濾波后的眼圖4.2.3 測(cè)試分析與結(jié)論根據(jù)上述測(cè)試數(shù)據(jù)和測(cè)試現(xiàn)象，由此可以得出以下結(jié)論：1、濾波器截止頻率較高時(shí)，能更好的對(duì)數(shù)字信號(hào)進(jìn)行濾波，也就是傳輸性能更好；當(dāng)濾波器截止頻率較低

24、時(shí)，數(shù)字信號(hào)的邊緣被平緩話，對(duì)信號(hào)的傳輸造成較大影響。2、通過(guò)對(duì)眼圖的觀察，可以了解數(shù)字信號(hào)的失真量，信號(hào)幅度等信息。由于系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計(jì)合理，功能電路實(shí)現(xiàn)較好，系統(tǒng)性能優(yōu)良、穩(wěn)定。綜上所述，本設(shè)計(jì)達(dá)到設(shè)計(jì)要求。參考文獻(xiàn)1 楊素行模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)高等教育出版社.2006年2 孫延鵬VHDL與可編程邏輯器件航空工業(yè)出版社.2006年.3 彭剛基于ARM Cortex-M3的stm32系列嵌入式控制器應(yīng)用實(shí)踐電子工業(yè)出版社.2010年.2 黃志偉常用電路模塊制作北京航空航天大學(xué)出版社.2011年.附錄1：電路原理圖附錄2：源程序主程序：/頭文件申明#include stm32f10x.h#includ

25、e fsmc_sram.h#include stm32f10x.h/結(jié)構(gòu)體申明ErrorStatus HSEStartUpStatus;TIM_TimeBaseInitTypeDef TIM8_TimeBaseStructure;TIM_TimeBaseInitTypeDef TIM_TimeBaseStructure;TIM_TimeBaseInitTypeDef TIM1_TimeBaseStructure;TIM_OCInitTypeDef TIM8_OCInitStructure;TIM_OCInitTypeDef TIM1_OCInitStructure;TIM_BDTRInitTy

26、peDef TIM8_BDTRInitStructure;/子程序的申明void EXTI_Configuration(void);void NVIC_Configuration(void);void RCC_Configuration(void);void GPIO_Configuration(void);void TIM_Config(int aa);void TIM_Configuration(int aa);void TIM1_Configuration(int aa);void TIM2_Configuration(void);void LCD_Input1(void);void l

27、cd_rst(void);extern void LCD_Init(void);void LCD_displaychar(u16 Line,u16 Row,u8 Num);void LCD_displayABC(u16 Line,u16 Row,u8 Num);void Delay(_IO uint32_t nCount);int main(void)#ifdef DEBUG debug();#endif/初始化RCC_Configuration();EXTI_Configuration();NVIC_Configuration();RCC_AHBPeriphClockCmd(RCC_AHBP

28、eriph_FSMC, ENABLE);GPIO_Configuration();GPIO_SetBits(GPIOC, GPIO_Pin_7);FSMC_LCD_Init();LCD_Init();LCD_Input1();TIM2_Configuration();TIM_Cmd(TIM8,DISABLE);TIM_Config(7200);LCD_displayABC(150,224,1);LCD_displayABC(150,208,0);LCD_displayABC(150,192,46);LCD_displayABC(150,176,37);LCD_displayABC(150,16

29、0,51);LCD_displayABC(150,144,54); while (1) /按鍵引腳的中斷配置void EXTI_Configuration(void) EXTI_InitTypeDef EXTI_InitStructure; GPIO_EXTILineConfig(GPIO_PortSourceGPIOA, GPIO_PinSource0); GPIO_EXTILineConfig(GPIO_PortSourceGPIOA, GPIO_PinSource2); GPIO_EXTILineConfig(GPIO_PortSourceGPIOC, GPIO_PinSource4);

30、 EXTI_ClearITPendingBit(EXTI_Line0); EXTI_ClearITPendingBit(EXTI_Line2);EXTI_ClearITPendingBit(EXTI_Line4); EXTI_InitStructure.EXTI_Mode = EXTI_Mode_Interrupt; EXTI_InitStructure.EXTI_Trigger = EXTI_Trigger_Rising; EXTI_InitStructure.EXTI_Line = EXTI_Line0 | EXTI_Line2 | EXTI_Line4; EXTI_InitStructu

31、re.EXTI_LineCmd = ENABLE; EXTI_Init(&EXTI_InitStructure);/按鍵中斷的NVIC配置void NVIC_Configuration(void) NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure; NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_0); NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = EXTI0_IRQn; /通道 NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 0;/搶占優(yōu)先級(jí)

32、 NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 0; /響應(yīng)優(yōu)先級(jí) NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE; NVIC_Init(&NVIC_InitStructure); NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_1); NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = EXTI2_IRQn; /通道 NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 0;/搶占

33、優(yōu)先級(jí) NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 1; /響應(yīng)優(yōu)先級(jí) NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE; NVIC_Init(&NVIC_InitStructure); NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_2); NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = EXTI4_IRQn; /通道 NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 0;

34、/搶占優(yōu)先級(jí) NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 1; /響應(yīng)優(yōu)先級(jí) NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE; NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);/系統(tǒng)時(shí)鐘配置void RCC_Configuration(void) RCC_DeInit();/時(shí)鐘控制寄存器全部恢復(fù)默認(rèn)值 RCC_HSEConfig(RCC_HSE_ON);/外部高速時(shí)鐘源開(kāi)啟（8M晶振） HSEStartUpStatus = RCC_WaitForHSEStartUp();/等待外部

35、時(shí)鐘就緒 if(HSEStartUpStatus = SUCCESS)/如果時(shí)鐘啟動(dòng)成功 RCC_HCLKConfig(RCC_SYSCLK_Div1);/定義AHB設(shè)備時(shí)鐘為系統(tǒng)時(shí)鐘1分頻 RCC_PCLK2Config(RCC_HCLK_Div1);/定義AHB2設(shè)備時(shí)鐘為HCLK時(shí)鐘1分頻 RCC_PCLK1Config(RCC_HCLK_Div2);/定義AHB1設(shè)備時(shí)鐘為HCLK時(shí)鐘2分頻 FLASH_SetLatency(FLASH_Latency_2);/設(shè)定內(nèi)部FLASH的的延時(shí)周期為2周期 FLASH_PrefetchBufferCmd(FLASH_PrefetchBuffe

36、r_Enable); /使能FLASH預(yù)存取緩沖區(qū) RCC_PLLConfig(RCC_PLLSource_HSE_Div1, RCC_PLLMul_9); /配置PLL時(shí)鐘為外部高速時(shí)鐘的9倍頻，8MHz * 9 = 72 MHz RCC_PLLCmd(ENABLE); /使能PLL時(shí)鐘 while(RCC_GetFlagStatus(RCC_FLAG_PLLRDY) = RESET) /等待PLL時(shí)鐘設(shè)置完成準(zhǔn)備就緒 RCC_SYSCLKConfig(RCC_SYSCLKSource_PLLCLK);/使用PLL時(shí)鐘作為系統(tǒng)時(shí)鐘源 while(RCC_GetSYSCLKSource() !

37、= 0x08)/返回系統(tǒng)所用時(shí)鐘源確認(rèn)為外部高速晶振，8M晶振。 RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM2, ENABLE);/* TIM2 clock enable */RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA | RCC_APB2Periph_GPIOB | RCC_APB2Periph_GPIOC | RCC_APB2Periph_GPIOD | RCC_APB2Periph_GPIOE | RCC_APB2Periph_AFIO| RCC_APB2Periph_TIM8| RCC_APB2Peri

38、ph_TIM1, ENABLE);/引腳配置void GPIO_Configuration(void) GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;/LCD所用引腳的配置 GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_1; GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP; /LCD-RST GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz; GPIO_Init(GPIOE, &GPIO_InitStructure); GPIO_InitSt

39、ructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_7; GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP; /LCD-RST GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz; GPIO_Init(GPIOC, &GPIO_InitStructure); GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_0 | GPIO_Pin_1 | GPIO_Pin_4 | GPIO_Pin_5 | GPIO_Pin_8 | GPIO_Pin_9 | GPIO_Pin_10 |

40、GPIO_Pin_14 | GPIO_Pin_15; GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz; GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP; GPIO_Init(GPIOD, &GPIO_InitStructure); GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_7 | GPIO_Pin_8 | GPIO_Pin_9 | GPIO_Pin_10 | GPIO_Pin_11 | GPIO_Pin_12 | GPIO_Pin_13 | GPIO_Pin_14

41、 | GPIO_Pin_15; GPIO_Init(GPIOE, &GPIO_InitStructure); GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_7; GPIO_Init(GPIOD, &GPIO_InitStructure); GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_11 ; GPIO_Init(GPIOD, &GPIO_InitStructure); GPIO_SetBits(GPIOD, GPIO_Pin_7);/CS=1 GPIO_SetBits(GPIOD, GPIO_Pin_14| GPIO_Pin_1

42、5 |GPIO_Pin_0 | GPIO_Pin_1); GPIO_SetBits(GPIOE, GPIO_Pin_7 | GPIO_Pin_8 | GPIO_Pin_9 | GPIO_Pin_10); GPIO_ResetBits(GPIOE, GPIO_Pin_1);/RESET=0 GPIO_SetBits(GPIOD, GPIO_Pin_4); /RD=1 GPIO_SetBits(GPIOD, GPIO_Pin_5);/WR=1 GPIO_SetBits(GPIOD, GPIO_Pin_13);/按鍵引腳的GPIO配置 GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GP

43、IO_Pin_0; GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IN_FLOATING; GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz; GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure); GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_4; GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IN_FLOATING; GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz; G

44、PIO_Init(GPIOC, &GPIO_InitStructure); GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_2; GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IN_FLOATING; GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz; GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure); /TIM8通道3的PWM輸出引腳配置 GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_8; GPIO_InitStructu

45、re.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP; /端口模式為復(fù)用推拉輸出方式 GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz; /翻轉(zhuǎn)速度為50M GPIO_Init(GPIOC, &GPIO_InitStructure);/用以上幾個(gè)參數(shù)初始化PC口 /TIM1通道1的PWM輸出引腳配置 GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_8; GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP; /端口模式為復(fù)用推拉輸出方式 GPIO_InitStructu

46、re.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz; /翻轉(zhuǎn)速度為50M GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);/用以上幾個(gè)參數(shù)初始化PA口/定時(shí)器輸出PWM的配置void TIM_Config(int aa) TIM_DeInit(TIM8);/復(fù)位定時(shí)器8所有寄存器 /* Time Base configuration */ TIM8_TimeBaseStructure.TIM_Prescaler = 0; /預(yù)分頻數(shù)為0,不分頻 TIM8_TimeBaseStructure.TIM_CounterMode = TIM_CounterMo

47、de_Up; /計(jì)婁方式為順序計(jì)數(shù)模式，增大型 TIM8_TimeBaseStructure.TIM_Period =aa-1; TIM8_TimeBaseStructure.TIM_ClockDivision = 0x00; /配置時(shí)鐘分隔值 TIM8_TimeBaseStructure.TIM_RepetitionCounter = 0x0; /循環(huán)計(jì)數(shù)次數(shù)值 TIM_TimeBaseInit(TIM8,&TIM8_TimeBaseStructure); /用以上參數(shù)初始化定時(shí)器時(shí)間基礎(chǔ)模塊 /* Channel 1 Configuration in PWM mode */ TIM8_OC

48、InitStructure.TIM_OCMode = TIM_OCMode_PWM1; /輸出方式為PWM模式1 TIM8_OCInitStructure.TIM_OutputState = TIM_OutputState_Enable; /使能輸出比較狀態(tài) TIM8_OCInitStructure.TIM_OutputNState = TIM_OutputNState_Enable; /使能定時(shí)器互補(bǔ)輸出 TIM8_OCInitStructure.TIM_Pulse =(int)(aa/2); /設(shè)置脈寬 TIM8_OCInitStructure.TIM_OCPolarity = TIM_O

49、CPolarity_Low; /輸出比較極性為低 TIM8_OCInitStructure.TIM_OCIdleState = TIM_OCIdleState_Set; /打開(kāi)空閑狀態(tài)選擇關(guān)閉 /* 初始化TM8通道1*/ TIM_OC3Init(TIM8,&TIM8_OCInitStructure); /用以上參數(shù)初始化TIM8的通道1 /* TIM8 counter enable */ TIM_Cmd(TIM8,ENABLE); /使能定時(shí)器8 /* Main Output Enable */ TIM_CtrlPWMOutputs(TIM8,ENABLE); /使能定時(shí)器8的PWM輸出 T

50、IM_DeInit(TIM1); /復(fù)位定時(shí)器8所有寄存器 /* Time Base configuration */ TIM1_TimeBaseStructure.TIM_Prescaler = 0; /預(yù)分頻數(shù)為0,不分頻 TIM1_TimeBaseStructure.TIM_CounterMode = TIM_CounterMode_Up; /計(jì)婁方式為順序計(jì)數(shù)模式，增大型 TIM1_TimeBaseStructure.TIM_Period =aa-1; TIM1_TimeBaseStructure.TIM_ClockDivision = 0x00; /配置時(shí)鐘分隔值 TIM1_Time

51、BaseStructure.TIM_RepetitionCounter = 0x0; /循環(huán)計(jì)數(shù)次數(shù)值 TIM_TimeBaseInit(TIM1,&TIM1_TimeBaseStructure);/用以上參數(shù)初始化定時(shí)器時(shí)間基礎(chǔ)模塊 /* Channel 1 Configuration in PWM mode */ TIM8_OCInitStructure.TIM_OCMode = TIM_OCMode_PWM1; /輸出方式為PWM模式1 TIM1_OCInitStructure.TIM_OutputState = TIM_OutputState_Enable; /使能輸出比較狀態(tài) TIM1_OCInitStructure.TIM_OutputNState = TIM_OutputNState_Enable; /使能定時(shí)器互補(bǔ)輸出 TIM1_OCInitStructure.TIM_Pulse =(int)(aa/2); /設(shè)置脈寬 TIM1_OCInitStructure.TIM_OCPolarity = TIM_OCPolarity_Low; /輸出比較極性為低 TIM1_OCInitStructure.TIM_OCIdleState =