毕业论文课题相关文献综述

1. 前言

在研究一个信号时不仅需要了解它的时域形式，同时也应当了解它在频域里的表现，比如日常生活中之所以能够通过听力分清不同的人，就是因为他们的声音在频域中有着不同的表现。而频谱一般是指一个时域里的信号在频域当中的表达方式，可以针对时域中的信号进行相应的傅立叶变换而得出结果。有时也用幅度频谱这一谱图表示幅度随频率变化的情况，而用相位频谱这一谱图来表示相位随频率变化的情况。一般情况下我们可以通过使用频谱分析仪这一仪器来研究信号的频谱结构，从而了解一个信号的频谱信息。^[10]

2. 研究现状

频谱分析仪是一种用于研究电信号频谱发布结构的仪器，它可用于测量信号的失真度、调制度、谱纯度、频率稳定度和交调失真等信号参数，也可用于测量滤波器以及功率放大器等电路系统的相关参数，它是一种具备多种用途的电子式测量仪器。它又可称为频域示波器、跟踪示波器、分析示波器、谐波分析器等，在通信研究领域有着重要的作用。

传统的频谱分析仪是基于硬件设备来测量频率组成成分的，比如说可以用滤波器来辨别各个频率的组成成分。对于有经验的模拟滤波器设计与制造者，设计制造一个稳定性好、精度高的简易频谱分析仪的困难情况是不难想象的。第一个原因是传统的频谱分析仪存在携带不便，智能化不够等诸多缺点，而基于DSP芯片所设计出的频谱分析仪则具有体积小便于携带、工作电压低、智能化程度高等诸多有优点。第二个原因是滤波器所用的中心频率会伴随着时间与环境温度的变化产生一定程度的漂移情况，第三个原因则是现实使用当中还存在着调试等等许多其他问题，而我们如果利用DSP类芯片中的TMS320F28027芯片来设计制造频谱仪则可以较为良好的规避以上的问题，使频谱分析仪达到较好的性能状态。产生这种性能大幅提升的情况，主要是因为这样的频谱分析仪大部分是基于软件来计算频率组成成分的，可以很好地避免硬件出现的各种问题。^[10]

DSP芯片即数字信号处理器，是一种适合于进行数字信号处理运算的微型处理器，它主要应用的是即时迅速地实现各种数字信号相应的处理算法。TMS320F28207芯片是一种典型的DSP芯片。它采用高效32位中央处理单元，使用3.3v的电源驱动，拥有多达22个复用通用输入输出(GPIO)引脚以及三32位CPU定时器等诸多优点。采用这一芯片可以更好的来设计制造频谱分析仪。^[15]

基于TMS320F28027芯片所设计的频谱分析仪，也可以很好地实现键盘输入和显示屏输出。

3. 原理及实现

设计此频谱分析仪所采用的是4x4矩阵键盘，其引脚为8根，键值的获取是采用键盘行列扫描的方法来实现的。所谓行列扫描法是指把键盘按键排列成n行m列的n*m行列点阵，把行、列线分别连接到两个并行接口双向传送的连接线上，如果点阵上的键一旦被按动，该键所在的行列点阵信号就被认为已接通。按键所排列成的矩阵，需要用硬件或软件的方法轮转顺序地对其行、列分别进行扫描，以查询和确认是否有键按动。如有键按动，键盘会向主机发送被按键所在的行列点阵的位置编码，这种现象叫做键扫描码。这样，通过硬件或软件的方法对键盘分别进行列扫描、行扫描，就可以确定按下键的所在位置，输出并获得扫描位置码，任何矩阵键盘只要通过增加键盘的列或行就可以实现增加按键的数目。比如16键的键盘排列成4行4列的行列点阵，当按键数量平方增长时，I/O口线只是线性增长，这样就可以节省I/O口线。

液晶显示器由于具有功耗低，外形尺寸小，价格低，驱动电压低等特点以及其优越的字符和图形的显示功能。在高档智能仪器的使用中是首选输出设备。这次频谱分析仪设计所采用的输出设备是2.8寸的LCD液晶屏。型号为DMTFT-28，分辨率为240*320，驱动芯片为ILI9320，接口类型为并口8位，兼容12864接口。显示管脚为GND、VCC、NC、RS、RW、RD、D0-D7、CS、RST、LE、NC、NC、NC。TMS320F28027芯片连接LCD液晶屏的连接方式有如下三种：方式一：并口方式传输。优势：传输速度较快。弊端：占用大量DSP的GPIO端口；方式二：DSP串口方式输出，LCD并口方式输入。并采用移位寄存器实现串并转换。优势：可以使用DSP自带的SPI进行数据通信，较为便利。弊端：需要外加芯片实现串并转换；方式三：串口传输。优势：可以用DSP自带的SPI进行数据通信，较为方便。弊端：传输速度较慢。鉴于LCD屏工作速度较慢，一般采取第三种方式实现液晶屏与芯片的通信。