基于dsp的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)設(shè)計(jì)(編輯修改稿)
2024-07-24 17:14 本頁面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 第一級(jí)采樣完畢時(shí)，時(shí)鐘發(fā)生翻轉(zhuǎn)，第一級(jí)進(jìn)入保持狀態(tài)而第二級(jí)開始采樣工作。時(shí)鐘結(jié)構(gòu)如圖：第一級(jí)第二級(jí)clkClk時(shí)鐘 MAX1200的分級(jí)時(shí)鐘在第二級(jí)進(jìn)入保持狀態(tài)第三級(jí)開始對(duì)第二級(jí)放大差值電壓信號(hào)量化時(shí)，處于采樣狀態(tài)的第一級(jí)或者停止工作，或者對(duì)下一個(gè)信號(hào)進(jìn)行采樣,可以看出在一個(gè)時(shí)鐘周期內(nèi)，整條流水線可以完成一次轉(zhuǎn)換。經(jīng)過這樣的各級(jí)處理后，最終把經(jīng)過每一級(jí)轉(zhuǎn)換后的信號(hào)并行輸出就得到高精度的數(shù)字信號(hào)，在并行輸出時(shí)流水線前幾級(jí)要長(zhǎng)短不同的延時(shí)以達(dá)到各級(jí)同時(shí)刻輸出。 MAX1200與TMS320F240的連接MAX1200模數(shù)轉(zhuǎn)換器對(duì)視頻信號(hào)進(jìn)行采集轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)后需要送到TMS320F240中進(jìn)行濾波等前端處理，MAX1200與TMS320F240的接口電路如圖：TMS320F240與MAX1200的連接電路MAX1200采用+5v單端模擬電源供電，其電壓的穩(wěn)定值上下起伏不能超過5%，其D0到D7輸出數(shù)據(jù)的低八位引腳和D8到D15輸送數(shù)據(jù)的高八位引腳分別于TMS320F240的D0到D15數(shù)字信號(hào)輸入通道引腳相連，由于不需要再用TMS320F240進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換，所以它的ADC0到ADC15模擬輸入通道引腳全部閑置。MAX1200的數(shù)據(jù)有效時(shí)鐘引腳連接到TMS320F240的可屏蔽中斷引腳信號(hào)輸入INT1上。MAX1200的ST_CAL自校準(zhǔn)觸發(fā)數(shù)字輸入端與TMS320F240的IO2端口相連，當(dāng)IO2端口發(fā)送有效信號(hào)時(shí)，STCAL=1，MAX1200開始自校準(zhǔn)。校準(zhǔn)結(jié)束時(shí)，MAX1200的校準(zhǔn)結(jié)束標(biāo)志位ENDCAL輸送有效信號(hào)1到MAX320F240的IO3 space端口，以告訴dsp，MAX1200已完成校準(zhǔn)開始進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換任務(wù)，dsp做出相應(yīng)的應(yīng)答準(zhǔn)備接受數(shù)字信號(hào)。其它OE為輸出時(shí)能端，OE=1時(shí)D0D15處于接通狀態(tài)輸出信號(hào)。 DSP核心模塊 TMS320F240芯片TMS320F240為TI公司的集成度高，功能強(qiáng)大的定點(diǎn)式數(shù)字信號(hào)處理芯片，采用加強(qiáng)型的哈佛結(jié)構(gòu)，具有非?？斓倪\(yùn)算速度，適合于應(yīng)用到高速的數(shù)字信號(hào)處理系統(tǒng)中。TMS320F240 包括CPU內(nèi)核、PLL時(shí)鐘、ADC轉(zhuǎn)換模塊、SCI（串行通信接口）模塊、SARAM（單端口）存儲(chǔ)器模塊、SPI（串行外部設(shè)備接口）模塊、CAN（控制器區(qū)域網(wǎng)）模塊、WD（看門狗定時(shí)器）模塊、FLASH EEROM（flash存儲(chǔ)器）模塊、外部存儲(chǔ)器接口模塊、數(shù)字I/O空間模塊、JTAG測(cè)試端口模塊、事件管理器EVA和時(shí)間管理器EVB模塊。 TMS320F240內(nèi)核TMS320F240內(nèi)核包括1個(gè)CALU（中央算術(shù)邏輯單元）、兩個(gè)ACC（累加器）、ISCALE(輸入數(shù)據(jù)定標(biāo)移位器)、PSCALE（乘積定標(biāo)寄存器）、OSCALE(輸出數(shù)據(jù)定標(biāo)寄存器)、PREG（乘積定標(biāo)移位器）、IMR(中斷屏蔽寄存器)、IFR（中斷標(biāo)志寄存器）、多個(gè)MUX(復(fù)用器)等，其主要內(nèi)部存儲(chǔ)器包括3個(gè)總計(jì)為544字的DARAM(雙端口存儲(chǔ)器)B0、BB2等。 FLASH/ROM存儲(chǔ)模塊 該存儲(chǔ)模塊共有32K字用來提供永久的程序存儲(chǔ)空間，該存儲(chǔ)模塊也叫EEPROM，即電可擦除可編程只讀存儲(chǔ)器，它可對(duì)程序進(jìn)行擦除寫入，因此可以多次進(jìn)行不同用途的使用。它的外部引腳接口如圖：Flash/Rom存儲(chǔ)器TP1 TP2VCCP FLASH/ROM存儲(chǔ)器引腳VCCP為第58號(hào)電壓輸入引腳，在FLASH存儲(chǔ)器進(jìn)行編程或?qū)懭氤绦驎r(shí)，它的電壓值為5V。TP1和TP2分別為第60、63號(hào)陣列測(cè)試引腳，DSP正常工作時(shí)處于閑置狀態(tài)。 I/O空間模塊該模塊負(fù)責(zé)與外部設(shè)備或存儲(chǔ)器進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，例如與外部設(shè)備通信，在電機(jī)的數(shù)據(jù)采集和控制系統(tǒng)中該端口可以向繼電器發(fā)送控制信號(hào)并對(duì)繼電器進(jìn)行切斷和聯(lián)通控制。該部分的外部引腳圖如下：I/O空間模塊Port A(07) IOPA(07)Port B(07) IOPB(07)Port C(07) IOPC(07)Port D(0) IOPD(0)Port E(07) IOPE(07)Port F(07) IOPF(07) I/O空間引腳該模塊引腳與其他引腳共享，其中226號(hào)IOPA0、 IOPA1引腳與SCI引腳復(fù)用，23號(hào) IOPA2引腳與XINT引腳復(fù)用，879 號(hào)IOPAIOPA4引腳與CAP和QEP引腳復(fù)用，75 號(hào)IOPA5引腳與CAP引腳復(fù)用，554 號(hào)IOPAIOPA7引腳與PWM引腳復(fù)用；54440號(hào) IOPB(0、3)引腳與PWM引腳復(fù)用，118 號(hào)IOPBIOPB5引腳與TPWM和TCMP復(fù)用，137 號(hào)IOPBIOPB7引腳分別與TDLIA、TCLKIN復(fù)用；19號(hào)IOPC0引腳與W/R復(fù)用，119號(hào)IOPC1與BIO復(fù)用，32號(hào)IOPCIOPC3引腳與SPISIM引腳復(fù)用，35號(hào)IOPC4與STICLK復(fù)用，33號(hào)IOPC5引腳與SPISTL復(fù)用，770號(hào)IOPCIOPC7引腳與CAN輸出輸入復(fù)用；73號(hào)IOPD0引腳與CLKOUT復(fù)用；6655438號(hào)IOPE(6)引腳與PWM復(fù)用，88號(hào)IOPE7引腳與CAP和QEP復(fù)用；81號(hào)IOPF0引腳與CAP和QEP復(fù)用，69號(hào)IOPF1引腳與CAP復(fù)用，6號(hào)IOPFIOPF3引腳與TCMP和TPWM復(fù)用，2號(hào)IOPF4引腳與TDIRB復(fù)用，126號(hào)IOPF5與TCLKIN復(fù)用，131號(hào)IOPF6引腳專用。當(dāng)外部存儲(chǔ)器訪問I/O空間時(shí),IS、DS、PS都處于低電平有效狀態(tài)。 外部存儲(chǔ)器接口模塊該模塊包括64K字程序存儲(chǔ)空間，64K字?jǐn)?shù)據(jù)存儲(chǔ)空間和64K字的I/O空間，但是該接口模塊可以與外部存儲(chǔ)器芯片連接以擴(kuò)展芯片的外部存儲(chǔ)空間，它的引腳圖如下：64x3Kx16位外部存儲(chǔ)器接口D0D15A0A15R/WPS DS ISRDSTRBREADYWEVIS OEENA 144W/R/IOPC0 外部存儲(chǔ)器接口引腳DSP的80、7776665554443331號(hào)引腳分別為該模塊A0A15 16位地址總線的弟n（n=015）位引腳；DSP的第12113131313141112227號(hào)引腳分別為該模塊D0D15 16位數(shù)據(jù)總線的第n（n=015）位引腳；當(dāng)PS(程序空間選通)和STRB外部存儲(chǔ)器訪問選通處于低電平有效時(shí)，DSP才開始訪問外部存儲(chǔ)器。 PLL時(shí)鐘模塊該模塊可以為內(nèi)部個(gè)器件提供時(shí)鐘，而且還可以為外部其他電路輸出時(shí)鐘。但該模塊由于沒有晶振或諧振器不能自己產(chǎn)生基準(zhǔn)時(shí)鐘，必須通過外部提供的較低頻率時(shí)鐘合成為片內(nèi)時(shí)鐘，通常接入外部晶振或陶瓷諧振器來提供片內(nèi)時(shí)鐘頻率，也可以用外部的時(shí)鐘源器
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