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基于DSP的高速数据采集系统的设计
[摘要] 本文在讨论了TMS320VC5409DSP芯片和ADS7805AD转换芯片的特点的基础上,设计了具有较高精度和速度的数据采集系统。并且给出了DSP芯片和AD转换芯片的接口原理图以及详细的串口初始化程序。此系统不仅可以实现高速的数据采集与处理,而且精度高,稳定性好。
[关键词] ADS7805TMS320VC5409数据采集
1 引言
数据采集是获取信息的基本手段,而随着科技的发展,对数据采集系统及仪器的许多技术指标都提出了更高的要求。要求不仅能稳定高速的进行高精度的数据采集与处理,而且还要有良好的人机界面以便能够对信号进行实时的分析与观测。DSP作为数字信号处理器以其高速、高精度的性能广泛应用于数据采集、图像处理等控制领域。本文设计的高速数据采集系统的主控制芯片即是采用TI公司提供的数字信号处理器(DSP)TMS320VC5409A-160芯片,A/D转换芯片选用的是AD公司推出的并行芯片ADS7805。这些集成度较高的芯片,很好的实现了高速度、高精度、灵活、稳定、通用等优点。
2 系统总体方案设计
本系统是一个高速信号采集处理系统,其硬件总体结构如图1所示。系统的工作流程为:
本数据采集处理系统通过USB接口接收PC机命令,进行数据采集与数据传输。当系统接收指令后,将被测信号经过AD调理为适合DSP系统的电压范围,经过AD转换器转化成为数字信号预先存储到片外的RAM中,再经DSP按照一定的算法进行前端的数字信号处理后,通过总线传给上位机,并在上位机上进行存储、显示和分析等。
3各单元模块的设计
从图1可以看出,在本设计中主要有A/D转换电路、DSP芯片、总线驱动器、FLASH存储器及SDRAM、逻辑控制单元和电源等组成。下面介绍主要单元模块的设计。
3.1DSP基本系统的设计
本设计采用的是TMS320VC5409A-160芯片。这是TI公司的一款高性能、低功耗、高性价比的32位定点DSP芯片。该芯片采用CMOS技术,供电电压为3.3 V,内核电压1.6V,兼容TMS320C54X系列芯片指令系统,最高可在160MHz主频下工作,具有16kBytes的缓存和17 bit×17 bit双乘法器,并带有32 k×16 bit的