基于DSP的高速數據采集系統設計方案

DSP 通過(guò)CH372 芯片發(fā)送數據的處理步驟如下：

①、DSP 執行WR_USB_DATA 命令向CH372 寫(xiě)入要發(fā)送的數據；

②、CH372 被動(dòng)地等待USB 主機在需要時(shí)取走數據；

③、當USB 主機取走數據后，CH372 首先鎖定當前USB 緩沖區，防止重復發(fā)送數據，然后將INT引腳設置為低電平，向DSP 請求中斷；

④、DSP 進(jìn)入中斷服務(wù)程序，首先執行GET_STATUS 命令獲取中斷狀態(tài)；

⑤、CH372 在GET_STATUS 命令完成后將INT 引腳恢復為高電平，取消中斷請求；

⑥、由于通過(guò)上述GET_STATUS 命令獲取的中斷狀態(tài)是“上傳成功”，所以DSP 執行WR_USB_DATA命令向CH372 寫(xiě)入另一組要發(fā)送的數據，如果沒(méi)有后續數據需要發(fā)送，那么DSP 不必執行WR_USB_DATA 命令；

⑦、DSP 執行UNLOCK_USB 命令；

⑧、CH372 在UNLOCK_USB 命令完成后釋放當前緩沖區，從而可以繼續USB 通訊；

⑨、DSP 退出中斷服務(wù)程序；

⑩、如果DSP 已經(jīng)寫(xiě)入了另一組要發(fā)送的數據，那么轉到②，否則結束。

3.2 DSP 程序

DSP 程序是設計中很重要的組成部分，主要分為DSP 和USB 轉換芯片之間的通訊以及DSP 和數據采集芯片MAX1308 之間的通信。當計算機每次下傳數據塊或DSP 上傳數據塊成功時(shí)，DSP 的外部捕獲中斷CAP1就會(huì )收到CH372 的中斷請求信號。當DSP接收到計算機傳輸過(guò)來(lái)的采樣命令后就啟動(dòng)MAX1308進(jìn)行數據采集，根據計算機要求設置采樣頻率和采樣通道數目，采樣完成后，將數據一并打包傳給計算機。

DSP和采集芯片的連接采用的是總線(xiàn)連接方式，進(jìn)行數據采集時(shí)，DSP通過(guò)總線(xiàn)的D0–D7 寫(xiě)配置寄存器可以激活相應通道。配置寄存器中的位直接映射到相應通道，D0 控制通道0，D7 控制通道7 。把任意一位設為高電平，將激活相應的輸入通道；同樣，把任意一位設為低電平，將禁用相應通道。對少于8通道的器件，其中幾位沒(méi)有任何功能。寫(xiě)配置寄存器時(shí)，將CS和WR 設為低電平，然后將D0–D7 位裝載到并行總線(xiàn)，再將WR 置為高電平。數據在WR 的上升沿鎖存。在轉換時(shí)序的任意時(shí)刻都能夠對配置寄存器進(jìn)行寫(xiě)操作。上電時(shí)，在啟動(dòng)轉換之前寫(xiě)入配置寄存器，以選擇有效通道。

內部時(shí)鐘模式下啟動(dòng)一次轉換，需在采樣時(shí)間內將CONVST 置為低電平。當CONVST 為低電平時(shí)，T/H 捕獲信號，在CONVST 的上升沿轉換開(kāi)始。一旦能夠讀取轉換結果，轉換結束信號(EOC)將給出一個(gè)低電平脈沖。當最后一個(gè)通道的轉換結果可以被讀取時(shí)，最后轉換結束信號(EOLC)跳變到低電平。

在EOLC 的下降沿，DSP 將CS 和RD 置為低電平，把第一個(gè)轉換結果置于并行總線(xiàn)。RD 連續的低電平脈沖將轉換結果順次放到總線(xiàn)上。時(shí)序中最后一個(gè)轉換結果讀取后，額外的讀脈沖可以使指針重新指向第一個(gè)轉換結果。

3.3 計算機應用程序

計算機應用程序主要完成數據的人機交互功能，用戶(hù)通過(guò)應用程序配置監測系統、控制數據采集的過(guò)程和顯示采集的數據。

4、結論

本系統采用DSP 和MAX125 進(jìn)行數據采集，通過(guò)USB 進(jìn)行數據傳輸。對單路的數據采集，可以實(shí)現800kSPS 的實(shí)時(shí)數據傳輸，8 路同步采集可以實(shí)現400kSPS 的實(shí)時(shí)數據傳輸。該系統的使用方法簡(jiǎn)便、快捷、實(shí)時(shí)監測性好，可擴展性良好，抗干擾能力強。適當地改進(jìn)硬件電路和程序就可以對更多采集點(diǎn)進(jìn)行采集和監測?；赨SB 和單總線(xiàn)的便攜式監測，必將被眾多領(lǐng)域廣泛應用。