DSP多路温度信号的存储研究及实现(2)

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数字信号处理器的广泛应用，无论从实时地处理外部事件，还是处理数据的快速性，很好地满足了数字采集系统对核心处理器的要求。DSP系统由DSP芯片、电源芯片、存储芯片、电平转换芯片以及相应外围辅助电路组成。DSP采用哈佛结构，结构中数据空间和存储空间是分开的，独立的数据总线可以帮助实现在程序空间和数据空间同时访问。DSP系统以数字信号处理为基础，具有接口方便、编程方便、稳定性好、精度高、可重复性好等特点。基于此,采用TMS320F2812的多功能同步数据采集卡，利用卡上的DSP控制芯片不仅可以实现多种数据的采集，还可以对所采集的数据进行实时的信号处理，大大提升了整个系统的性能。设计了基于SD卡的多路温度自动测量存储系统，采用FAT16/FAT32文件系统进行温度数据文件管理，使经过DSP放大处理后的数据直接存储到SD卡中，克服了传统测温仪进行温度数据存储时像容量不足的很多缺点。

2 系统总体设计方案

多通道温度自动测量存储系统顾名思义要实现对多点温度的测量和存储。多通道温度自动测量存储系统包含温度检测单元，数据处理单元以及数据存储单元：

（1）温度检测：采用精密的K型热电偶作为温度传感器，通过外接多路选择开关来接入8路通道用以传入温度信号，以及一路PN-A测环境温度作为冷端补偿。在这里8路测温通道同步采集，每次采集采用定时方式。而环境温度的温度采集与其余8路采取异步处理，即环境温度并不要求那么精确。采集到的温度通过信号放大和对信号进行滤波后，送入处理器的A/D进行模拟转换，如图1。

多路温度信号的存储系统总体设计

图 1 系统总体设计

（2）数字信号处理器：系统以DSP芯片作为数据采集和控制的核心。利用DSP强大的运算能力、其丰富的片内集成电路和外设连接能力，可实现各种控制功能，并通过SPI(异步通信接口)来读取所需要的温度数据。选用TI公司的一款用于控制的高性能、多功能、高性价比的32位定点DSP-TMS320X2812，其能满足多路温度检测及与PC通信要求。TMS320F2812利用片内自带的12位A/D转换器对传感器采集的模拟信号进行数据转换，最终结果保存在SD卡中。而用FAT16系统格式化的SD卡以txt、dat等文本格式对数据进行保存。

（3）数据存储单元：由于外界环境的影响，往往要求嵌入式系统的存储介质保存数据稳定，体积小，可靠性高，存储速度快，通用性好。目前常用的有EEPROM、Flash芯片、硬盘等。目前，市场上绝大多数的存储卡的存储模块基本都是Flash，其中SD卡是一种基于闪存的存储卡，由于其写入速度快、安全性高、性能佳等优点。以SD卡作为存储器，可以实现长时间连续温度数据存储；通过串口实现与PC机的数据通信，实现温度数据发送。SD卡很好地解决了存储空间的限制，其体积小、重量轻、但却拥有高存储容量、极高的数据传输率、移动的极高灵活性及很好的安全性。

（4）文件系统结构：为了有效管理存储介质上的数据，同时方便与PC机进行数据交换，需要采用一种标准的统一格式来组织数据，文件系统成功把数据以文件形式保存起来。因此，需要建立一套能够同时支持Flash芯片和存储卡的较为完整的标准文件格式。本设计采用目前主流操作系统（Windows）所支持的FAT16文件格式。