基于DSP和MAX1420的高速數據采集系統設計

　　FIFO控制器實(shí)現與DSP主機的接口，主要通過(guò)8根數據線(xiàn)D0～D7及讀寫(xiě)控制線(xiàn)實(shí)現與DSP的數據交互。FT245BM內含2個(gè)FIFO數據緩沖區：128 B接收緩沖區和384 B發(fā)送緩沖區，用于緩存USB數據與并行I／O口數據交換。另外，FT245BM還內置3．3 V穩壓器，6 MHz振蕩器、8倍頻的時(shí)鐘倍頻器、USB鎖相環(huán)和EEPROM接口。FT245BM的8位數據線(xiàn)與系統總線(xiàn)的低8位相連，其時(shí)序由DSP的控制總線(xiàn)控制，圖3為其外圍電路。

　　2．4 數據存儲模塊設計

　　為了避免系統所采集的數據因意外斷電或通信故障而丟失，設計相應的數據存儲模塊。這里選用SAMSUNG公司的K9F1G16Q0M型Flash存儲器，片上容量為1Gb，具有16位地址總線(xiàn)，將其與數據總線(xiàn)相連，并與數據線(xiàn)的低8位復用。64 MB存儲空間需要16位地址總線(xiàn)，這就需要在使用時(shí)按照時(shí)序要求將地址用系統數據總線(xiàn)分2次寫(xiě)入。K9F1G16Q0M具有6根控制總線(xiàn)，均由DSP的控制線(xiàn)和地址線(xiàn)經(jīng)CPLD譯碼產(chǎn)生，而其工作狀態(tài)R／B則傳輸給DSP的INT端。相應接口電路如圖4所示。

　　3 系統軟件設計

　　該系統以DSP為中央控制器，實(shí)現A/D采樣、數據存儲、與上位機通信等功能。由于DSP的選型，故軟件開(kāi)發(fā)平臺是針對TMS320系列DSP的集成開(kāi)發(fā)環(huán)境CCS(Code Composer Studio)。采集系統處于循環(huán)采樣狀態(tài)，根據被采樣信號特點(diǎn)選擇合適采樣速率。對于較大數據，DSP采用壓縮技術(shù)，以節約內存空間。完成一組數據的采集后，將數據通過(guò)USB2．0接口傳送給上位機，并有選擇地在系統的Flash中備份數據。圖5為該系統主程序流程。

　　4 測試結果分析

　　經(jīng)測試，以MAX1420與TMS320C6713為核心的數據采集系統，以50~60 Ms／s的采樣速率可穩定工作，并實(shí)時(shí)備份數據。由于采用USB接口，可方便將采集數據上傳至上位機，且上位機軟件開(kāi)發(fā)方便，也可在Windows XP平臺下直接讀取。該系統采用DSP控制，除完成數據采集外，還可實(shí)時(shí)信號處理數據。在測試中，系統實(shí)時(shí)采集數據進(jìn)行濾波和頻譜分析等算法處理。需要指出的是，由于MAX1420和TMS320C6713的封裝較小、引腳密，且系統工作頻率較高，故在PCB版圖設計和系統調試中，必須注意電磁兼容(EMC)問(wèn)題，否則系統難以穩定工作。

　　5 結束語(yǔ)

　　以高速A／D轉換器與DSP為核心，設計開(kāi)放式高速數據采集系統。該系統在采集過(guò)程采用中斷觸發(fā)方式，最高速度達60 Ms／s?？筛咚賹?shí)時(shí)采集有關(guān)圖像、聲音等物理量。該系統設計不僅開(kāi)放、高速、高精度，而且體積小、低功耗、可靠性高，因此還可用于其他便攜式采集設備。由于系統采用DSP為核心控制器，具有強大的數字信號處理功能，可通過(guò)編程設置實(shí)現系統數字信號處理功能，而無(wú)需增加新硬件。