DSP與ADS8364的高速數據采集處理系統設計分析

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　　隨著現代科學技術的發展和計算機技術的普及，高速數據采集系統已應用于越來越多的場合，如通信、雷達、生物醫學、機器人、語音和圖像處理等領域。本文介紹的數據采集處理系統采用CPLD控制ADS8364完成數據的A/D轉換，轉換后的數據預先存儲到FIFO中，再經DSP進行前端的數字信號處理后，通過USB總線傳給上位機，并在上位機上進行存儲、顯示和分析等。該系統完全可以滿足信號采集處理對高精度及實時性的要求。
　　1 系統原理
　　數據采集處理系統主要由前端信號調理電路、ADC芯片ADS8364、CPLD芯片EPM3128A、DSP芯片TMS320F2812、USB芯片CY7C68013及其外圍電路組成。系統原理框圖如圖l所示。
　　
　　系統主要完成的任務為：DSP接收上位機通過USB總線發送的命令，完成系統工作參數的設置，并通過模擬地址／數據總線與CPLD進行通信，向CPLD發送控制命令；對外部的多路模擬量輸入進行信號調理，在CPLD控制下進行單通道或多通道A/D轉換，將采集到的數據存儲在一片FIFO芯片中；當FIFO中存儲的數據半滿時，對DSP產生一個中斷信號，DSP收到此中斷信號后，取出FIFO中的部分數據，進行前端數字信號處理，將處理完畢的數據通過USB總線傳給上位機；上位機實現各種圖形界面操作和后端信號處理，對所采集的信號進行分析。系統可對輸入的多路模擬信號進行同步采樣，這就使得采集到的數據不僅含有模擬信號的幅度特性，同時還保持不同模擬信號之間的相位差異；采樣頻率可以預置，以適應不同速率的采樣要求。
　　2 系統硬件
　　系統硬件包括信號調理模塊、A／D轉換模塊、DSP處理器模塊、CPLD邏輯控制模塊以及USB通信模塊。
　　2．1 信號調理模塊的設計
　　外部的多路模擬量輸入信號往往是微弱的傳感器信號，信號的幅值較小，為了方便且不失一般性，假定其幅值范圍為O~25mV。ADS8364待轉換的模擬輸入電壓范圍應保持在AGND-0．3V和AVDD+O．3V之間。這里選用低功率變增益儀表放大器INAl29對模擬量輸入信號進行調理放大，將其放大為0~5V之間。