【正文】 .......................................................... 12 采用 F2812 自帶的 ADC 模塊 ............................................................... 13 DSP 的外圍電路設計 ...................................................................................... 15 電源電路 .................................................................................................. 15 時鐘電路 .................................................................................................. 16 復位電路 .................................................................................................. 18 JTAG 電路設計 ........................................................................................ 19 F2812 與存儲器的接口設計 ........................................................................... 20 F2812 存儲資源分配情況 ........................................................................ 20 外擴存儲器接口設計 .............................................................................. 22 F2812 與 68013 的接口設計 ........................................................................... 23 本章小結 ......................................................................................................... 24 第 4 章 系統(tǒng)的軟件設計 .......................................................................................... 25 系統(tǒng)的開發(fā)環(huán)境 ............................................................................................. 25 CCS 開發(fā)環(huán)境 .......................................................................................... 25 USB 的固件開發(fā)環(huán)境 .............................................................................. 26 DSP 部分的軟件設計 ...................................................................................... 26 xx 大學學士學位論文 IV 系統(tǒng)的初始化程序設計 .......................................................................... 28 A/D 轉換部 分的軟件實現(xiàn) ....................................................................... 29 SCI 部分軟件設計 .................................................................................... 31 DSP 與 USB 通信部分的軟件控制程序 ................................................. 32 命 令文件的編寫及程序的優(yōu)化 .............................................................. 33 USB 部分的軟件設計 ..................................................................................... 35 本章小結 ......................................................................................................... 36 結論 ............................................................................................................................ 37 致謝 ............................................................................................................................ 38 參考文獻 .................................................................................................................... 39 附錄 A ........................................................................................................................ 41 附錄 B ........................................................................................................................ 45 xx 大學學士學位論文 1 第 1章 緒論 課題提出的背景和意義 隨著微電子技術、計算機技術和通信技術的迅猛發(fā)展，數(shù)字化已廣泛深入地應用于現(xiàn)代國防 ,現(xiàn)代科技和國民經濟的各個領域 .在社會活動和個人生活中都隨處可見。經過試驗結果檢驗， F2812 內部模數(shù)轉換器精度能滿足系統(tǒng)的要求，本文還提出了提高轉換精度、消除干擾的一些措施。xx 大學學士學位論文 I 基于 DSP 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的設計 摘要 隨著計算機和信息技術的飛速發(fā)展，數(shù)字信號處理已經成為高速實時處理的一項關鍵技術，廣泛應用在語音識別、智能檢測、工業(yè)控制等各個領域。 根據(jù)系統(tǒng)的結構與功能要求，經過兩種方案的比較，決定選用 DSP 芯片 自帶的 AD 模塊作為系統(tǒng)的模數(shù)轉換模塊。data acquisition。 DSP 芯片在 的高速 信號處理方面具有速度快、運算性能好等優(yōu)點，內部采用改進的哈佛結構，使得微處理器 的并行處理能力大大增強 [24]。 DSP 系統(tǒng)的構成及設計過程 DSP 是 一種具有特殊結構的嵌入式微處理器，為了達到快速數(shù)字信號處理的目的， DSP 芯片一般具有哈佛結構的并行總縣體系、流水線操作功能、快速的中斷處理和硬件 I/O 支持、低開銷循環(huán)及跳轉的硬件支持、單周期硬件地址產生器、單周期硬件乘法器以 及一套適合數(shù)字信號處理的指令集。信號處理部分包括系統(tǒng)的輸入和輸出、數(shù)據(jù)的處理、各種算法的實現(xiàn)、數(shù)據(jù)顯示和傳輸?shù)?，非信號處理部分則包括電源、結構、可靠性和可維護性等。 2． 了解通用串行借口（ USB）的工作原理及通信協(xié)議，選擇合適的 USB接口芯片，本文選用了 CYPRESS 公司的 CY68013A，了解該芯片的功能構造及外設引腳，熟悉 USB 固件程序進行調試。它由機械運動、傳感器、數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)處理等幾個部分組成。期中輸入信號調理模塊主要是對被采集的模擬信號進行調理（ 如電平變換和濾波 ） ，以滿足數(shù)字電路對信號的要求；數(shù)字信號處理模傳感器 TMS320F2812 步進電機 電源 SRAM USB 上位機 信號調理 xx 大學學士學位論文 6 塊是對輸入的電信號進行采集和處理，主要由 DSP 和一些必要的 外設組成，DSP 負責數(shù)據(jù)采集及一些實時處理，同時要完成系統(tǒng)的邏輯和時序控制； USB模塊則將 DSP 處理完的結果傳送到上位機上去進行顯示、計算和分析。這一性能決定了 DSP 的應用領域主 要集中在較復雜的算法處理中，如：數(shù)字圖象處理、數(shù)字語音編碼等領域 ，而單片機則主要用于工業(yè)控制等對處理速度和處理性能要求較抵的環(huán)境 [7]。這中分離的程序和數(shù)據(jù)總線，可允許同時獲得來自成局存儲器的指令字和來自數(shù)據(jù)存儲器的操作數(shù)而互不干擾，這樣使得其可以同時對數(shù)據(jù)和程序進行尋址。 4． 快速的指令周期。 F28x 系列數(shù)字信號處理器提高了運算精度（ 32 位 ）和系統(tǒng)的處理能力（達到 150MIPS）下面列出 TMS320F2812 的主要特征： 1． 采用高性能靜態(tài) CMOS 技術，主頻達到 150MHZ（時鐘周期 ）， 核心低電壓設計。所以本系統(tǒng)選用 TMS320F2812 作為主處理器，如圖22 是這款芯片的功能框圖。 串型接口的選型 計算機 接口方面主要有以下幾種： PCI 總線、 ISA 總線、 RS232 串口、 USB串口等。目前，在國內應用較多的 USB 的控制器主要有 National Semiconductor 的 USBN9602 系列、 Philips的 PDIUSBD12 系列、 SCANLOGIC 的 SLUR 系列以及 Cypress 的 FZUSB 系列。該芯片是一種集成了 USB 協(xié)議的微處理器，它能自動對各種 USB 事件做出響應，以處理 USB 總線上的數(shù)據(jù)傳輸。存儲器的存儲速度必須要與 CPU 的速度匹配起來。 本章小結 本章從全局出發(fā)根據(jù)系統(tǒng)設計的要求，探討了基于 DSP的數(shù)據(jù)采集處理系統(tǒng)的總體設計方案，闡述了系統(tǒng)的基本結構和工作過程，并根據(jù)各個功能模塊特點對主要處理器芯片及外圍芯片的選型進行了分析。 ADS8364 是高速、低功耗、 6 通道同步采樣的 16 位模數(shù)轉換器。這個低電平可使各個通道的采樣保持放大器同時處于保持狀態(tài)，從而使每個通道同時開始準換。 兩個 8 通道模塊能夠自動排序，每個模塊可以通過多路選擇器（ MUX）選擇 8 通道中的任何一個通道。 xx 大學學士學位論文 14 圖 32 ADC 模塊功能框圖 6． 16 個輸入通道：在一次轉換任務中，自動排序功能提供多達 16 個自動轉換。 11． 在雙排序模式時， EVA 和 EVB 可以獨立的觸發(fā) SEQ1 和 SEQ2。 xx 大學學士學位論文 16 GND1/ E N2I N 13N24PG8F B / N C7O U T 26O U T 25T P S 7 6 80 11K7 .5 K1K3 .9 KL E D1 .8 VIN2/ E N1F B / P G5OUT4GND3T P S 7 5 73 30 .1 u F0 .1 u F 0 .1 u F4 .7 μ F1 0u F1 0u F5V3 .3 V 圖 34 DSP 的電源供電電路 在關于 F2812 供電設計中，有的設計者將電源芯片選用 TPS767D318[23]。 基于 PLL 的時鐘模塊提供了兩種操作模式，一種是晶振操作，該方式允許使用外部晶振給芯片提供時基；一種是外部震蕩器輸入到 X1/CLKIN 引腳 [11]。內部計數(shù)器把24MHz 的頻率分頻為內部 8051 需要的默認的 12MHz 的時鐘頻率。 XRS還是看門狗復位輸出管腳，當看門狗產生復位時， DSP 將該引腳驅動為低電平，看門狗產生復位期間，低電平將持續(xù) 512 個 XCLKIN 周期。 TI DSP 芯片提供上仿真支持，使 CCS 能控制程序的運行并實時監(jiān)視程序的活動。本系統(tǒng)使用的是 TMS320F2812 芯片，我們先介紹一下該芯片的資源分配狀況和地址空間分配圖，之 后，根據(jù)系統(tǒng)的要求，設計出外擴存儲器的配置方案。復位狀態(tài)下，堆棧指針指向 M1 模塊的起始位置。引導成功后，通過軟件使能內部的 ROM，以便可以訪問存放在 ROM 中的外