基于dsp数据采集系统的设计.doc

哈尔滨工业大学工学硕士学位论文

xx大学学士学位论文
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基于DSP数据采集系统的设计
摘要
随着计算机和信息技术的飞速发展，数字信号处理已经成为高速实时处理的一项关键技术，广泛应用在语音识别、智能检测、工业控制等各个领域。很多要求对快速处理的实时数据采集处理系统，选用DSP(数字信号处理器)作为核心处理器。本文阐述了一种基于数字信号处理器的高速数据采集系统的总体设计方法，分析了该系统在设计实现过程中需要解决的一些技术问题和难点，并对系统各部分功能的实现方法作出了详细的分析和介绍。
本文设计的数据采集处理系统采用TMS320F2812作为核心处理器完成对模拟信号的采集和处理。这款DSP有丰富的片内外设，用它作为处理器进行电路设计，可以使电路结构设计简单，成本低廉、开发周期较短。系统选用USB作为和上位机通信的接口，实现处理数据的上传以及上位机对DSP的控制。采集到的数据经过DSP的处理后，通过USB上传到PC，由上层软件进行进一步的处理。
根据系统的结构与功能要求，经过两种方案的比较，决定选用DSP芯片自带的AD模块作为系统的模数转换模块。经过试验结果检验，F2812内部模数转换器精度能满足系统的要求，本文还提出了提高转换精度、消除干扰的一些措施。在采集速度方面，系统采用级联同步采样方式对信号进行采集，采集转换速度可以大大提高。
由于本文所用的核心处理器TMS320F2812上电顺序与其它DSP不同，CPU核先上电I/O外设后上电，针对这一问题，本文给出了一种电源供电设计方案，解决了上电顺序的问题。由于需要采集处理的图像数据量较大，F2812内部的存储资源无法满足要求，本文结合DSP芯片存储结构的特点，给出了扩展片外存储器的接口设计方案。
此外，本文还给出了系统的主要流程图，并详细叙述了系统的软件设计和实现过程，包括系统的初始化，数据采集，模数转换模块，数据处理算法，数据通信及代码优化等。并详细介绍了作为通信接口的USB固件的开发流程。

关键词数字信号处理器；数据采集；USB
TheDesignofDataAcquisitionSystemBasedonDSP
Abstract
Withtherapiddevelopmentofcomputerandinformationtechnology,Digitalsignalprocessingtechnologyhasbeenmoreandmoleimportantinhigh-speedandreal-timeprocessing.Itiswidelyusedingraphandimageprocessing,voiceidentification,intelligentchecking,industrycontrolandotherfields.Alotofrea-timedataacquisitionandprocessingsystemschooseDSP(DifitalSignalProcessor)ashiscoreprocessor,whichaskfordealingwiththecollectingimagedatafast.Inthispaper,weproposedahigh-speeddatacollectionsystembasedonthedigitalsignalprocessing.Wesolvedaloroftechnologyproblemsanddifficultiesinthesystemdesignandimplementwayofallkindsoffunctionunitsisalsointroducedandanalyzedinthispaper.
ThedataacquisitionandprocessingsystemcompletesacquisitionandprocessingtotheanalogsignalsandcontrolofthemachineusingthechipofTMS320F2812.Asthischiphasabundantofperipheral,wecanhaveasimplecircuitarchitecture,alowcostandashortdevelopmenttimebyusingit.WechooseUSB(UniversalSerialBus)asthecommunicationinterfaceofDSPandthecomputerwhichcanfulfillupdatatransferandthecontroltoDSP.TheacquisitionedandprocesseddataistransferredtoPC