毫米波敏感器的数字信号处理及其DSP实现
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摘要
本文以毫米波敏感器在军事中的应用为背景，对毫米波敏感器信号的理论模型及波形特点进行了分析，采用小波变换进行目标信息的特征提取。围绕DSP系统开发的一般流程，在硬件设计和DSP算法编程两方面进行了深入研究。
我们选用TMS320VC5410定点DSP芯片来进行目标识别系统的硬件设计，使用MAX197模数转换芯片完成了数据采集的任务，使用MAX3111实现了与计算机之间的数据通信，以5410为核心构成了一个自封闭式的数字信号处理与控制系统。
在第五章探讨了DSP的C和汇编语言混合编程方法，以及浮点运算的定点DSP实现方法，提出了算法的一种工程实现方案。
On the base of the applications of MMW sensors in the munitions, This thesis analyses the theory model and wave characters of MMW sensors , use wavelet transform to extract the features of target's information. Surrounding the common process of designing DSP, detailed research is made on hardware designing and DSP programming.
We have designed the hardware of target identity system with TMS320VC5410 fixed-point DSP, completed data acquisition using A/D MAX 197 , successed in communication with computers by MAX3111. It is comprised that an independent data signal processing and control system based on 5410.
In 5th chapter , It is discussed that mixed programming methods with C and assemble language in DSP, and float computation's realization methods in fixed-point DSP. A project is put forward on how to realize algorithms in engineering.
我们选用TMS320VC5410定点DSP芯片来进行目标识别系统的硬件设计，使用MAX197模数转换芯片完成了数据采集的任务，使用MAX3111实现了与计算机之间的数据通信，以5410为核心构成了一个自封闭式的数字信号处理与控制系统。
在第五章探讨了DSP的C和汇编语言混合编程方法，以及浮点运算的定点DSP实现方法，提出了算法的一种工程实现方案。
On the base of the applications of MMW sensors in the munitions, This thesis analyses the theory model and wave characters of MMW sensors , use wavelet transform to extract the features of target's information. Surrounding the common process of designing DSP, detailed research is made on hardware designing and DSP programming.
We have designed the hardware of target identity system with TMS320VC5410 fixed-point DSP, completed data acquisition using A/D MAX 197 , successed in communication with computers by MAX3111. It is comprised that an independent data signal processing and control system based on 5410.
In 5th chapter , It is discussed that mixed programming methods with C and assemble language in DSP, and float computation's realization methods in fixed-point DSP. A project is put forward on how to realize algorithms in engineering.
引文
1 李兴国．毫米波近感技术及其应用．第1版．北京：国防工业出版社，1991
2 王世一．数字信号处理．第1版．北京：北京理工大学出版社，1997
3 张贤达．现代信号处理．第2版．北京：清华大学出版社，1998
4 张贤达，保铮．通信与信号处理．第1版．北京：国防工业出版社，2000
5 胡广书．数字信号处理．第1版．北京：清华大学出版社，1997
6 (美)奥本海姆(A．V．Oppenheim)，(美)谢弗(R．W．Sehafer)．数字信号处理．第1版．北京：科学出版社，1980
7 丁玉美，高西全．数字信号处理．第2版．西安：西安电子科技大学出版社，2001
8 彭玉华．小波变换与工程应用．第2版．北京：科学出版社，2000
9 崔锦泰，程正兴．小波分析导论．第1版．西安：西安交通大学出版社，1995
10 程正兴．小波分析算法与应用．第1版．西安：西安交通大学出版社，1998
11 陈逢时．子波变换理论及其在信号处理中的应用．第1版．北京：国防工业出版社，1998，3
12 边肇祺，张学工等．模式识别．第2版．北京：清华大学出版社，2000
13 罗耀光，盛立东．模式识别．第1版．北京：人民邮电出版社，1989．6
14 赵树芗．模式识别的模糊数学方法．第1版．成都：西北电讯工程学院出版社，1987
15 黄德双．神经网络模式识别系统理论．第1版．北京：电子工业出版社，1996
16 殷勤业．模式识别与神经网络．第1版．北京：机械工业出版社，1992．9
17 TEXAS INSTRUMENTS. TMS320C54x DSP CPU and Peripherals.Volume 1, 2000
18 TEXAS INSTRUMENTS. TMS320C54x DSP Mnemonic Instruction Set. Volume 2, 2000
19 TEXAS INSTRUMENTS. TMS320C54x DSP, Algebraic Instruction Set. Volume 3, 2000
20 TEXAS INSTRUMENTS. TMS320C54x DSP Applications Guide. Volume 4, 2000
21 TEXAS INSTRUMENTS. TMS320C54x DSP Enhanced Peripherals. Volume 5, 2000
22 戴明桢，周建江．TMS320C54X DSP结构、原理及应用．第1版．北京：北京航空航天大学出版社，2001
23 张雄伟，曹铁勇．DSP芯片的原理与开发应用．第2版．北京：电子工业出版社，2000
24 任丽香，马淑芬，李方慧．TMS320C6000系列DSPs的原理与应用．第1版．北京：电子工业出版社，2000
25 彭启琮．TMS320C54x实用教程．电子科技大学——德州仪器DSP实验室，1997
26 申敏，邓矣兵，郑建宏，刘栋．DSP原理及其在移动通信中的应用．第1版．北京：人
民邮电出版社，2001
27 苏涛，蔺丽华，卢光跃，张林让．DSP实用技术．第1版．西安：西安电子科技大学出版社，2002．6
28 王念旭等．DSP基础与应用系统设计．第一版．北京．北京航空航天大学出版社，2001
29 胡昌华，张军波，夏军，张伟．基于MATLAB的系统分析与设计——小波分析．第1版．西安：西安电子科技大学出版社，1999
30 萝珊智慧型科技工作室．MATLAB 5.X入门与应用．第1版．北京：科学出版社，1999
31 伯晓晨，李涛，刘路等．MATLAB工具箱应用指南——信息工程篇．第1版．北京：电子工业出版社，2000．4
32 陈桂明，张明照，戚红雨．应用MATLAB语言处理数字信号与数字图象．第1版．北京：科学出版社，2000
33 邵钟武，柴勤忠，马晓敏．数据采集系统．第一版．东营：石油大学出版社，1994．4
34 冷长奎，王建新．数字电路与逻辑设计．第一版．南京：南京理工大学，1993．8
35 姚燕南，薛钧义．微型计算机原理．第三版．西安：西安电子科技大学出版社，1997．1
36 雷丽文，朱小华，蔡征宇，缪均达．微机原理与接口技术．第一版．北京：电子工业出版社，1997．2
37 潭浩强．C程序设计．第一版．北京：清华大学出版社，1991．7
38 陆忠华等．汇编语言程序设计．第一版．北京：科学出版社，1993．6
39 丁鹭飞．雷达原理．西安：西安电子科技大学出版社，1984
40 林茂庸，柯有安．雷达信号理论．北京：国防工业出版社，1984
41 陈逢时．子波变换理论及其在信号处理中的应用．北京：国防工业出版社，1998
42 申崇江．小波分析和神经网络在毫米波系统信号处理中的应用．南京理工大学硕士论文，1998．1
43 陈新亭．模糊模式识别在毫米波探测器中的应用．南京理工大学硕士论文，1995．12
44 陈明奇．瞬态信号的采集及其小波分析．南京理工大学硕士论文，1997．1
45 蔡洪亮．毫米波辐射计的目标识别．南京理工大学硕士论文，1995．12
46 郭兆明．毫米波探测系统的目标识别算法研究与工程实现．南京理工大学硕士论文．1994．12
47 李跃华．毫米波频率步进雷达信号检测与处理．南京理工大学硕士论文，1999．8
48 汪敏．毫米波主被动复合探测系统目标识别技术研究．南京理工大学博士论文，
1998．6
49李廷军．发展中的雷达目标识别．现代雷达．2000，22(6)：1-5
50汪敏．复杂背景下毫米波雷达目标识别的一种方法．系统工程与电子技术．1997，9(12)：29-33
51汪敏．高分辨率雷达目标的模糊识别方法．中国宇航学会特种装备专业委员会第九次学术会论文集．1998(4)：20-23
52张雄伟．一个基于TM832020的语音处理系统的设计与实现．军事通信技术．1989(3)
53张雄伟．TMS320C31的硬件设计方法．军事通信技术．1996(4)
54韦江维．TMS320VC5402 DSP的并行I／O引导装载方法研究．电子技术应用．2000，26(8)：42-44
55杨艳红．数字信号处理器TMS320VC5402与音频模拟芯片TLC320AD50C的接口设计．电子技术应用．2001，27(4)：72-73
56史晓峰．基于DSP的高速数据采集与处理系统．电子技术应用．2001，27(6)
57刘杰．TMS320C3x DSP的软件开发调试及程序优化．电子技术应用．2000，27(12)：42-44
58高梅国．数字信号处理器DSPs的新进展．电子技术应用．2000，26(5)：4-6
59路军，郁文贤．一种基于子波的雷达船目标特征抽取方法．电子科学学刊．1994(8)：46-53
60樊虹虹等．予波变换用于雷达目标回波特征提取的研究．清华大学学报(自然科学版)．1994(4)：9-14
61申崇江，李兴国，娄国伟．小波变换和神经网络在毫米波辐射计目标识别中的应用．红外与毫米波学报．1999，18(5)：342-345
62江涛，朱光喜．基于TMS320VC5402的音频信号采集与处理系统．电子技术应用．2002，28(7)：70-72，77
63孙友伟，潘瑜等．TMS320VC5402的并行引导装载方案的研究与设计．电子技术应用．2002，28(10)：68-70
64潘国栋，王天明等．一种实用的对DSP芯片(TMS320VC5402)进行混合编程方法．应用科技．2002，29(5)：19-20
65庚新林．TMS320VC5402 DSP并行8bit EPROM引导装载方法研究．电子技术应用．2002，28(9)：74-76
66沈志刚，唐文彦等．TMS320VC5402与TLV2543的接口设计．电子技术(上海)．2002，29(3)：51-53
67岳静．TMS320C5402的特性及其硬件设计．西安航空技术高等专科学校学报．2002，20(1)：18-20
68刘慧，林海虹．TMS320VC5410的BOOT设计与实现BOOT Loader for TMS320VC54lO．电子工程师．2002，28(6)：37-39
69任治刚，张泽等．TMS320C54x系列McBSP串口特性及其应用．内蒙古大学学报：自然科学版．2001，32(3)：336-339
70孙长贵，李兴国等．TLC320AC01与TMS320C5402 DSP接口电路分析．电子工程师．2002，28(1)：50-53
71朗岩梅，张军等．数字信号处理器的SPI串行接口设计．哈尔滨理工大学学报．2001，6(2)：23-25，30
2 王世一．数字信号处理．第1版．北京：北京理工大学出版社，1997
3 张贤达．现代信号处理．第2版．北京：清华大学出版社，1998
4 张贤达，保铮．通信与信号处理．第1版．北京：国防工业出版社，2000
5 胡广书．数字信号处理．第1版．北京：清华大学出版社，1997
6 (美)奥本海姆(A．V．Oppenheim)，(美)谢弗(R．W．Sehafer)．数字信号处理．第1版．北京：科学出版社，1980
7 丁玉美，高西全．数字信号处理．第2版．西安：西安电子科技大学出版社，2001
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10 程正兴．小波分析算法与应用．第1版．西安：西安交通大学出版社，1998
11 陈逢时．子波变换理论及其在信号处理中的应用．第1版．北京：国防工业出版社，1998，3
12 边肇祺，张学工等．模式识别．第2版．北京：清华大学出版社，2000
13 罗耀光，盛立东．模式识别．第1版．北京：人民邮电出版社，1989．6
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16 殷勤业．模式识别与神经网络．第1版．北京：机械工业出版社，1992．9
17 TEXAS INSTRUMENTS. TMS320C54x DSP CPU and Peripherals.Volume 1, 2000
18 TEXAS INSTRUMENTS. TMS320C54x DSP Mnemonic Instruction Set. Volume 2, 2000
19 TEXAS INSTRUMENTS. TMS320C54x DSP, Algebraic Instruction Set. Volume 3, 2000
20 TEXAS INSTRUMENTS. TMS320C54x DSP Applications Guide. Volume 4, 2000
21 TEXAS INSTRUMENTS. TMS320C54x DSP Enhanced Peripherals. Volume 5, 2000
22 戴明桢，周建江．TMS320C54X DSP结构、原理及应用．第1版．北京：北京航空航天大学出版社，2001
23 张雄伟，曹铁勇．DSP芯片的原理与开发应用．第2版．北京：电子工业出版社，2000
24 任丽香，马淑芬，李方慧．TMS320C6000系列DSPs的原理与应用．第1版．北京：电子工业出版社，2000
25 彭启琮．TMS320C54x实用教程．电子科技大学——德州仪器DSP实验室，1997
26 申敏，邓矣兵，郑建宏，刘栋．DSP原理及其在移动通信中的应用．第1版．北京：人
民邮电出版社，2001
27 苏涛，蔺丽华，卢光跃，张林让．DSP实用技术．第1版．西安：西安电子科技大学出版社，2002．6
28 王念旭等．DSP基础与应用系统设计．第一版．北京．北京航空航天大学出版社，2001
29 胡昌华，张军波，夏军，张伟．基于MATLAB的系统分析与设计——小波分析．第1版．西安：西安电子科技大学出版社，1999
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36 雷丽文，朱小华，蔡征宇，缪均达．微机原理与接口技术．第一版．北京：电子工业出版社，1997．2
37 潭浩强．C程序设计．第一版．北京：清华大学出版社，1991．7
38 陆忠华等．汇编语言程序设计．第一版．北京：科学出版社，1993．6
39 丁鹭飞．雷达原理．西安：西安电子科技大学出版社，1984
40 林茂庸，柯有安．雷达信号理论．北京：国防工业出版社，1984
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42 申崇江．小波分析和神经网络在毫米波系统信号处理中的应用．南京理工大学硕士论文，1998．1
43 陈新亭．模糊模式识别在毫米波探测器中的应用．南京理工大学硕士论文，1995．12
44 陈明奇．瞬态信号的采集及其小波分析．南京理工大学硕士论文，1997．1
45 蔡洪亮．毫米波辐射计的目标识别．南京理工大学硕士论文，1995．12
46 郭兆明．毫米波探测系统的目标识别算法研究与工程实现．南京理工大学硕士论文．1994．12
47 李跃华．毫米波频率步进雷达信号检测与处理．南京理工大学硕士论文，1999．8
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55杨艳红．数字信号处理器TMS320VC5402与音频模拟芯片TLC320AD50C的接口设计．电子技术应用．2001，27(4)：72-73
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63孙友伟，潘瑜等．TMS320VC5402的并行引导装载方案的研究与设计．电子技术应用．2002，28(10)：68-70
64潘国栋，王天明等．一种实用的对DSP芯片(TMS320VC5402)进行混合编程方法．应用科技．2002，29(5)：19-20
65庚新林．TMS320VC5402 DSP并行8bit EPROM引导装载方法研究．电子技术应用．2002，28(9)：74-76
66沈志刚，唐文彦等．TMS320VC5402与TLV2543的接口设计．电子技术(上海)．2002，29(3)：51-53
67岳静．TMS320C5402的特性及其硬件设计．西安航空技术高等专科学校学报．2002，20(1)：18-20
68刘慧，林海虹．TMS320VC5410的BOOT设计与实现BOOT Loader for TMS320VC54lO．电子工程师．2002，28(6)：37-39
69任治刚，张泽等．TMS320C54x系列McBSP串口特性及其应用．内蒙古大学学报：自然科学版．2001，32(3)：336-339
70孙长贵，李兴国等．TLC320AC01与TMS320C5402 DSP接口电路分析．电子工程师．2002，28(1)：50-53
71朗岩梅，张军等．数字信号处理器的SPI串行接口设计．哈尔滨理工大学学报．2001，6(2)：23-25，30
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