【正文】 問片外存儲器的時候必須通過EMIF。TMS320VC5502內(nèi)外空間都統(tǒng)一編址，整個EMIF空間分為四個部分 CE0CE3，每個CE空間彼此獨(dú)立，可以進(jìn)行不同的訪問控制，每個空間的大小為4M字節(jié)片內(nèi)的存儲器自動跳過。設(shè)計(jì)中將SDRAM配置在CE2和CE3空間，將CEl空間分配給FLASH用。 SDRAM接口電路設(shè)計(jì)SDRAM是Synchronous Dynamic RAM的縮寫，即同步動態(tài)存儲器。動態(tài)存儲器中同步技術(shù)的出現(xiàn)，使得讀寫速度從以往的60ns～70ns提升到了目前的6ns～7ns，提高了將近10倍，而且價(jià)格便宜，在需要選用大容量存儲器時，它的性價(jià)比非常高。本系統(tǒng)中采用SDRAM作為外接存儲器之一，它是DSP單元存儲A／D轉(zhuǎn)換后的采樣數(shù)據(jù)、數(shù)據(jù)運(yùn)算輸出的中間及最終結(jié)果的場所。在DSP上電后需要對SDRAM進(jìn)行自檢，以避免SDRAM單元出錯造成以后監(jiān)測儀工作不正常或數(shù)據(jù)出錯。本系統(tǒng)中選用的SDRAM為HYNIX公司的HY57V643220CT，芯片容量是2Mx32位，覆蓋TMS320VC5502的CE2和CE3子空間。它具有以下特點(diǎn)：1）最高工作頻率高達(dá)166MHz；2)；3)32位數(shù)據(jù)總線：4)管腳可與1]阻器件兼容；由于同步動態(tài)RAM是通過EMIF接口與DSP進(jìn)行連接的，工作時的時鐘脈沖由DSP提供，TMS320vC5502的最高時鐘頻率為200MHz，EMIF接口提供的最高頻率是1OOMHz，從這一點(diǎn)來看，HY57V643220的166MHz是完全達(dá)到要求的。 FLASH接口電路設(shè)計(jì)本系統(tǒng)是一個需要脫機(jī)運(yùn)行的 DSP 系統(tǒng)，用戶代碼需要在加電后自動裝載運(yùn)行。DSP 系統(tǒng)的引導(dǎo)裝載(Bootload)是指在系統(tǒng)加電時，DSP 將一段存儲在外部的非易失性存儲器的代碼移植到內(nèi)部的高速存儲器單元中去執(zhí)行。這樣既利用了外部的存儲單元擴(kuò)展 DSP 本身有限的 ROM 資源，又充分發(fā)揮了 DSP 內(nèi)部資源的效能。盡管用戶代碼在一段時間相對是固定的，但是如果直接將其掩膜到內(nèi)部 ROM 中去的話，一方面受容量以及價(jià)格的限制，另一方面在系統(tǒng)軟件升級上顯得不是很靈活方便。FLASH 是一種高密度、非易失性的電可擦寫存儲器，而且單位存儲比特的價(jià)格比傳統(tǒng)的 EPROM 要低，十分適合于低功耗、小尺寸和高性能的便攜式系統(tǒng)。除了可以采用專用的硬件編程器把代碼灌入 FLASH 中之外，也可以利用現(xiàn)成的 DSP 通過軟件編程來實(shí)現(xiàn)同樣的功能。系統(tǒng)中選用的 Flash 存儲器是 SST39VF400A，該芯片的容量是 256Kx16bit，它是一種低電源電壓芯片，工作電壓為 ，速度是 70ns，數(shù)據(jù)保存時間超過18100 年，它具有容量大、掉電后數(shù)據(jù)不丟失、可在線快速讀寫、可整片或者分頁擦除等特點(diǎn)。為了實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)采集處理系統(tǒng)與外部進(jìn)行數(shù)據(jù)通信，本文設(shè)計(jì)RS232通信接口，主要完成數(shù)據(jù)采集處理系統(tǒng)與數(shù)據(jù)顯示存儲系統(tǒng)之間的通信。 本儀器選用的DSP芯片TMS320VC5502中帶有通用異步串行通信。由于數(shù)據(jù)顯示和存儲系統(tǒng)的控制器是工控機(jī)，采用的是232電平，而數(shù)據(jù)采集和處理系統(tǒng)采用的是TTL電平，兩者之間不能直接進(jìn)行通訊，這里我們采用MAX232芯片來完成電平轉(zhuǎn)換。MAX232芯片是常用的RS232C與TTL電平轉(zhuǎn)換芯片，它的內(nèi)部有電壓倍增電路和轉(zhuǎn)換電路，只需+5V電源便可實(shí)現(xiàn)RS232C與TTL電平轉(zhuǎn)換，使用起來十分方便，一個芯片可連接兩對收，發(fā)信號線，： T 1 I N T 1 O U TV +R 2 O U TV C C8T 2 O U TT 2 I NR 1 I N R 1 O U TR 2 I NC 2 C 2 +V C 1 +C 1 1234567G N D91 01 11 21 31 41 51 6C 2 7 4C 2 7 1G N DT X3 . 3 VT X 2 3 20 . 1 u fR XR X _ 2 3 20 . 1 u fM A X 2 3 2 A 通信接口電路19鍵盤在人機(jī)交互系統(tǒng)中是一個很重要的部分。輸入數(shù)據(jù)、查詢和控制系統(tǒng)的工作狀態(tài)，都要用到鍵盤。鍵盤是最簡單的輸入設(shè)備，是人工干預(yù)計(jì)算機(jī)的主要手段，與顯示器同屬人機(jī)通信部分。 鍵盤的工作方式一般有程序控制掃描方式、定時掃描方式和中斷掃描方式 3 種。在本文的設(shè)計(jì)中，根據(jù)具體應(yīng)用情況，選擇了矩陣式鍵盤，鍵盤的工作方式選擇了程序控制掃描方式。程序控制掃描方式是利用處理器在完成其它工作的空余，調(diào)用鍵盤掃描子程序，來響應(yīng)鍵輸入要求。在執(zhí)行鍵功能程序時，處理器不再響應(yīng)鍵輸入要求。程序控制掃描程序一般應(yīng)具備下述幾個功能：①判斷鍵盤上有無鍵按下；②去除鍵的抖動影響；⑧掃描鍵盤，得到按下鍵的鍵號。 在選用了矩陣式鍵盤系統(tǒng)中的程序控制掃描方式之后，所設(shè)計(jì)的矩陣鍵盤電路如圖 所示。TMS320VC5502I O P E 1I O P E 2I O P E 3I O P E 4I O P E 5I O P E 6V C C圖 3x3 矩陣鍵盤接口電路圖中行線 IOPE4～I(xiàn)OPE6 通過 3 個上拉電阻接電源端 VCC，處于輸入狀態(tài),稱為輸入口；IOPEI～I(xiàn)OPE3 控制鍵盤的列線電位作為鍵掃描口，處于輸出狀態(tài)。按鍵設(shè)置在行列線交叉點(diǎn)上，行、列線分別連接到按鍵開關(guān)的兩端。本系統(tǒng)采用 SHARP 公司的 LM32022T 型 12864 圖形液晶顯示屏，其驅(qū)動模塊是北京精電蓬遠(yuǎn)顯示技術(shù)有限公司制作的內(nèi)嵌 SEDl335 控制器的圖形液晶顯示驅(qū)動模塊，液晶顯示屏由 12864 點(diǎn)陣構(gòu)成，具有高分辨率、接口方便20(5V 或 )、設(shè)計(jì)簡便(內(nèi)嵌控制器)、功耗低、價(jià)格便宜等優(yōu)點(diǎn)，常常用于各種便攜式設(shè)備顯示前端。此設(shè)計(jì)中的液晶顯示模塊接口控制時序采用了 8080 時序，讀寫信號獨(dú)立，與 VC5502A 之間的接口電路如圖 所示。其中，VC5502 的 IOPB0～I(xiàn)OPB7用作數(shù)據(jù)接口，與液晶顯示模塊的數(shù)據(jù)線 DB0～DB7 相連，完成與 SEDl335 問的數(shù)據(jù)傳送；IOPA4 與／WR 相連，寫 SEDl335 時，置 IOPA4 為低；IOPA5 與瓜 D相連，讀 SEDl335 時，置 IOPA5 為低；IOPA6 與／CS 相連作為片選，訪問SEDl335時，置 IOPA6 為低；IOPA7 與 A0 相連，通過對 IOPA7 寫 O 或 1，與 IOPA4 和IOPA5 配合來控制實(shí)現(xiàn)對 SEDl335 接口部指令輸入緩沖器、數(shù)據(jù)輸入緩沖器、數(shù)據(jù)輸出緩沖器和標(biāo)志寄存器的訪問。VOUT 為液晶控制板上的 DCDC 模塊輸出電壓(+26V)，V0 為液晶顯示對比度調(diào)整電壓，通過調(diào)節(jié)可變電位器，可以調(diào)節(jié)液晶屏的顯示對比度。TMS320VC5502I O P B 0I O P B 2I O P B 3I O P A 4I O P A 6I O P A 7液晶顯示模塊（SED1335）I O P B 1/ W R/ R D/ C SA 0D B 0D B 1D B 2D B 3D B 4D B 5D B 7G N DV 0V O U TV C CG N D2 0 K+ 1 5 VI O P A 5I O P B 5I O P B 6I O P B 7I O P B 4I O P B 5 D B 6 圖 液晶顯示接口電路本文設(shè)計(jì)的電力參數(shù)測試儀采用模塊化設(shè)計(jì)，本章首先對整個電力參數(shù)測試儀硬件體系設(shè)計(jì)進(jìn)行了介紹。然后在分析電力參數(shù)對硬件的要求下，對數(shù)據(jù)采集和處理系統(tǒng)，數(shù)據(jù)顯示和通信系統(tǒng)等相關(guān)電路設(shè)計(jì)進(jìn)行了比較詳細(xì)的說明。通過各模塊的設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)整個電力參數(shù)測試儀的硬件電路。21第 4 章系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)。程序首先完成一系列的初始化工作，然后啟動定時器0，由定時器0啟動AD轉(zhuǎn)換，每次轉(zhuǎn)換完成后由轉(zhuǎn)換結(jié)束信號觸發(fā)DSP中斷，在中斷服務(wù)程序中讀取采樣數(shù)據(jù)；當(dāng)達(dá)到預(yù)定的采樣次數(shù)后，調(diào)用相應(yīng)的數(shù)據(jù)處理子程序，進(jìn)行計(jì)算得出測量結(jié)果。當(dāng)上位計(jì)算機(jī)(數(shù)據(jù)顯示和存儲系統(tǒng))發(fā)出通訊命令時，系統(tǒng)通過串行口中斷進(jìn)行接收，根據(jù)不同的命令，向上位計(jì)算機(jī)發(fā)送不同參數(shù)的計(jì)算結(jié)果。對于采樣數(shù)據(jù)讀取中斷和串口接收中斷，中斷的優(yōu)先級設(shè)置為采樣數(shù)據(jù)讀取中斷的優(yōu)先級高于串口接收中斷。按照中斷的概念，低優(yōu)先級中斷不能打斷高優(yōu)先級中斷，而高優(yōu)先級中斷可以隨時打斷低優(yōu)先級中斷。在安排上述兩個中斷的優(yōu)先級時，主要考慮到數(shù)據(jù)處理過程中用到的采樣數(shù)據(jù)必須是在一定的時間內(nèi)連續(xù)采樣得到的，采樣數(shù)據(jù)讀取過程不能被其他事件中斷：而串口接收中斷是用來接收上位機(jī)發(fā)送來的命令的，數(shù)據(jù)處理完成后系統(tǒng)根據(jù)接收到的命令向上位機(jī)傳送不同的計(jì)算結(jié)果。因此，把讀采樣數(shù)據(jù)中斷設(shè)為較高的優(yōu)先級。22引導(dǎo)程序入口采集次數(shù)到 ？向上位機(jī)發(fā)送數(shù)據(jù) ？調(diào)用數(shù)據(jù)處理子程序采集數(shù)據(jù)程序初始化調(diào)用串行發(fā)送數(shù)據(jù)子程序NYNY啟動定時器 0 主程序流程圖進(jìn)行數(shù)據(jù)采集時，由TMS320VC5502片上定時器0輸出觸發(fā)信號，作為AD轉(zhuǎn)換的啟動信號。轉(zhuǎn)換完成后，ADS8364的EOC引腳變?yōu)榈碗娖?，觸發(fā)TMS320VC5502的INT0中斷，進(jìn)入中斷服務(wù)程序，在服務(wù)程序中讀取AD轉(zhuǎn)換結(jié)果。將讀回的轉(zhuǎn)換結(jié)果存放在兩個緩沖區(qū)中，在中斷服務(wù)程序中，設(shè)置一個標(biāo)志FLAG，當(dāng)標(biāo)志為O時存放在緩沖區(qū)1中，為1時存放在緩沖區(qū)2中。中斷服務(wù)程序執(zhí)行完畢后，程序回到主循環(huán)。23開始返回啟動 A D 轉(zhuǎn)換初始化定時器 0發(fā)送轉(zhuǎn)換完成信號在 1 N T 0 中斷程序中讀取轉(zhuǎn)換結(jié) 果 數(shù)據(jù)采樣流程圖24F L A G = 0 ?J = 1 0 2 4 ？J = 0F L A G = ! F L A G中斷入口讀取轉(zhuǎn)換結(jié)果并存到緩沖區(qū) 1 中 j = j + 1讀取轉(zhuǎn)換結(jié)果并存到緩沖區(qū) 2中 j = j + 1返回NNYY A/D中斷服務(wù)程序流程圖數(shù)據(jù)處理部分主要是對數(shù)據(jù)采集部分得到的離散信號進(jìn)行處理，運(yùn)用各種算法實(shí)現(xiàn)各電量參數(shù)的計(jì)算和分析。時域的離散值計(jì)算主要實(shí)現(xiàn)電壓、電流有效值、有功功率、無功功率、功率因數(shù)等的計(jì)算。頻域的計(jì)算中，先計(jì)算頻率，然后對信號進(jìn)行加窗處理，接下來完成諧波的計(jì)算。25入口對信號進(jìn)行加窗處理計(jì)算頻率計(jì)算諧波計(jì)算 U 、 I 、 P 、Q 等電量參數(shù)結(jié)束 數(shù)據(jù)處理模塊流程圖TMS320VC5502DSP 芯片自帶有通用異步串行通信口，通信接口收發(fā)芯片使用的是 MAX232。采用中斷方式接收上位機(jī)的命令，采用查詢方式向上位機(jī)發(fā)送數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)處理完成后，查詢發(fā)送標(biāo)志，如成立則根據(jù)不同的標(biāo)志向上位機(jī)傳送不同的測量數(shù)據(jù)，如不成立則跳過發(fā)送程序。接收和發(fā)送流程如圖 和 所示：26中斷入口從接收緩沖寄存器 U R R B R 中讀取數(shù)據(jù)結(jié)束圖 中斷接收流程圖將待發(fā)送數(shù)據(jù)按通信規(guī)約組織成數(shù)據(jù)幀將數(shù)據(jù)寫入發(fā)送保持寄存器 U R T H R 中返回根據(jù)標(biāo)志位的值取出不同參數(shù)的計(jì)算結(jié)果標(biāo)志位 0YN圖 發(fā)送數(shù)據(jù)流程圖異步通信中，數(shù)據(jù)發(fā)送端以固定的字符格式發(fā)送數(shù)據(jù)，每個字符包括 1 個起始位、58 個數(shù)據(jù)位、1 個奇偶校驗(yàn)位和 1～2 個停止位。每個數(shù)據(jù)傳輸都是從起始位開始，隨后是要傳送的數(shù)據(jù)，然后是奇偶校驗(yàn)位，最后是停止位，兩個相鄰數(shù)據(jù)的傳送可以有我們自己控制。在本儀器的串口通信設(shè)置中，采用 8個數(shù)據(jù)位、1 個停止位和奇校驗(yàn)的格式，波特率采用 9600。27人機(jī)界面的設(shè)計(jì)也是系統(tǒng)設(shè)計(jì)的又一個關(guān)鍵點(diǎn)，是實(shí)現(xiàn)儀器人性化的一個關(guān)鍵部分。包括鍵盤與液晶顯示程序設(shè)計(jì)等。鍵盤與液晶顯示部分流程圖分別：返回開始鍵掃描查鍵盤值并存儲延時