【正文】 ................................... 10 復(fù)位電路 ...................................................... 11 向前通道測量電路 .............................................. 11 傳感器的選擇 .......................................... 12 放大倍數(shù)的確定 ........................................ 12 模數(shù)轉(zhuǎn)換器 ............................................ 13 存儲器接口 .................................................... 14 電源電路 ...................................................... 17 顯示器接口電路 ................................................ 17 打印機接口電路 ................................................ 19 熱電偶冷端補償電路 ............................................ 20 第 4章 系統(tǒng)的軟件設(shè)計 .............................................. 21 采樣部分程序設(shè)計 .............................................. 22 顯示程序設(shè)計 .................................................. 23 熱電偶冷端補償測溫程序 ........................................ 24 軟件編寫采用的語言 ............................................ 25 第 5章 系統(tǒng)的抗干擾設(shè)計 ............................................ 27 長春工業(yè)大學(xué)人文信息學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） V 硬件抗干擾設(shè)計 ................................................ 27 軟件抗干擾設(shè)計 ................................................ 28 干擾對測控系統(tǒng)造成的后果 .............................. 29 軟件抗干擾對策 .......................................... 30 總 結(jié) .............................................................. 32 致 謝 .............................................................. 33 參考文獻 ............................................................ 34 附錄 1：原理圖 ...................................................... 36 附錄 2： AD 轉(zhuǎn)換子程序 ................................................ 37 附錄 3：顯示子程序 .................................................. 38 附錄 :4：熱電偶冷端溫度補償測溫子程序 ................................ 40 附錄 :5： FFT 算法子程序 .............................................. 43 長春工業(yè)大學(xué)人文信息學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 1 第 1 章 概 述 設(shè)計目的 1 通過程序設(shè)計更加了解了對 DSP 軟件相關(guān)知識的學(xué)習(xí)與應(yīng)用 2 學(xué)習(xí)了編程語言并且能熟練掌握有關(guān)內(nèi)容和應(yīng)用 3 能夠把 DSP 和電路相結(jié)合分析 溫度測量技術(shù)的現(xiàn)狀和展望 科學(xué)技術(shù)的發(fā)展已經(jīng)與測量技術(shù)的發(fā)展緊密聯(lián)系在了一起，科學(xué)技術(shù)為測量技術(shù)提供更多選擇條件，溫度測量是工業(yè)、農(nóng)業(yè)、國防和科研等部門常用的測量項目。接著在介紹了 DSP 芯片的發(fā)展與應(yīng)用領(lǐng)域、 DSP 芯片的主要結(jié)構(gòu)特點及分類的基礎(chǔ)上，針對高速測溫儀系統(tǒng)的特點進行 DSP 芯片的選型，并對所選芯片 — TMS320F240 的結(jié)構(gòu)和特征進行了詳細說明。然后詳細說明了測溫儀所要實現(xiàn)的功能，在測溫儀所要實現(xiàn)的功能的基礎(chǔ)上對測溫儀各部分硬件進行了設(shè)計與優(yōu)化。它在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和現(xiàn)代科學(xué)研究及技術(shù)開發(fā)過程中也是一個非常重要的測量參數(shù)。電容、熱電動勢、磁性能、頻率、光學(xué)特性及熱噪音等等。 DSP 芯片的發(fā)展 數(shù)字信號處理器（ Digital Signal Processing,簡稱 DSP）是一門應(yīng)用科學(xué)又應(yīng)用在各種領(lǐng)域的新興科學(xué)。 TMS320 系列 DSP 產(chǎn)品發(fā)展以三個平臺為基本的。 C3X 是 TMS320 系列 32 位 浮點，具有高度并行性， C3X 的 DMA 控制器有自己的數(shù)據(jù)總線，可與 CPU 并行工作。由于應(yīng)用系統(tǒng)應(yīng)用場合、應(yīng)用目的不同對選擇的 DSP 芯片也不 同。不同 DSP 芯片的硬件資源也不同，如片內(nèi) ROM、RAM 數(shù)量，外部可擴展總線接口， I/O 接口，程序和數(shù)據(jù)空間等。當(dāng) DSP 系統(tǒng)要求是工業(yè)級或軍用級標(biāo)準(zhǔn)必須注意所選芯片有沒有工業(yè)級或軍用級的同類產(chǎn)品。由于總線之操作各自獨立，因此可同時進入程序及數(shù)據(jù)存儲器空間，而兩內(nèi)存間的數(shù)據(jù)亦可互相交換，使得其具有快速的運算速度，幾乎所有的指令皆可在 50ns 周期時間內(nèi)執(zhí)行完畢，內(nèi)部的程控以管線式的方式操作 (Pipeline operation)，且使用內(nèi)存映像的方式，使其整體的效能可達到 20MIPS，因此非常適用于實時運轉(zhuǎn)控制，而對于速度較慢的外圍亦提供了waitstates 的功能。 溫度傳感器選擇 溫度傳感器： 利用物質(zhì)各種物理性質(zhì)隨溫度變化的規(guī)律把溫度轉(zhuǎn)換為電量的 傳感器 。 與熱電偶、熱電阻等常規(guī)溫度傳感器相比，紅外溫度計具有測溫范圍寬、壽命長、性 能可靠、反應(yīng)極快和非接觸性等諸多優(yōu)點。 ℃ 。它根據(jù) 控制器 指定的位置存入和取出信息。另一種是利用 DSP 芯片內(nèi)部提供的晶振電路，把一晶體連接在 TMS320F240 芯片的 XTAL 1 和 XTAL2 之間可啟動內(nèi)部振蕩器，如圖 31 所示。在實際的 DSP 應(yīng)用系統(tǒng)特別是產(chǎn)品化的 DSP系統(tǒng)，可靠性是一個不容忽視的問題。而在高速測溫時，由于硬件濾波器的響應(yīng)速度慢，因此不能在前向通道中采取硬件濾波，但可以將數(shù)據(jù)存儲后通過軟件濾波來處理。放大器 LM358 采用單極性輸入時的飽和輸出電壓為 . 故放大倍數(shù)為3830/=92。 。ADCINO, ADCIN 1, ADCIN8 和 ADCIN9 還具有數(shù)字 1/O 的第二功能。新寫入的位值先進入未激活寄存器而不是激活寄存器，一旦轉(zhuǎn)變完成后新位的設(shè)置立即從未激活寄存器轉(zhuǎn)移到激活寄存器。 ADC 模塊提供的預(yù)標(biāo)定允許應(yīng)用過程中 DSP 時鐘變化時 ADC 模塊保持最優(yōu)化操作。在本實驗中采用兩片 128KX8靜態(tài)隨機讀 長春工業(yè)大學(xué)人文信息學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 15 取存儲器 TC55V8128BJ12構(gòu)成 16位 128K的擴展存儲器。 如果程序區(qū)采用外部的 RAM 時，應(yīng)將 DSP 芯片的 MP／ Mc置高，使芯片工作在微處理器方式。 F12AD412P1~220VVinGNDVoutU47815VinGNDVoutU67915T?TRANS4C?C?1000uFC?1000uF C?VinGNDVoutU47815C?C?C?+15V+5VGND15V 圖 37 電源電路 顯示器接口電路 在同一時刻只有一個顯示器通電，但是由于人眼的視覺暫留現(xiàn)象和發(fā)光二極管的余輝效應(yīng)，因此在人們看來，每個顯示器都在穩(wěn)定地顯示。發(fā)光二極管顯示器的成本較低，顯示的亮度較大。串行口靜態(tài)驅(qū)動方式的LED顯示邏輯如圖 38所示。該 打印機與 DSP 接口如圖 39 所示。 4）將溫度轉(zhuǎn)換成 12 位數(shù)字最長時間為 750ms。 系 統(tǒng) 初 始 化采 樣超 溫 ？存 儲濾 波 處 理擬 合 成 溫 度 值同 時顯 示兩 點溫 度顯 示某 點溫 度打印報警 圖 41 測溫系統(tǒng)總流程圖 長春工業(yè)大學(xué)人文信息學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 22 采樣部分程序設(shè)計 經(jīng)過放大器兩級把熱電偶采集得到的電壓放大后經(jīng)過濾波送人 DSP。程序見附錄二。采用這種方法一方面可以在 C程序中實現(xiàn)用 C語言無法實現(xiàn)的一些硬件控制功能，如修改中斷控制寄存器、中斷使能或無效、讀取狀態(tài)寄存器和中斷標(biāo)志寄存器等。由于這種方法保留了 C程序的結(jié)構(gòu)，如變量定義等，因此持續(xù)清晰，可讀性好； 長春工業(yè)大學(xué)人文信息學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 26 3）程序調(diào)試方便。 空 間 干 擾供 電 系 統(tǒng) 干 擾工 程 通 道 干 擾微機系統(tǒng) 圖 51 微機系統(tǒng)中的主要干擾渠道 任何電源及輸電線 路都存在內(nèi)阻，正是這些內(nèi)阻才引起了電源的噪聲干擾。 2）隔離變壓器 考慮到高頻噪聲通過變壓器主要不是靠初次級線圈的互感禍合，而是靠初、次級間的寄生電容禍合的，因此，隔離變壓器的初次級之間均采用屏蔽層隔離，減少其分布電容，以提高抗共模干擾的能力。它的明顯優(yōu)點是抗電網(wǎng)瞬變干擾能力強，很適宜于微機實時控制系統(tǒng)。要消除這種 串模干擾，從理論上說只要選取采樣周期等于工頻周期的整數(shù)倍，工頻干擾將在采樣周期內(nèi)自相抵消而不影響測量結(jié)果，使得工頻串模干擾抑制能力為無限大。程序及表格、常數(shù)皆存放在 FLASH 中，雖然避免了程序指令及表格、常數(shù)受干擾破壞，但片內(nèi) RAM、外部擴展 RAM 以及片內(nèi)各種特殊功能寄存器等狀態(tài)都有可能受到外來干擾而變化。采用軟件濾波對消除數(shù)據(jù)采集中的誤差可以獲得滿意的效果。由于多數(shù) DSP 芯片都能在一個指令周期內(nèi)完成一次乘法和一次加法，而且提供專門的FFT 指令 (如實現(xiàn) FFT 所必須的比特反轉(zhuǎn)等 )，使得 FFT 算法在 DSP 芯片上實現(xiàn)的速度更快。 由于 DSP 在高速測溫方面領(lǐng)域應(yīng)用還比較少，該儀器的研制將對計算機的發(fā)展有重大的意義。信息與管理工程版 , 20xx： 24(5)： P138P142 [2] 熊江 , 黃啟俊 , 李華民 , 戴峰 , 何民才 . 基于主從式雙處理器的光纖比色測溫儀硬件設(shè)計 . 測控技術(shù) , 20xx： 22(4)： P13P19 [3] 殷勇 , 鞏建鳴 , 涂善東 . 新型測溫技術(shù)探討．中國儀器儀表 , 20xx． 4 [4] 王紅萍 . 鉑電阻溫度傳感器研究 . 撫順石油學(xué)院學(xué)報 , 20xx： 23(2)： P58P60 [5] 王魁漢 , 李友 , 王柏忠 . 溫度測量技術(shù)的最新動態(tài)及特殊與實用測溫技術(shù) .自動化儀表 , 20xx： 22(8)： P1P5 [6] 劉迎暉 . 激光點火煤周圍 的溫度場 . 工程物理學(xué)報 , 1998 [7] 姜世昌 . 第 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