摘 要：本文介紹了一種基于TMS320VC5416多路加速度采集與處理系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法。該系統(tǒng)采用AD73360作為數(shù)據(jù)采集前端，通過(guò)DSPMcBSP和AD73360級(jí)聯(lián)，可實(shí)現(xiàn)多路模擬加速度信號(hào)實(shí)時(shí)采集和處理。 關(guān)鍵詞：TMS320VC5416；AD73360；加速度；數(shù)據(jù)處理 引言 多路加速度采集系統(tǒng)在平臺(tái)式慣導(dǎo)系統(tǒng)中起著至關(guān)重要作用。在早期產(chǎn)品中，控制和處理核心都采用馮·諾衣曼總線結(jié)構(gòu)微處理器，由于其指令執(zhí)行速度較慢，設(shè)計(jì)一個(gè)高性能實(shí)時(shí)采集與處理系統(tǒng)顯得比較困難。本文介紹了一種采用TMS320V C5416(DSP)作為處理器，用十六位高精度AD73360作為ADC多路加速度采集系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法。 PCbfans.cn提示請(qǐng)看下圖: 圖1 系統(tǒng)硬件原理圖 PCbfans.cn提示請(qǐng)看下圖: 圖2 加速度信號(hào)預(yù)處理電路 PCbfans.cn提示請(qǐng)看下圖: 圖3 AD73360與TMS320VC5416接口電路圖 PCbfans.cn提示請(qǐng)看下圖: 圖4 系統(tǒng)軟件流程圖 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) 系統(tǒng)由A/D轉(zhuǎn)換電路、DSP及其外圍電路和通信接口電路組成，如圖1所示。 A/D轉(zhuǎn)換電路設(shè)計(jì) AD73360簡(jiǎn)介 AD73360工作模式控制起來(lái)非常方便，當(dāng)器件加電以后，DSP通過(guò)XF或者寫I/O 方式將AD73360片選SE引腳置為高電平，此時(shí)AD73360處于上電復(fù)位狀態(tài)，輸出同步幀信號(hào)SDOFS，當(dāng)采用圖3接法時(shí)，可以通過(guò)DSPMcBSP串口向AD73360寫入控制字。AD73360由8個(gè)寄存器來(lái)控制，控制字字長(zhǎng)為16位。 在用AD73360進(jìn)行電路設(shè)計(jì)時(shí)，可直接用單極性輸入方式，也可采取差動(dòng)輸入方式將單片AD73360接成三通道轉(zhuǎn)換器。不過(guò)在用AD73360器件內(nèi)部參考電壓對(duì)模擬輸入前端進(jìn)行直流偏置時(shí)，最好采用高輸入阻抗運(yùn)算放大器進(jìn)行隔離。 加速度信號(hào)預(yù)處理電路設(shè)計(jì) 加速度信號(hào)預(yù)處理電路主要對(duì)輸入多路加速度信號(hào)進(jìn)行取樣、直流偏置和抗混疊濾波處理，具體電路如圖2所示。 在直流偏置之前，首先采用精密電阻網(wǎng)絡(luò)R1和R2對(duì)加速度信號(hào)進(jìn)行取樣。為了盡可能提高A/D轉(zhuǎn)換精度，減小電路板體積，系統(tǒng)使用AD73360片內(nèi)參考電壓REFOUT作直流偏置。在送到運(yùn)算放大器OP2進(jìn)行直流偏置之前，采用運(yùn)算放大器OP1進(jìn)行隔離，以確保ADCREFOUT端子沒(méi)有輸入、輸出電流，從而保證ADC片內(nèi)精密電壓源電壓恒定和較高A/D轉(zhuǎn)換精度。最后，經(jīng)R5和C1組成RC網(wǎng)絡(luò)，抗混迭濾波后送到AD73360進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換。 AD73360與TMS320VC5416接口設(shè)計(jì) AD73360片內(nèi)集成有同步串口SPI，通過(guò)和DSPMcBSP簡(jiǎn)單連接便可組成一個(gè)多通道同步數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。AD73360復(fù)位信號(hào)/RESET、片選信號(hào)SE分別由DSP器件/RESET和XF引腳通過(guò)一個(gè)上升沿雙D觸發(fā)器提供，這樣可以確保AD73360復(fù)位信號(hào)、片選信號(hào)和DMCLK保持同步，以免發(fā)生讀寫錯(cuò)誤。McBSP輸入/輸出時(shí)鐘均由AD73360提供，即DSP同步緩沖串口工作于外部時(shí)鐘模式。通過(guò)多片AD73360級(jí)聯(lián)，最多可以實(shí)現(xiàn)48路同步采集系統(tǒng)(見(jiàn)圖3)。系統(tǒng)在收到主控單片機(jī)啟動(dòng)命令后，將XF置為高電平，AD73360處于上電復(fù)位狀態(tài)，DSP將控制字依順序?qū)懙剿�有AD73360中，最后啟動(dòng)A/D轉(zhuǎn)換，系統(tǒng)開(kāi)始對(duì)加速度信號(hào)進(jìn)行采集。 DSP外圍電路和通信接口電路設(shè)計(jì) DSP外圍電路包括時(shí)鐘、電源、復(fù)位以及片外程序存儲(chǔ)器電路。系統(tǒng)采用外部時(shí)鐘模式，電源和復(fù)位電路采用TI公司專用芯片TPS767D301和TPS3707-33。由于TMS320VC5416無(wú)片內(nèi)Flash，因此系統(tǒng)采用AM29LV200B作為程序存儲(chǔ)器，此芯片是16位Flash