本文利用TI十六位定點DSPTMS320F206和五片四通道同步十二位AD轉換器AD7874構成了實時高速二十通道的同步DSP數據采集系統，充分發揮了DSP強大的數據處理能力，同時將分析結果實時以文本或圖形兩種方式在LCD上顯示出來，收到了較好的效果。　 1.概述 TMS320C2XX是TI公司繼TMS320C2X和TMS320C5X之后推出的一種低價格、高性能的十六位定點運算DSP。TMS320C2XX的體系結構設計基于TMS320C5X，它具有以下特點： （1）增強的TMS320結構設計，改進的哈佛結構，將數據總線和程序總線分開，具有多級流水線。（2）高性能、低功耗的靜態CMOS工藝；運行速度快，執行速度可達40MIPS。（3）高度專業化的指令集，便于優化算法；存貯器資源豐富，可尋址224k存貯空間。（4）豐富的片上外設，包括鎖相環、定時器、同步和異步串行口、通用I/O口等。（5）具有遵循IEEE1149.1標準的片內JTAG仿真接口，可在線對程序進行仿真調試和下載。 　　本文以TMS320F206為核心，設計并制作了高速多通道的同步數據采集系統。TMS320F206除具有TMS320C2XX的共同特征外，它的最大特點在于片內帶有32k的Flash存貯器，可多次擦寫，為開發程序帶來很大方便。同時，為了對數據進行快速同步采集，利用模擬器件公司的四通道十二位同步AD轉換器AD7874來實現。AD7874是專門針對需要對數據進行同步采集而設計的，片內帶有四個采樣/保持器和一個多路轉換開關，全部四通道的采樣頻率為29kHz，自帶片內參考源。為了將采樣數據顯示出來，利用EDM240128圖形點陣液晶顯示器模塊完成顯示。該模塊采用東芝T6963C作為顯示控制芯片，能與微處理器直接接口，具有片內CGRAM發生器，可管理64kRAM，可以圖形、字符及圖形和字符合成方式進行顯示，還可以實現字符方式下的特征顯示。另外，本系統還帶有RS－485通用串行接口，可以很方便的與其它單片機或PC機通訊。本系統充分利用以上芯片的優點，能實時對二十路信號同步采集，結合DSP強大的數字信號處理功能，對輸入信號進行FFT變換和處理，完成各次諧波分析，并在液晶屏上用字符或圖形兩種方式分別將各路采樣值和變化曲線、頻譜圖等顯示出來。 ２.系統結構框圖及工作原理 高速多通道同步DSP數據采集系統的原理框圖如圖一所示。 圖中，五片四通道同步數據采集器AD7874的地址和數據總線均與TMS320F206的地址和數據總對應相連，考慮到F206的驅動能力和系統工作的可靠性及穩定性，在F206的地址和數據總線輸出端加有雙向總線驅動器74LS245，由74LS245來完成外圍擴展芯片的驅動。為了實現AD片間真正的同步采樣，各個AD的啟動由單片機的同一I/O端口來控制，這樣只要F206使該端口有效就可以同時啟動AD，從而實現了二十路輸入的同步采樣。為了避免參考源所引起的誤差，各個AD使用同一AD自帶的內部參考。 　　TMS320F206內部具有一個十六位的定時器，本系統中利用它來控制采樣的時間間隔，根據預估的采樣和處理時間設定定時器的初值，可滿足等間隔采樣的要求。為簡化地址譯碼電路的設計和增加設計的靈活性，利用GAL16V8可編程器件進行地址譯碼，分別控制AD的啟動、各片采樣值的讀取和選通LCD模塊。 　　由于液晶顯示模塊EDM240128是八位uP接口的，故只須將TMS320F206的低八位總線與之相連即可。盡管相對快速的DSP而言，EDM240128是一慢速的外設，但TMS320F240內置等待狀態產生器，在CPU讀寫存貯器或端口時，通過增加0～7個等待狀態，可以加長CPU等待外部存貯器或外部I/O口響應的時間，TMS320F206的機器周期為50nS，這樣可得到的最大等待時間為350nS，已能完全滿足EDM240128的要求，從而可省去READY信號產生電路。 　　RS－485是一種平衡差分驅動、半雙工的串行通信接口標準，它具有傳輸距離遠、抗干擾能力強、較高的數據傳送速率和便于構成分布式測控網絡等優點。MAX485是用于RS－485通訊的低功率收發器，只需＋5V電源即可，本系統利用它引出了一個RS－485串行口。 3.軟件設計和調試 　　因為本系統的軟件結構較為復雜，涉及的算法較多，故采用了模塊化、由頂向下、逐步細化的結構化程序設計方法，實踐證明這一方法可節省軟件工作量、提高工作效率，取得了成功，整個軟件設計流程見圖二。 系統上電CPU復位后，首先由TMS320F206完成自身的初始化，包括配置RAM塊，設置數據頁指針、中斷和I/O模式，設置中斷屏蔽位和等待狀態位，設置定時器模式、初值、串行口等；然后對EDM240128初始化，包括清顯示RAM，設置文本區、圖形區和顯示方式，建立漢字點陣CGRAM等；然后開EDM240128文本顯示和中斷，啟動AD等待中斷；最后進入循環數據采樣、處理、顯示和串行通訊，完成實時采樣、數據處理、液晶顯示和串行通訊。————本軟件的調試采用了TI的XDS510TMS320系列JTAG硬件仿真器。由于它與目標系統之間采用了JTAG接口（基于IEEE1149.1標準），從而可真正做到完全的硬件仿真，在仿真時不占用硬件資源，且可隨時察看CPU內部及外設的工作情況，為程序的調試和除錯帶來極大方便，仿真的結果與下載代碼運行的結果幾乎沒有出入。 4.結束語 本文論述并實現了高速多通道同步DSP數據采集系統，以高性能的TMS320F206十六位定點DSP為核心，充分利用其強大而高速的數據處理能力對采集的數據進行復雜的運算，并快速得出結果，在LCD上以文本或圖形兩種方式實時而生動的輸出處理結果，界面友好，十二位高速的同步AD轉換器又保證了采樣的快速性、準確性和同步性。因而，本系統達到了預期的目的和效果，完成了設計的功能。 轉自：中國廣東電子商務