【正文】 電源指示燈 LED，在 +5V 電源輸入時(shí)二極管 LED 將發(fā)光 [1819]。 如圖 34 DSP 的電源供電電路。 10． 排序器可工作在“啟動(dòng) /停止”模式，允許多個(gè)按時(shí)間排序的觸發(fā)源同步轉(zhuǎn)換。 3}。 5． 快速轉(zhuǎn)換時(shí)間， ADC 時(shí)鐘可以配置為 25MHZ，最高采樣帶寬為 。 ADC 模塊主要包括以下特點(diǎn)： 1． 12 位模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊 ADC。 F2812 的ADC 模塊的功能框圖如圖 32 所示。 當(dāng) ADS8364 采用 5MHz 的外部時(shí)鐘來控制轉(zhuǎn)換時(shí)，它的采樣率是250KHz，同時(shí)對(duì)應(yīng)于 4us 的最大吞吐率，這樣采樣和轉(zhuǎn)換公需花費(fèi) 20 個(gè)時(shí)鐘周期，另外，當(dāng)外部時(shí)鐘采用 5Mhz 時(shí)， ADS8364 的轉(zhuǎn)換時(shí)間是 ，對(duì)應(yīng)的采樣時(shí)間是 。當(dāng) ADS8364 的 /HOLDX（ X 為 A、 B 或 C）保 持至少 20ms 的低電平時(shí)，轉(zhuǎn)換開始。 ADS8364 的 6 個(gè)模擬輸入分為三組（ A、 B 和C），每個(gè)輸入端都有一個(gè) ADC 保持信號(hào)來保證幾個(gè)通道能同時(shí)進(jìn)行采樣和轉(zhuǎn)換 [21]。 EA0~EA2 用來控制ADS8364 的 A0~A2，而 EA15 則用來通過反相器發(fā)送片選信號(hào)。下面我們分別介紹兩種方案?？紤]xx 大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 11 到系統(tǒng)的低功耗以及 F2812 芯片的 CPU 核和 I/O 外設(shè)上 電順序的不同，本文選用了 TI 公司的芯片 TPS75733[18]和 TPS76801[19]作為整個(gè)系統(tǒng)的供電電源，將電路板外接的 +5V 轉(zhuǎn)換成 + 和 、 +12V 和 +5V 由外電源提供，這里選用開關(guān)電源。 綜合系統(tǒng)需求和上述要點(diǎn)，數(shù)據(jù)緩沖采用 ISSI 公司 16M 大容量 RAM 器件IS61LV51216[17]。存儲(chǔ)器的速度是用存儲(chǔ)器訪問時(shí)間來衡量的，訪問時(shí)間就是指存儲(chǔ)器接收到穩(wěn)定的地址出入到操作完成的時(shí)間，比如在讀出時(shí)，存儲(chǔ)器往數(shù)據(jù)總線上輸出數(shù)據(jù)就是操作結(jié)束的標(biāo)志。但這種 ROM 是無用的，所以DSP 處理系統(tǒng)中除了 DSP 芯片以外，另外不可缺少的器件就是存儲(chǔ)器。該芯片有 2 種接口方式，設(shè)計(jì)時(shí)采用的是 Slave FIFO 方式，外部控制器（ F2812）可以向?qū)ζ胀‵IFO 一樣對(duì) FX2 的多層緩沖 FIFO 進(jìn)行讀寫。這款芯片遵從 規(guī)范，在芯片上集成 USB 收發(fā)器（ USB Transceiver），串行接口引擎（ Serial Interface Engine， SIE）， CPU（增強(qiáng)型 8051微控制器）和一個(gè)通用可編程 GPIF 接口（ General Programmable Interface，GPIF） [13]。兩種方法各有利弊：前者投資小，可利用普通單片機(jī)開發(fā)系統(tǒng)開發(fā)外設(shè)應(yīng)用程序，其優(yōu)點(diǎn)是開發(fā)者熟悉這些通用微控制器的結(jié)構(gòu)和指令集，相關(guān)資料豐富，易于進(jìn)行開發(fā)。Play）等優(yōu)點(diǎn)，已逐漸成為現(xiàn)代數(shù)據(jù)傳輸?shù)陌l(fā)展趨勢(shì) [5][12]。若 F2812 芯片自帶的 ADC 模塊無法達(dá)到系統(tǒng)所要求的精度，則要采用外擴(kuò)模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片的方案，而本系統(tǒng)對(duì)采樣精度要求達(dá)到 8位即可， F2812 芯片能夠滿足系統(tǒng)要求，在第三章第一節(jié)有詳細(xì)的介紹。模數(shù)轉(zhuǎn)換單元的模擬電路包括前向模擬多路復(fù)用開關(guān) (MUXs)、采樣 /保持 (S/H)電路、變換內(nèi)核、電壓參考以及其他模擬輔助電路。另外 F2812 芯片采用典型的哈佛結(jié)構(gòu)，片內(nèi)有六條獨(dú)立、并行的數(shù)據(jù)和地址總線，極大地提高了系統(tǒng)的數(shù)據(jù)吞吐能力；同時(shí)精的指令系統(tǒng)、八級(jí)流水線的操作方式和 的指令周期使得系統(tǒng)的運(yùn)行速度特別快；系統(tǒng)采用高性能靜態(tài)CMOS 技術(shù)，功耗非常低。 4． 豐富的片內(nèi)外設(shè)： ? 倆個(gè)事件管理器 EVA 和 EVB，每個(gè)事件管理器模塊包括定時(shí)器、比較器、捕捉單元、 PWM 邏 輯電路、正交編碼脈沖電路以及中斷邏輯電路等； ? 一個(gè)模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊 ADC（ AnalogtoDignal Converter）； ? 3 個(gè) 32 位的 CPU 定時(shí)器； 2 個(gè)異步串行通信接口 SCI（ Serial Communications Interface）； ? 一個(gè)高速同步串行口 SPI（ Serial Peripheral Interface）； ? 最高通信速率可達(dá)到 1Mbps 的增強(qiáng)型 CAN 接口（ Enhanced Controller Area Network）； ? 多通道緩沖串行接口 McBSP（ Multichannel Buffered Serial Port）； xx 大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 8 ? 56 個(gè)通用目的數(shù)字量 I/O 即 GPIO 模塊； ? 一個(gè) 標(biāo)準(zhǔn) JTAG 接口 (仿真接口 )； 5． 三個(gè)外部中斷，可擴(kuò)展的外設(shè)中斷模塊支持 45 個(gè)外設(shè)中斷源。器件上集成了多種先進(jìn)的外設(shè)，代碼和指令與 F24x 系列數(shù)字信號(hào)的處理器完全兼容。隨著微電子技術(shù)的發(fā)展以近 RISC 設(shè)計(jì)思想在DSP 芯片設(shè)計(jì)和生產(chǎn)中的全面體現(xiàn)，工作頻率將繼續(xù)提高，指令周期進(jìn)一步縮短。而 DSP 器件配有獨(dú)立的乘法器和加法器，單個(gè)周期可以完成相乘、累加倆個(gè)運(yùn)算，大大提高了運(yùn)算效率。在執(zhí)行本條指令的同時(shí)，下面的指令已依次完成取操作數(shù)、解碼、去指令操作，從而在不提高時(shí)鐘頻率的條件下減少了每條指令的執(zhí)行時(shí)間。而 DSP 內(nèi)部采用的哈佛（ Harvard）結(jié)構(gòu)，它在片內(nèi)至少有四套總線；程序地址總線、程序數(shù)據(jù)總線、數(shù)據(jù) 的地址總線和數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)總線。隨著信息技術(shù)的不斷發(fā)展 DSP 必將得到更加廣泛的應(yīng)用。與目前普遍采用的單片機(jī)相比，DSP 具有較高的集成度并具有更快的運(yùn)行速度， DSP 器件比 16 位單片機(jī)單指令執(zhí)行時(shí)間快 8~10 倍，在乘法處理上， DSP 的優(yōu)勢(shì)更為明顯，完成一次乘累加運(yùn)算快 16~30 倍。 系統(tǒng)的器件選型 本系統(tǒng) 設(shè)計(jì)的目的在于開發(fā)體積小、成本低的采集處理系統(tǒng)。 根據(jù)系統(tǒng)各部分的功能的不同，可將系統(tǒng)分為輸入信號(hào)調(diào)理模塊、數(shù)字信號(hào)處理模塊和 USB 模塊。這是一款 32 位 DSP 芯片，它的體系結(jié)構(gòu)是專為實(shí)時(shí)控制及實(shí)時(shí)信號(hào)處理而設(shè)計(jì)，其所配置的 片內(nèi)外設(shè)為本系統(tǒng)提供了一個(gè)理想的解決方案。 xx 大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 5 第 2章 系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)方案 采集處理系統(tǒng)分析 本 數(shù)據(jù)采集處理系統(tǒng)采用內(nèi)部有模數(shù)轉(zhuǎn)換起的 DSP 作為主處理器，這是一種結(jié)構(gòu)簡單、功能強(qiáng)大、經(jīng)濟(jì)實(shí)用的多通道高速數(shù)據(jù)采集處理 系統(tǒng)，不僅具有數(shù)據(jù)采集與傳輸功能，同時(shí)具有運(yùn)動(dòng)控制功能。 論文的 章節(jié)安排 本論文共分為 四 章，各章的內(nèi)容安排如下： 第一章概述了課題“基于 DSP 的數(shù)據(jù)采集處理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)”的提出和意義，并對(duì)所要研究的內(nèi)容進(jìn)行了總結(jié)。本文的研 究主要包括以下幾個(gè)方面： 1． 對(duì) DSP 技術(shù)進(jìn)行廣泛的學(xué)習(xí)和研究，了解各系列的 DSP 的結(jié)構(gòu)及用途，根據(jù)課題需要選擇高性價(jià)比的主處理器，本課題選擇 TI 公司的TMS320F2812 作為主處理器，熟悉該款數(shù)字處理器的結(jié)構(gòu)、外設(shè)及各個(gè)模塊的功能和各個(gè)寄存器的作用及構(gòu)造。當(dāng)然， DSP 系統(tǒng)的開發(fā)，特別是軟件開發(fā)是一個(gè)需要反復(fù)進(jìn)行 的過程，雖然通過算法模擬基本上可以知道實(shí)時(shí)系統(tǒng)的性能，但實(shí)際上模擬環(huán)境不可能做到與實(shí)時(shí)系統(tǒng)環(huán)境完全一致，而且將模擬算法移植到實(shí)時(shí)系統(tǒng)時(shí)必須考慮算法是否能夠?qū)崟r(shí)運(yùn)行的問題。 圖 12 DSP 系統(tǒng)的設(shè)計(jì)流程 一個(gè)數(shù)字信號(hào)處理系統(tǒng)是電子技術(shù)、信號(hào)處理技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)相結(jié)合的抗混疊濾 波 輸入 A/D DSP 芯片 D/A 平滑 輸出 輸出 xx 大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 3 產(chǎn)物，系統(tǒng)設(shè)計(jì)通常分為信號(hào)處理部分和非信號(hào)處理部分。根據(jù)耐奎斯抽樣定理，為保持信息不丟失，抽樣頻率必須至少輸入帶限信號(hào)最高頻率的 2 倍。 USB 接 口 支 持 （ 低 速 ）、 12MB/S( 全速 ) 和高達(dá)480MB/S( 規(guī)范 )的數(shù)據(jù)傳輸速率，扣除用于總線狀態(tài)、控制和錯(cuò)誤監(jiān)測(cè)xx 大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 2 等數(shù)據(jù)傳輸， USB 的最大理論傳輸速率仍達(dá) ，遠(yuǎn)高于一般的串行總線接口?，F(xiàn)在生產(chǎn)的 PC幾乎都配備了 USB 接口， Microsoft 的 Window9 NT 以及 Linux、 FreeBSD 等流行操作都增加了對(duì) USB 的支持。由于 DSP 具有豐富的硬件資源，改進(jìn)的并行結(jié)構(gòu)、告訴數(shù)據(jù)處 理能力和強(qiáng)大的指令系統(tǒng)，它已經(jīng)成為世界半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)中緊隨微處理器與微控制器之后的又一個(gè)熱點(diǎn)，在通信、航空、航天、國防、工業(yè)控制、網(wǎng)絡(luò)及家用電器領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。 數(shù)據(jù)采集是獲取信息的基本手段，數(shù)據(jù)采集技術(shù)作為信息科學(xué)的一個(gè)重要分支，與傳感器、信號(hào)測(cè)量與處理、微型計(jì)算機(jī)等技術(shù)為基礎(chǔ)而形成的一門綜合應(yīng)用技術(shù)，它研究數(shù)據(jù)的采集、存儲(chǔ)、處理及控制等作業(yè)，具有很強(qiáng)的實(shí)用性。 關(guān)鍵詞 數(shù)字信號(hào)處理器 ； 數(shù)據(jù)采集 ； USB xx 大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 II The Design of Data Acquisition System Based on DSP Abstract With the rapid development of puter and information technology, Digital signal processing technology has been more and mole important in highspeed and realtime is widely used in graph and image processing, voice identification,intelligent checking,industry control and other lot of reatimedata acquisition and processing systems choose DSP(Difital Signal Processor)as hiscore processor,which ask for dealing with the collecting image data this paper,we proposed a highspeed data collection system based on the digital signal solved a lor of technology problems and difficulties in the system design and implement way of all kinds of function units is also introduced and analyzed in this paper. The data acquisition and processing system pletes acquisition and processing to the analog signals and control of the machine using the chip of this chip has abundant of peripheral,we can have a simple circuit architecture,a lowcost and a short development time by using choose USB(Universal Serial Bus) as the munication interface of DSP and the puter which can fulfill up datatransfer and the control to acquisitioned and processed data is transferred to PC through the USB and dealed with by the top software. According to the system’s need,we choose the analog to digital unit inside DSP asthe system’s through the pare of two design themes,which is proved to meet theneed of the system totally through the results of methods are also bringedforward to improve to the precision of the internal A/D converter and remove theelectric ,we use simultaneous sampling mode and cascadedsequencer mode to improve the acquisition and convert speed. As for the order of electrifying for core professorTMS320F2812,it’s CPU is electrified earlier than the I/O peripherals which is different from at thisproblem,a power supply design method has been brought forward,which