基于DSP的高速數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案

DSP 通過CH372 芯片發(fā)送數(shù)據(jù)的處理步驟如下：

①、DSP 執(zhí)行WR_USB_DATA 命令向CH372 寫入要發(fā)送的數(shù)據(jù)；

②、CH372 被動(dòng)地等待USB 主機(jī)在需要時(shí)取走數(shù)據(jù)；

③、當(dāng)USB 主機(jī)取走數(shù)據(jù)后，CH372 首先鎖定當(dāng)前USB 緩沖區(qū)，防止重復(fù)發(fā)送數(shù)據(jù)，然后將INT引腳設(shè)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(zhí)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(fù)為高電平，取消中斷請求；

⑥、由于通過上述GET_STATUS 命令獲取的中斷狀態(tài)是“上傳成功”，所以DSP 執(zhí)行WR_USB_DATA命令向CH372 寫入另一組要發(fā)送的數(shù)據(jù)，如果沒有后續(xù)數(shù)據(jù)需要發(fā)送，那么DSP 不必執(zhí)行WR_USB_DATA 命令；

⑦、DSP 執(zhí)行UNLOCK_USB 命令；

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

⑨、DSP 退出中斷服務(wù)程序；

⑩、如果DSP 已經(jīng)寫入了另一組要發(fā)送的數(shù)據(jù)，那么轉(zhuǎn)到②，否則結(jié)束。

3.2 DSP 程序

DSP 程序是設(shè)計(jì)中很重要的組成部分，主要分為DSP 和USB 轉(zhuǎn)換芯片之間的通訊以及DSP 和數(shù)據(jù)采集芯片MAX1308 之間的通信。當(dāng)計(jì)算機(jī)每次下傳數(shù)據(jù)塊或DSP 上傳數(shù)據(jù)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(hào)。當(dāng)DSP接收到計(jì)算機(jī)傳輸過來的采樣命令后就啟動(dòng)MAX1308進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，根據(jù)計(jì)算機(jī)要求設(shè)置采樣頻率和采樣通道數(shù)目，采樣完成后，將數(shù)據(jù)一并打包傳給計(jì)算機(jī)。

DSP和采集芯片的連接采用的是總線連接方式，進(jìn)行數(shù)據(jù)采集時(shí)，DSP通過總線的D0–D7 寫配置寄存器可以激活相應(yīng)通道。配置寄存器中的位直接映射到相應(yīng)通道，D0 控制通道0，D7 控制通道7 。把任意一位設(shè)為高電平，將激活相應(yīng)的輸入通道；同樣，把任意一位設(shè)為低電平，將禁用相應(yīng)通道。對少于8通道的器件，其中幾位沒有任何功能。寫配置寄存器時(shí)，將CS和WR 設(shè)為低電平，然后將D0–D7 位裝載到并行總線，再將WR 置為高電平。數(shù)據(jù)在WR 的上升沿鎖存。在轉(zhuǎn)換時(shí)序的任意時(shí)刻都能夠?qū)ε渲眉拇嫫鬟M(jìn)行寫操作。上電時(shí)，在啟動(dòng)轉(zhuǎn)換之前寫入配置寄存器，以選擇有效通道。

內(nèi)部時(shí)鐘模式下啟動(dòng)一次轉(zhuǎn)換，需在采樣時(shí)間內(nèi)將CONVST 置為低電平。當(dāng)CONVST 為低電平時(shí)，T/H 捕獲信號(hào)，在CONVST 的上升沿轉(zhuǎn)換開始。一旦能夠讀取轉(zhuǎn)換結(jié)果，轉(zhuǎn)換結(jié)束信號(hào)(EOC)將給出一個(gè)低電平脈沖。當(dāng)最后一個(gè)通道的轉(zhuǎn)換結(jié)果可以被讀取時(shí)，最后轉(zhuǎn)換結(jié)束信號(hào)(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(zhuǎn)換結(jié)果置于并行總線。RD 連續(xù)的低電平脈沖將轉(zhuǎn)換結(jié)果順次放到總線上。時(shí)序中最后一個(gè)轉(zhuǎn)換結(jié)果讀取后，額外的讀脈沖可以使指針重新指向第一個(gè)轉(zhuǎn)換結(jié)果。

3.3 計(jì)算機(jī)應(yīng)用程序

計(jì)算機(jī)應(yīng)用程序主要完成數(shù)據(jù)的人機(jī)交互功能，用戶通過應(yīng)用程序配置監(jiān)測系統(tǒng)、控制數(shù)據(jù)采集的過程和顯示采集的數(shù)據(jù)。

4、結(jié)論

本系統(tǒng)采用DSP 和MAX125 進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，通過USB 進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。對單路的數(shù)據(jù)采集，可以實(shí)現(xiàn)800kSPS 的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)傳輸，8 路同步采集可以實(shí)現(xiàn)400kSPS 的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)傳輸。該系統(tǒng)的使用方法簡便、快捷、實(shí)時(shí)監(jiān)測性好，可擴(kuò)展性良好，抗干擾能力強(qiáng)。適當(dāng)?shù)馗倪M(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(jiān)測?；赨SB 和單總線的便攜式監(jiān)測，必將被眾多領(lǐng)域廣泛應(yīng)用。