基于ADS8364的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)設(shè)計(jì)

　　由于所選的TMS320F2812 DSP 內(nèi)部含有CAN控制器，只需加1個(gè)CAN收發(fā)器芯片即可實(shí)現(xiàn)CAN總線網(wǎng)絡(luò)。CAN通信模塊的功能是將采集系統(tǒng)的采樣結(jié)果及運(yùn)行參數(shù)實(shí)時(shí)上傳到總線，提供給上位機(jī)存儲(chǔ)及處理。
3 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)
　　軟件程序運(yùn)行于硬件平臺(tái)之上，實(shí)現(xiàn)采樣系統(tǒng)的采集、濾波以及后期處理，是測(cè)量裝置的靈魂。本裝置軟件設(shè)計(jì)主要由主程序和子程序組成。為了實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確、快速、實(shí)時(shí)的測(cè)量功能，采用C 語言和匯編語言混合編程。
3.1 DSP 程序設(shè)計(jì)
　　DSP編程的主要任務(wù)是初始化、管理板上的資源和實(shí)現(xiàn)前端數(shù)字信號(hào)處理的算法。這里以TI公司提供的功能強(qiáng)大的CCS(Code Composer Studio) 為集成開發(fā)環(huán)境。系統(tǒng)上電復(fù)位后, 首先完成F2812 自身的初始化, 包括配置RAM塊、設(shè)置I/O 模式、定時(shí)器模式、中斷等; 然后程序進(jìn)入循環(huán)狀態(tài),等待上位機(jī)CAN指令的到來。在F2812的程序存儲(chǔ)器中存儲(chǔ)常用的數(shù)字信號(hào)處理算法,F2812在收到上位機(jī)通過CAN總線發(fā)送的控制指令后,在中斷函數(shù)中選擇某種處理算法,同時(shí)向CPLD發(fā)出動(dòng)作命令,控制A/D轉(zhuǎn)換模塊完成信號(hào)的采集并將采集到的數(shù)據(jù)存入SRAM中。當(dāng)采樣點(diǎn)數(shù)達(dá)到設(shè)定點(diǎn)數(shù)時(shí)，DSP程序?qū)崿F(xiàn)對(duì)部分采樣數(shù)據(jù)的讀取,在主循環(huán)程序中根據(jù)上位機(jī)選定的處理算法完成數(shù)據(jù)的前端處理,然后將數(shù)據(jù)打包,通過CAN總線傳輸給上位機(jī)。F2812主程序流程圖如圖3所示。

3.2 數(shù)據(jù)采集子程序流程
　　數(shù)據(jù)采集子程序流程如圖4所示。首先，在外部時(shí)鐘信號(hào)的作用下，F(xiàn)2812要提供ADS8364所需的HOLD保持信號(hào)，啟動(dòng)轉(zhuǎn)換。待ADS8364轉(zhuǎn)換完成時(shí)，產(chǎn)生EOC中斷信號(hào)給F2812，F(xiàn)2812接收到EOC信號(hào)后，對(duì)所需的通道結(jié)果寄存器進(jìn)行讀操作，只要保證CS和RD同時(shí)為低50 ns以上，就可將轉(zhuǎn)換完的數(shù)據(jù)讀出。由于測(cè)量系統(tǒng)采樣時(shí)刻由數(shù)控系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)來決定,因此,對(duì)于采樣時(shí)刻的確定要在測(cè)量機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)過程中的空閑時(shí)間進(jìn)行。保證空閑時(shí)間遠(yuǎn)大于2 ms并且保證采樣時(shí)刻對(duì)應(yīng)其他各軸的坐標(biāo)反映了測(cè)量目標(biāo)的真實(shí)形狀數(shù)據(jù)。由于ADS8364的轉(zhuǎn)換速度很快，在啟動(dòng)A/D轉(zhuǎn)換之后，只需等待5 μs即可讀取轉(zhuǎn)換結(jié)果，因此可采用等待方式，等待時(shí)間大于5 μs即可讀取數(shù)據(jù)。在實(shí)際工作時(shí)，智能測(cè)量節(jié)點(diǎn)將采集到的數(shù)據(jù)發(fā)送到中心處理主機(jī)進(jìn)行存儲(chǔ)、處理。中心處理主機(jī)采用PC104總線的嵌人式CPU，通過CAN接口卡PCI5121和智能節(jié)點(diǎn)通信。

　　本文將TMS320F2812與ADS8364相結(jié)合,設(shè)計(jì)了一套數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。該系統(tǒng)采用CAN總線與上位機(jī)通信, 充分發(fā)揮了CAN2.0方便、快捷的優(yōu)點(diǎn)?？紤]到對(duì)實(shí)時(shí)性的要求,將某些特定的數(shù)字信號(hào)處理算法放到數(shù)據(jù)采集處理卡上由DSP快速完成。該系統(tǒng)采集精度高, 速度快,并且可同時(shí)采集多路信號(hào)。該數(shù)據(jù)采集處理系統(tǒng)已經(jīng)用于大型曲面鋼板的結(jié)構(gòu)參數(shù)測(cè)量中，實(shí)踐證明, 運(yùn)行穩(wěn)定可靠。