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基于DSP 的多通道高速数据采集系统
Multi 2Channel High 2S peed Data C ollection System Based on DSP
朱 伟3 陈 曙ZH U Wei CHEN Shu
摘 要
本文以TI 公司的T MS320LF2407为核心处理器,CP LD 为系统控制译码芯片提出了一种多通道高速A/D 数据采集系统,并介绍了基于本系统的对数据处理的一些软件和硬件的设计。
关键词
T MS320LF2407 CP LD 多通道
Abstract This article designs a multi 2channel high 2speed data collection system which is based on the chip T MS320LF2407and CP LD.It als o introduces the s oftware and hardware design of the system for data processing.
K eyw ords DSP CP LD multi 2channel
3山东大学信息科学与工程学院 250100
引言
在工业控制及各种信号处理系统中需要对数据进行采集处理,如故障检测系统、信息采集系统等等。而一些应用如电力系统的微机检测或其它数据巡检系统或一些低分辨率的识别系统等需要多通道的数据采集处理。本文基于TI 公司的T MS320LF2407处理器设计了一种48路的高速数据采集系统。之所以应用LF2407是因为T MS320LF2407芯片是为了满足控制应用而设计的。通过把一个高性能的DSP 内核和微处理器的片内外设集成到一个芯片的方案,LF240x DSP
成为传统的微控制单元(MC U 和昂贵的多片设计的一种廉价的替代产品。每秒3000万条指令(30MIPS 的处理速度,使
LF240x DSP 控制器可以提供远远超过传统的16位微控制器
和微处理器的功能。正因为如此,LF240x 获得了广泛的应用。由于LF2407的超强控制能力以及数据处理能力,而控制与数据采集通常是一个数据采集系统所必需的,所以本系统采用T MS320LF2407。
1 T MS320LF2407的特点
a.采用高性能静态C M OS 技术,使得供电电压降为3.3V ,减小了功耗。
b.片内高达32K 字×16位的F LS AH ,544字双端口RAM (DARAM ,2K 字的单口RAM (SRAM 。
c.两个事件管理模块E VA 和E VB 。
d.可扩展外部存储器,总共有192K 字×16位的空间,
分别为64K 字程序存储器空间、64K 字的数据存储空间和
64K 字的I/O 空间。
e.看门狗(W D 定时器模块。
f.串行通信接口(SCI 模块。2 系统介绍
系统提供了48路的模拟输入通道,模拟量通过低通滤波之后进入开关选择器,然后进入A/D 转换芯片。对选择器的开关选择、A/D 转换器的控制读取、数据的存储由DSP 来控制。采集完数据后会产生一个中断给DSP ,由DSP 来进行数据的处理。至于采集多少数据产生一次中断由具体的应用来决定,本系统为了对数据及时处理,每采集完48路数据就产生一次中断。系统的工作原理框图如图1。
图1
如框图所示,系统中有六个八选一的选择器来控制48路的模拟通道输入。CP LD 控制选择器的选择开关。选择器的输出结果进入A/D 转换芯片。A/D 转换芯片为8位输出,其输出结果存储在SRAM 存储器上。选择器的开关选择、A/
D 转换的读取存储由CP LD 来进行控制,不需要DSP 的干预。
因为DSP 是16位的数据输出,我们对DSP 进行了外部存储器扩展,用两片IS61C1024组成128K 16位的存储空间。因为
A/D 转换芯片是8位的输出,其输出与外部数据总线的低8
位相连,即只与一个IS61C1024的数据输出总线相连。
3 系统硬件设计
3.1 系统所用器件
a.C D4051是8通道模拟多路选择器。有三个输入引脚A 、B 、C ,通过A 、B 、C 的值来确定哪一路为输出。其8路输入
的输入电压范围为0V 22V DD 。V DD 为工作电源电压,范围为+
522+15V 。
b.T LC5510A 为C M OS ,8位,20MSPS 的模数转换器。
T LC5510A 为单电源5V 供电,典型功耗为130mW 。里面有一
个采样保持电路,具有内部参考电阻。两个参考电压输入引脚REF B ,REFT 。REF B 为参考电压低端输入,REFT 为参考电压高端输入。其推荐工作环境为:工作电压V DDA ,V DDA 为4.
75V 25.25V 。模拟输入电压范围为:
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