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--  作者：wangxinxin --  发布时间：2010-11-13 11:20:36 --  基于TMS320VC5416的多路加速度采集系统设计 摘 要：本文介绍了一种基于TMS320VC5416多路加速度采集与处理系统设计方法。该系统采用AD73360作为数据采集前端，通过DSPMcBSP和AD73360级联，可实现多路模拟加速度信号实时采集和处理。 关键词：TMS320VC5416；AD73360；加速度；数据处理 引言 多路加速度采集系统在平台式惯导系统中起着至关重要作用。在早期产品中，控制和处理核心都采用冯·诺衣曼总线结构微处理器，由于其指令执行速度较慢，设计一个高性能实时采集与处理系统显得比较困难。本文介绍了一种采用TMS320V C5416(DSP)作为处理器，用十六位高精度AD73360作为ADC多路加速度采集系统设计方法。 PCbfans.cn提示请看下图: 图1 系统硬件原理图 PCbfans.cn提示请看下图: 图2 加速度信号预处理电路 PCbfans.cn提示请看下图: 图3 AD73360与TMS320VC5416接口电路图 PCbfans.cn提示请看下图: 图4 系统软件流程图 系统硬件设计 系统由A/D转换电路、DSP及其外围电路和通信接口电路组成，如图1所示。 A/D转换电路设计 AD73360简介 AD73360工作模式控制起来非常方便，当器件加电以后，DSP通过XF或者写I/O 方式将AD73360片选SE引脚置为高电平，此时AD73360处于上电复位状态，输出同步帧信号SDOFS，当采用图3接法时，可以通过DSPMcBSP串口向AD73360写入控制字。AD73360由8个寄存器来控制，控制字字长为16位。 在用AD73360进行电路设计时，可直接用单极性输入方式，也可采取差动输入方式将单片AD73360接成三通道转换器。不过在用AD73360器件内部参考电压对模拟输入前端进行直流偏置时，最好采用高输入阻抗运算放大器进行隔离。 加速度信号预处理电路设计 加速度信号预处理电路主要对输入多路加速度信号进行取样、直流偏置和抗混叠滤波处理，具体电路如图2所示。 在直流偏置之前，首先采用精密电阻网络R1和R2对加速度信号进行取样。为了尽可能提高A/D转换精度，减小电路板体积，系统使用AD73360片内参考电压REFOUT作直流偏置。在送到运算放大器OP2进行直流偏置之前，采用运算放大器OP1进行隔离，以确保ADCREFOUT端子没有输入、输出电流，从而保证ADC片内精密电压源电压恒定和较高A/D转换精度。最后，经R5和C1组成RC网络，抗混迭滤波后送到AD73360进行A/D转换。 AD73360与TMS320VC5416接口设计 AD73360片内集成有同步串口SPI，通过和DSPMcBSP简单连接便可组成一个多通道同步数据采集系统。AD73360复位信号/RESET、片选信号SE分别由DSP器件/RESET和XF引脚通过一个上升沿双D触发器提供，这样可以确保AD73360复位信号、片选信号和DMCLK保持同步，以免发生读写错误。McBSP输入/输出时钟均由AD73360提供，即DSP同步缓冲串口工作于外部时钟模式。通过多片AD73360级联，最多可以实现48路同步采集系统(见图3)。系统在收到主控单片机启动命令后，将XF置为高电平，AD73360处于上电复位状态，DSP将控制字依顺序写到所有AD73360中，最后启动A/D转换，系统开始对加速度信号进行采集。 DSP外围电路和通信接口电路设计 DSP外围电路包括时钟、电源、复位以及片外程序存储器电路。系统采用外部时钟模式，电源和复位电路采用TI公司专用芯片TPS767D301和TPS3707-33。由于TMS320VC5416无片内Flash，因此系统采用AM29LV200B作为程序存储器，此芯片是16位Flash