基于DSP的电子白板系统的研究
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摘要
电子白板是将传统的教学方式与现代多媒体技术、计算机技术相结合的一种现代的多媒体教学工具,主要应用于课堂教学、大型会议以及现场演示等场合。这种方式利用无线的信号笔书写,摆脱了键盘和鼠标的束缚,使操作者能更加直观的将思想传递给大家。本次课题设计的电子白板系统由计算机、白板、信号笔、信号接收器、DSP信号处理系统和一台投影仪构成。
基于DSP的电子白板系统可完成信号笔的无线发射和接收,并通过对超声波信号的采集、分析和判断等处理,实现了电子白板的基本功能。系统主要包括:超声波、红外线信号的发射和接受单元、DSP信号处理系统和计算机控制程序三部分。本文以TI公司生产的TMS320C5509型DSP芯片为核心处理器,较其它芯片在处理速度、运算精度和存储容量以及降低功耗处理上都有了很大的提高,并且在信号接收单元采用CX20106A检波电路对超声波信号进行分析和判断,与其它电子白板的设计相比较,不仅使软件设计过程简单化,也使整个系统成本大大降低,适合大面积推广。同时为了完成DSP与计算机的信息交互功能,运用TI公司生产的异步通信模块TL16C550来实现DSP与计算机数据的异步串行通信,并且利用Flash芯片AM29LV800和SDRAM芯片HY57V641620ETP芯片实现了存储器的扩展。
论文最后主要是对系统进行优化和整体测试,通过各项调试结果证明了整个系统实现了电子白板的功能,基本达到了预期的效果。
Electronic whiteboard is a modern multimedia teaching tools mainly be used in classroom teaching conferences and live demonstration and so on, which is combined of traditional teaching methods and modern multimedia technology, computer technology combining. Electronic whiteboard using the wireless signals pen, freed from the shackle of keyboard and the mouse. Make the operator can more intuitive will thought communicating to everyone. The design of interactive electronic board system is made up of computer, whiteboard, signal pen, receiver and DSP signal processing system.
It was taked the TI company production TMS320C5509 DSP as the core processor, which is collecting, processing, analysising and judging ultrasonic signal.The processing speed, accuracy and storage capacity and reduce power consumption processing has improved a lot. System designs transmission and reception units of ultrasonic and infrared signal, it is realized the wireless transmission and reception of the signal pen. Signal reception units take CX20106A detection chip that analyze and judge ultrasonic signal. According to other electronic whiteboard, not only software design process is over-simplication, but also make whole system cost reduced greatly, so this product can accumulates promotion. At the same time in order to complete to interacte the DSP and computer information, it is uses TI company production asynchronous communication module TL16C550 to achieve data serial transmission of DSP and computer. And it is uses Flash chips AM29LV800 and SDRAM chip HY57V641620ETP to realize memory expansion.
Finally paper introduces the system optimization and overall test, various commissioning results is proved the whole system realized the function of electronic whiteboard system base on DSP.
基于DSP的电子白板系统可完成信号笔的无线发射和接收,并通过对超声波信号的采集、分析和判断等处理,实现了电子白板的基本功能。系统主要包括:超声波、红外线信号的发射和接受单元、DSP信号处理系统和计算机控制程序三部分。本文以TI公司生产的TMS320C5509型DSP芯片为核心处理器,较其它芯片在处理速度、运算精度和存储容量以及降低功耗处理上都有了很大的提高,并且在信号接收单元采用CX20106A检波电路对超声波信号进行分析和判断,与其它电子白板的设计相比较,不仅使软件设计过程简单化,也使整个系统成本大大降低,适合大面积推广。同时为了完成DSP与计算机的信息交互功能,运用TI公司生产的异步通信模块TL16C550来实现DSP与计算机数据的异步串行通信,并且利用Flash芯片AM29LV800和SDRAM芯片HY57V641620ETP芯片实现了存储器的扩展。
论文最后主要是对系统进行优化和整体测试,通过各项调试结果证明了整个系统实现了电子白板的功能,基本达到了预期的效果。
Electronic whiteboard is a modern multimedia teaching tools mainly be used in classroom teaching conferences and live demonstration and so on, which is combined of traditional teaching methods and modern multimedia technology, computer technology combining. Electronic whiteboard using the wireless signals pen, freed from the shackle of keyboard and the mouse. Make the operator can more intuitive will thought communicating to everyone. The design of interactive electronic board system is made up of computer, whiteboard, signal pen, receiver and DSP signal processing system.
It was taked the TI company production TMS320C5509 DSP as the core processor, which is collecting, processing, analysising and judging ultrasonic signal.The processing speed, accuracy and storage capacity and reduce power consumption processing has improved a lot. System designs transmission and reception units of ultrasonic and infrared signal, it is realized the wireless transmission and reception of the signal pen. Signal reception units take CX20106A detection chip that analyze and judge ultrasonic signal. According to other electronic whiteboard, not only software design process is over-simplication, but also make whole system cost reduced greatly, so this product can accumulates promotion. At the same time in order to complete to interacte the DSP and computer information, it is uses TI company production asynchronous communication module TL16C550 to achieve data serial transmission of DSP and computer. And it is uses Flash chips AM29LV800 and SDRAM chip HY57V641620ETP to realize memory expansion.
Finally paper introduces the system optimization and overall test, various commissioning results is proved the whole system realized the function of electronic whiteboard system base on DSP.
引文
[1]彭启宗,武乐琴,张舰.TMS320VC55x系列DSP的CPU与外设/(美)德州仪器著[M].北京:清华大学出版社,2005.12
[2]李长林.Visual Basic串口通信技术与典型实例[M].北京:清华大学出版社,2006.4
[3]赵振涛.TMS320VC5000系列DSP开发应用技巧—重点与难点剖析[M] .北京:中国电力出版社,2007
[4]徐永和,张丹.Visual Basic接口设计与工程实践[M] .北京:人民邮电出版社,2007.6
[5]胡庆钟,李小刚,吴钰淳. TMS320C55X DSP原理、应用和设计[M].北京:机械工业出版社.2005.
[6]赵洪亮,卜凡亮,黄鹤松,张仁彦. TMS320C55X DSP应用系统设计[M].北京:北京航空航天大学出版社.2008.8
[7]郭先树.利用TL16C550实现DSP与PC机的异步串行通信[J].华东交通大学学报,2003.2(20):63-66.
[8]何联俊,闫保中,郭勇鹏,李玉深.TMS320VC5402与PC机串行通信的实现. [J].应用科技.2003.9(30):16-18
[9]赵凯,黄珊TL16C550在TMS320VC5402与PC机串行通信中的应用. [J]国外电子元器件2007.9 :17-20
[10]范志平,邓平,刘林.蜂窝无线定位[M].北京:电子工业出版社,2002.12
[11]李江全,张丽,岑红蕾.Visual Basic串口通信与测控应用技术实战详解[M].北京:人民邮电出版社,2007.6
[12]谭浩强.C语言程序设计[M].北京:清华大学出版社,2005.1
[13]苏长赞,邹殿贵.红外线与超声波遥控[M].人民邮电出版社,2001.
[14]郭先树.利用TL16C550实现DSP与PC机的异步串行通信[J].华东交通大学学报,2003.2(20):63-66.
[15]何联俊,闫保中,郭勇鹏,李玉深.TMS320VC5402与PC机串行通信的实现. [J].应用科技.2003.9(30):16-18
[16]赵凯,黄珊TL16C550在TMS320VC5402与PC机串行通信中的应用. [J]国外电子元器件2007.9 :17-20
[17]王波,DM-4601电子白板的硬件没计与实现[D],吉林大学硕士学位论文,2003年
[18]宋巍巍,数字电子白板的设计与实现[D],吉林大学硕士学位论文,2006年
[19]龙海燕,张葡青.无线定位技术的物理基础及其关键技术分析.中山大学学报(自然科学版),2005,44(3):42-45.
[20]燕学智,无线测距方法研究,信号检测与处理课题组专题报告,2002年
[21]金篆芷,王明时.现代传感器技术[M].北京:电子工业出版社,2000:78一96
[22]李茂山.超声波测距原理及实践技术[,].使用测试技术,1994:12一20
[23]孟晓,光电交互式电子白板系统研究[D],浙江大学硕士学位论文,2005年
[24]张丹,基于单片机控制的超声测距系统的研究[D],陕西师范大学硕士学位论文,2008年
[25]兰英,基于ARM电子白板系统的硬件设计与软件实现[D],吉林大学硕士学位论文,2008年
[26]尹万宇,微型无线定位电子白板的低噪声电路设计与实现[D],吉林大学硕士学位论文,2007
[27]韩建国,便携式电子白板关键技术研究与实现[D],吉林大学硕士学位论文,2008年
[28]陈佳娜,基于红外超声定位的微型电子白板硬件电路优化与实现[D],吉林大学硕士学位论文,2007年
[29]陈建,激光电子白板的硬件设计与实现[D],吉林大学硕士研究生毕业论文,2005年.
[30]赵海鸣,王纪婵,刘军,史春雪.一种高精度超声波测距系统的改进.电子技术应用,2007,04:59-61.
[31]张丹,基于单片机控制的超声波测距系统的研究[D],陕西师范大学研究生毕业论文,2008年.
[32]胡春松,基于DSP的铝电解槽声音检测和处理系统的设计与实现[D],北方工业大学研究生毕业论文,2005年.
[33]王强,基于激光定位军用电子白板的硬件设计与实现[D],吉林大学硕士学位论文,2007年.
[34]陈建,激光电子白板的硬件设计与实现[D],吉林大学硕士学位论文,2004年.
[35]周建江. TMS320C54x DSP结构、原理及应用[M] .北京:北京航空航天大学出版社,2007年
[36]周霖. DSP系统设计与实现[M] .国防工业出版社,2003年
[37]支长义,程志平,陈书立,刘晓兰DSP原理及开发应用[M] .北京:北京航空航天大学出版社,2006年
[38]王周勇,陈恩庆,DSP原理与应用技术[M] .北京:电子工业出版社,2009年
[30]杨克玉.VB6.0程序设计实训[M] .机械工业出版社,2006年
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[41]陈冬亮.Visual Basic 6.0程序设计实用教程[M] .机械工业出版社,2008年
[42]黄学平.Visual Basic 6.0程序设计[M] .科学出版社,2007年
[43]兰吉昌.运算放大器集成电路手册[M] .化学工业出版社,2006年
[44]门爱东,杨波.数字信号处理[M] .人民邮电出版社出版社,2003年
[45] Texas Instruments.TMS320VC5509A Fixed-Point Digital Signal Processor. Revised January 2008..
[46] Texas Instruments.TMS320VC5503/5507/5509/5510 DSP Direct Memory Access (DMA) Controller Reference Guide. January 2007.
[47] Texas Instruments.TMS320VC55xx DSP Library Programmer’s Reference. August. 2006.
[48] Texas Instruments. TMS320VC5503/5507/5509/5510 DSP Timers Reference Guide. April 2006.
[49] Texas Instruments.Using the TMS320VC5503/5506/5503/5507/5509DSP Bootloader. April 2008
[50] Texas Instruments.TMS320C55x Optimizing C/C++ Compiler User’s Guide. June 2003.
[2]李长林.Visual Basic串口通信技术与典型实例[M].北京:清华大学出版社,2006.4
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