基于DSP多路温度信号的采集(2)

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DSP（Digital Signal Processor）是一种独特的微处理器，是以数字信号来处理大量信息的器件。其工作原理是接收模拟信号，转换为0或1的数字信号。再对数字信号进行修改、删除、强化，并在其他系统芯片中把数字数据解译回模拟数据或实际环境格式。它不仅具有可编程性，而且其实时运行速度可达每秒数以千万条复杂指令程序，远远超过通用微处理器，是数字化电子世界中日益重要的电脑芯片。它的强大数据处理能力与高运行速度，是最值得称道的两大特色。

数字信号处理系统是以数字信号处理为基础, 因此具有数字处理的全部优点:

(1)接口方便。DSP 系统与其他以现代数字技术为基础的系统或设备都是相互兼容的, 与这样的系统接口以实现某种功能要比模拟系统与这些系统接口要容易得多;

(2)编程方便。DSP 系统中的可编程DSP 芯片可使设计人员在开发过程中灵活方便地对软件进行修改和升级;

(3)稳定性好。DSP 系统受环境温度以及噪声的影响较小, 可靠性高;

(4)精度高。16 位数字系统可以达到10- 5 的精度;

(5)可重复性好。模拟系统的性能受元器件参数性能变化比较大, 而数字系统基本不受影响, 因此数字系统便于测试、调试和大规模生产。

　　　在国名经济各部门，如电力、石油、化工、冶金、农业，医学，以及人们的日常生活中，通常需要对多路温度信号进行采集。常用的测温元件有热电阻、热敏电阻和热电偶等。而这些测温元件通常都需要连接放大和A/D转换电路，电路结构相对复杂，并且在多路情况下，很难实现各路信号的同时采集。[1]传统的以单片机为核心的温度采集系统由于受到处理器自身硬件资源和速度的限制，硬件电路设计复杂，数据实时处理能力差。[2]随着计算机技术，尤其是超大规模集成电路技术的发展，具有更强处理能力的DSP芯片，以其运算速度快，实时性强，功耗低以及抗干扰能力强等特点得到越来越多的应用。文献综述

2 系统硬件设计

2.1系统硬件构成

2.1.1 TMS320F2812

TMS320F2812是美国TI 公司推出的C2000 平台上的定点32 位DSP 芯片，适合用于工业控制，电机控制等，用途广泛，应该相当于单片的升级版。运行时钟也快可达150MHz，处理性能可达150MIPS，每条指令周期6.67ns。IO口丰富，对用户一般的应用来说足够了。两个串口。具有12位的0~3.3v的A/D转换等。具有片内128k×16位的片内FLASH，18K ×16 位的SRAM，一般的应用系统可以不要外扩存储器。它主要负责采集传感器数据, 对数据进行误差补偿和载体姿态、速度的解算, 最后将结果通过串口发送给上位机。[9]

在外设方面，F2812 除了保留前代产品的4 个16位通用定时器以外，又增加了3 个32 位的定时器, 可以更方便地实现大范围转轴转速信号的采集, 以及提供更为灵活的数据采样模式。F2812 内部拥有一个12位的增强型A /D 转换器，其A /D 转换时间仅为80n s。,ADC 模块包括前端的模拟多路复用开关、采样保持器、转换器、电压稳定器和其他的模拟支持电路。它包含2 路SCI(串行通信接口)、1 路SPI(串行外设接口)、1 路M cBSP (多通道带缓冲串行口)、1 路eCAN (增强型CA 模块) 等, 并带有两个事件管理模块(EVA、EVB) , 分别包括PWM /CM P (脉宽调制输出和比较输出)、正交编码接口和捕获单元CA P。另外, 该器件还有3 个独立的32 位定时器以及56 个独立编程的GPIO管脚, 最大可扩展1MB程序和数据存储器。而其中的两个独立的8 路模拟开关给用户提供了同时采集不同种类信号实现方法。在片内存储器方面，F2812 包括128kb 的FLA SHM EMORY、1kb 的O TPM EMORY、18kb 的片上RAM 和4kb 的BOO TROM。丰富的片上存储资源可满足用户处理大量数据的需求。在安全方面, F2812 采用128 位的密码来保护用户的程序。[3]