基于54xDSP的双通道高速数据采集电路的研制

基于54xDSP的双通道高速数据采集电路的研制(14600字)
Development of Dual-Channels High-speed
Data Acquisition Circuitry Based on 54xDSP
摘   要
    随着现代科学技术的发展和计算机技术的普及，高速数据采集系统已应用于越来越多的场合。本文阐述的数据采集处理系统采用54xDSP-TMS320VC5402来控制ADS8364完成数据的高速A\D转换,再经DSP进行前端的数字信号处理后，通过RS-232串行通讯口传给上位机，从而进一步对数据进行处理。系统采用了差分缓冲输入，可对两路模拟信号同时进行数据采集，且每个通道的采集频率250kHz，转换时间为4μs，分辨为16位，精度为 1/2LSB。该系统满足信号采集处理对高精度及实时性的要求。该系统可应用于数字仪器工业领域及高精度嵌入式的控制系统等多种数据采集领域，具有高速、灵活等优点。
关键词：TMS320VC5402  双通道数据采集  高速ADC实现  嵌入式系统
Abstract
    With the development of modern science and technology popularity of computer technology,high-speed data acquisition system has been applied to an increasing number of occasions.This paper expatiates the use of data acquisition and processing system 54xDSP-TMS320VC5402 control ADS8364 high-speed data A/D converter and then to the front of the DSP digital signal processing, through the RS-232 serial communication passed to PC, which can be further data Processing.The system acquiring data at same time though differential buffered inputs.4us total throughput per channel and six、16-bit、frequency can get to 250KHz, precision error at  1/2LSB. The system fully meet the signal acquisition and processing of high-precision and real-time requirements.The system can used at digital instrument industrial field and such as embedded control system data acquisit field.It include many excellences like high-speed、agility etc.
Key words: TMS320VC5402  both channels data acpuisitonn  high-speed ADC
           Embedded syste

基本概念
    数据采集：由于一个模拟信号在时间上是连续的，而数字信号要求在时间上是离散的，这就要求系统每经过一个固定的时间间隔对模拟信号进行测量。这种测量就叫做采样。这个时间周期就叫做采样周期，它的倒数称为采样频率。
    采样频率满足采样定理：对于一个模拟信号，如果能够满足采样频率大于或等于模拟信号中最高频率分量的两倍，那么依据采样后得到的离散序列就能够没有失真地恢复出模拟信号。
    量化：所谓量化就是把采集到的数值送到量化器（A/D转换器）编码成数字，每个数字代表一次采样所获得的声音信号的瞬间值。量化时，把整个幅度划分为几个量化级（量化数据位数），把落入同一级的样本值归为一类，并给定一个量化值。量化级数越多，量化误差就越小，声音质量就越好。目前常用量化数据位来表示量化级，例如数据位为8位，则表示 个量化级，最高量化级有 个（65536个）等级。量化过程存在量化误差，反映到接收端，这种误差作为噪声再生，称为量化噪声。增加量化位数能够把噪声降低到无法察觉的程度，但随着信号幅度的降低，量化噪声与信号之间的相关性变得更加明显。
    编码：将取得的量化数值转换为二进制数数据的过程，把数字数据转换成某种数字脉冲信号常见的有两类：不归零码和曼彻斯特编码[5]。

主要应用芯片介绍
    对一个电路的设计来说应该考虑多方面的要求，就要完成指标要求又要涉及到经济方面的问题所以在设计和挑选芯片时时很讲究的。考虑到运算速度和造价的问题系统中主要用到了主控芯片TMS320VC5402(DSP)和模数转换器ADS8364，为了能更好的说明系统的原理和功能，首先对本系统的中用到的主要的芯片作一详细的介绍。
 

目  录
摘要    0
ABSTRACT    0
第一章 绪论    1
    1.1、数据采集系统的概况    1
    1.2、DSP的概况    1
第二章 系统相关理论概述    4
    2.1、数据采集基本理论    4
       2.1.1、基本概念    4
       2.1.2、A\D转换的主要指标    4
第三章 主要应用芯片介绍    6
    3.1、ADS8364的介绍    6
       3.1.1、概述    6
       3.1.2、ADS8364的工作方式    8
    3.2、TMS320VC5402介绍    10
       3.2.1、TMS320VC5402的特殊结构    10
       3.2.2、I/O空间和存储空间    11
第四章 系统电路设计    15
    4.1、系统总体框图    15
    4.2、系统各功能模块的设计    16
       4.2.1、DSP核心模块的设计    16
       4.2.2、A\D转换模块    17
       4.2.3、DSP与上位机通信模块的设计    18
       4.2.4、JTAG口设计    20
       4.2.5、CPLD模块设计    21
第五章 系统软件设计    23
    5.1系统软件设计    23
    5.2主程序的设计    23
第六章 结论    25
参考文献    26
致谢    27
附录一    28
附录二    29
附录三    30
附录四    31