基于dsp的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)設計-資料下載頁
2025-06-27 17:14本頁面
【正文】 最高14位精度的所有類型模數(shù)轉換器(ADC)，無論是逐次逼近型還是集成式設計，而且其性能通常優(yōu)于標準獨立式基準電壓源。AD584J/K/L的額定工作溫度范圍為0176。C至+70176。C，AD584S/T則為55176。C至+125176。C。所有等級產品均采用密封八引腳TO99金屬帽殼封裝；AD584J/K還提供8引腳塑封DIP封裝。AD584芯片外部引腳該電源接入到系統(tǒng)中時，把產生5v電壓的2引腳接到TMS320F240的VCCA和VREFHI兩個引腳上。TMS320F240的參考電壓電路 TMS320F240時鐘TMS320F240的時鐘可以由板載振蕩器提供也可以由外部時鐘提供。使用外部時鐘提供能夠保證時鐘的穩(wěn)定性和精度。如果時鐘的精度不高，那么dsp的穩(wěn)定性差，信號的精度也會大大降低。所以該系統(tǒng)采用外部時鐘輸入，由無源晶振產生4MHz脈沖，通過PCB板上覆銅和串接LC濾波電路來抑制外界干擾，保證系統(tǒng)的穩(wěn)定工作。HC 49S外部無源晶振器TMS320F240外圍時鐘6接口電路設計 接口器件 MAX485收發(fā)器該系統(tǒng)與計算機通信的主干線為RS422/RS485型總線，雖然TMS320F240內部集成了串行通信模塊，并有專用的通信發(fā)送端引腳和通信接收端引腳，但它的信號傳輸采用的是TTL電平，無法直接接入該RS422/RS85總線網(wǎng)絡，因此需要通過收發(fā)器接入網(wǎng)絡。該系統(tǒng)采用MAXIM公司的MAX485收發(fā)器芯片完成RS485標準接口通信。MAX485芯片采用單5v電源供電，工作電流為120500uA，功耗很低。有驅動過載保護功能，其共模輸入電壓范圍為712v。RS485是多發(fā)送器的電路標準，對RS422的性能進行了擴展，它可以驅動多個接收器，以實現(xiàn)與多個從機的連接。MAX485引腳圖 MAX485的RO引腳為該收發(fā)器的輸出端連接到DSP的RXD，DI為驅動器的輸入端連接到dsp的TXD引腳，RE為接受使能端，低電平有效，DE為發(fā)送時能端，高電平有效。A、B端為接收、發(fā)送差分信號端，即當A引腳電平高于B時，發(fā)送的數(shù)據(jù)為高電平信號，當A引腳電平比B低時，發(fā)送的數(shù)據(jù)為低電平信號。 UT850接口轉換器由于MAX485芯片的電平與計算機的USB電平不同，而且計算機上沒有RS485接口，RS485/RS422總線也無法直接接計算機，所以MAX485要與計算機上的USB接口連接就必須采用USB轉RS485/RS422轉換器以實現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸。該系統(tǒng)采用UT850 USB轉RS485/RS422轉換器以實現(xiàn)計算機與RS485/RS422總線的連接。UT850是通用的USB接口轉換器，兼容USB、RS42RS485標準，無需外部電源供電，能夠將USB信號轉換為MAX485的A、B差分引腳可以接收的RS485/RS422型差分信號，這樣就能通過RS485/RS422總線傳輸后直接輸入到MAX485中。另外UT850還能實現(xiàn)PC到多點的可靠通信，一個UT850轉換器可與多達32個RS485/RS422接口設備相連接。，帶有電源指示燈和數(shù)據(jù)流量指示燈可指示故障情況。RS422點對多點四線全雙工通信 RS485點對多點兩線半雙工通信 接口電路連接 由于該系統(tǒng)只是實現(xiàn)dsp與計算機的單向通信，即只把電機溫度信號傳送給計算機，所以僅用一個MAX485芯片的驅動器輸入DI引腳與AMS320F240的通信模塊（SCI)的發(fā)送端SCITXD相連即可。MAX485的輸出的差分信號即為RS485/RS422傳輸總線的信號，所以MAX485的差分信號輸出A、B端口可直接接入總線，其接收器和驅動器輸出使能RE、DE都接高電平。RS485/RS422總線的末端通過USB轉RS485/RS422轉換器UT850接入計算機的USB端口以實現(xiàn)與計算機的通信。系統(tǒng)硬件連接圖MAX485TX+TXPC機UT850VccGNDABVccDIDERESCIRXDSCITXDTMS320F240RO 到現(xiàn)在為止這個基于TMS320F240采集電機溫度信號并傳送到上位機的系統(tǒng)硬件已經設計完成。該系統(tǒng)僅實現(xiàn)了信號采集最簡單的功能，在該系統(tǒng)的基礎上可以進行擴充實現(xiàn)更強大的功能。例如可以實現(xiàn)對電機轉速信號和溫度信號的同時采集，通過TMS320F240的分析處理后，可用OLED有機發(fā)光二極管顯示器顯示出來，如果發(fā)動機出現(xiàn)故障溫度過高或轉速不正常，則可通過TMS320F240并口驅動輸出語音信號到揚聲器報警，另外還可通過TMS320F240驅動控制功能對電機繼電器進行控制。7. 系統(tǒng)功能擴展及一般采集系統(tǒng)設計一般數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)設計都包括模擬量采集，A/D轉換，dsp處理等。通常dsp中有A/D轉換模塊，以上系統(tǒng)的設計就可以采用TMS320F240內部的A/D轉換。如果是高精度的數(shù)據(jù)采集例如高清視頻信號的采集，就需要高分辨率的A/D轉換，這時就要通過外部獨立的A/D轉換芯片來實現(xiàn)A/D轉換。就像計算機的主板或CPU上一般集成有顯卡，但是其性能比獨立顯卡低很多，如果需要高質量的圖像顯示還必須要用外部獨立顯卡。以上系統(tǒng)在設計的過程中只是對電機的溫度信號進行了采集和輸出，因此可以采用其它功能單一的僅對信號進行處理的dsp。TMS320F240芯片不但有對信號進行檢測、濾波、整形的功能，還可以對信號進行邏輯判斷并產生驅動控制信號，對電機進行系統(tǒng)監(jiān)控和保護等控制功能，倘若僅僅只是對溫度信號進行采集，這款dsp用在這里就太浪費了。所以在系統(tǒng)設計中考慮系統(tǒng)的功能并選擇一種合適的芯片是十分重要的。對于TMS320F240芯片數(shù)據(jù)采集只是它的部分功能，該芯片主要是針對電機、逆變器、機器人和數(shù)控機床等控制而設計的，所以它的功能主要是實現(xiàn)對信號的采集處理和根據(jù)信號進行邏輯判斷進而對電機、逆變器、機器人、數(shù)控機床等進行驅動控制。以上系統(tǒng)的設計只是實現(xiàn)了該系統(tǒng)很小的一部分功能?？梢詫υ撓到y(tǒng)進行擴展以實現(xiàn)完整的功能即對電機進行控制和診斷報警。參考文獻（1）TI公司TMS320F240 DSP 使用說明書中譯本，1999；（2）楊銀堂等，DSP開發(fā)從時間到提高，中國電力出版社，；（3）馬明建，數(shù)據(jù)采集與處理技術第2版，西安交通大學出版社，；（4）紀宗南，消費電子的dsp處理技術及應用實例，中國電力出版社。（5）劉和平等，TMS320LF240x DSP結構、原理、及應用，北京航空航天大學出版社，2002；致謝：在畢業(yè)論文的寫作過程中，得到了很多老師和同學的幫助，其中朱純兵導師對我的關心和支持尤為重要。從選題、查閱資料、擬定提綱、論文修改到最終定稿等各個環(huán)節(jié)都得到了朱老師的悉心指導。朱老師的悉心督促、指導，熱心鼓勵和真誠幫助使我深受感動、終生難忘，他的淵博學識和嚴謹細致的作風使我受益終生
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