基于TMS320F28335的繼電器參數采集系統設計

系統主控部分為TMS320F28335，包括對外部ADC的控制，驅動(dòng)電源的控制等。系統的整個(gè)工作過(guò)程為：采集到微弱模擬信號，在A(yíng)DC的輸入前端放大，以滿(mǎn)足信號強度的大小。在放大器的后端用低通濾波去除系統中的噪聲，經(jīng)濾波器的信號再通過(guò)信號調理，將信號調節到ADC的輸入范圍內，即0～3 V。調理后的信號經(jīng)ADC信號采樣，采集到的數據通過(guò)DSP的分析和處理，得出電磁繼電器的時(shí)間參數，算法中采用了平滑處理、野值剔除及搜索區域逐步縮小等多種數據處理方法對波形數據進(jìn)行分析。在此對數據的采集設計了兩種方案，一是采用DSP自帶的內部ADC，TMS320F28335系列DSP的A／D轉換模塊是個(gè)12位帶流水線(xiàn)的模數轉化器。并利用前端模擬多路復用開(kāi)關(guān)(MUXs)、采樣／保持(S／H)電路、變換核心、電壓調節器以及其他模擬支持電路部分；另一種是采用凌力爾特公司的外部ADCLTC2366CS6，其是12位逐次逼近(SAR)型3線(xiàn)SPI／QSPI／Microwire兼容串行接口A(yíng)DC，以高達3 Msample·s-1的速率輸出數據。LTC2366采用2．35～3．6 V單電源工作，在最高輸出速率時(shí)僅消耗7．2 mW，比最接近的同類(lèi)產(chǎn)品節省20％。因其纖巧的占板面積和較低的功耗，適用于多種便攜式和空間受限的情況。
繼電器驅動(dòng)電路是根據主控單元設定的試驗條件，通過(guò)控制調節DAC(TLV5618)模擬量的輸出，經(jīng)線(xiàn)圈驅動(dòng)單元作為線(xiàn)圈驅動(dòng)電源，使其輸出符合樣品線(xiàn)圈的驅動(dòng)電壓，從而滿(mǎn)足不同型號電磁繼電器的線(xiàn)圈電壓要求。鍵盤(pán)調節模塊的功能是對測試條件的設定，即對驅動(dòng)電壓的范圍、時(shí)間參數測試范圍以及觸點(diǎn)組數進(jìn)行設定。當采集的數據量超過(guò)內部存儲量時(shí)，用SD卡來(lái)存儲時(shí)間參數數據。串口通信用來(lái)完成采集系統與上位機的通信，將采集到的數據傳輸到上位機進(jìn)行分析處理。
3．2 主測試電路
測試回路如圖4所示，提供了繼電器可靠性壽命試驗中的負載、電源等試驗條件，使繼電器可在不同的試驗條件下進(jìn)行可靠性壽命試驗。主控芯片DSP通過(guò)繼電器K1控制繼電器線(xiàn)圈的電壓接通與斷開(kāi)。繼電器K1采用固態(tài)繼電器，固體繼電器吸合和釋放過(guò)程無(wú)觸點(diǎn)彈跳，因此系統選用固態(tài)繼電器作為控制受試通斷的電器。

4 系統軟件設計
主控單元采用TMS320F28335作為控制器。該芯片具有32位定點(diǎn)結構，并具有一個(gè)單精度(32位)IEEE754浮點(diǎn)單元(FPU)。這是一個(gè)高效的C／C++支持芯片，不僅可使用戶(hù)利用高級語(yǔ)言完成控制程序的設計，且還可實(shí)現復雜的數學(xué)算法。并可支持實(shí)時(shí)仿真以便于調試。該芯片具有256 kB×16位片內高速Flash存儲器、2個(gè)全雙工串行通信接口。該芯片功耗低、計算速度高、處理性能強，故被廣泛應用于汽車(chē)、工業(yè)控制以及容錯總線(xiàn)維護等領(lǐng)域。