isp1032E在高精度數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)中的應(yīng)用

　　4 在數(shù)據(jù)采集中的應(yīng)用

圖4

　　4．1工程背景

　　現(xiàn)代測(cè)試系統(tǒng)的一個(gè)共同特點(diǎn)是高速、高精度和多參數(shù)綜合測(cè)試。在背板式發(fā)動(dòng)機(jī)參數(shù)綜合測(cè)試系統(tǒng)中，應(yīng)變、壓阻、熱電阻傳感器以及熱電耦信號(hào)的調(diào)理輸出都需要做高精度的采集與處理。為實(shí)現(xiàn)高精度的性能指標(biāo)，充分發(fā)揮DSP速度快，運(yùn)算功能強(qiáng)大的優(yōu)勢(shì)，筆者設(shè)計(jì)了以DSP為核心的處理器、以isp譯碼控制電路為核心的控制單元和多路模擬開(kāi)關(guān)選擇電路、程控放大電路以及程控模擬濾波電路、高精度ADC模數(shù)轉(zhuǎn)換電路、DAC調(diào)零與自標(biāo)定電路等組成的高精度數(shù)據(jù)采集板。該測(cè)試系統(tǒng)對(duì)內(nèi)可以實(shí)現(xiàn)高精度的數(shù)據(jù)采集，對(duì)外可以通過(guò)isp譯碼控制經(jīng)儀器總線與其它儀器板卡或互聯(lián)設(shè)備進(jìn)行數(shù)據(jù)通信。

　　4．2 系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)

　　圖5是該高精度數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)。

　　系統(tǒng)中的ADC選用CRYSTAL公司的24位串行雙通道輸出模數(shù)轉(zhuǎn)換器CS5397來(lái)實(shí)現(xiàn)高精度的數(shù)據(jù)采集。為了檢測(cè)模擬通道的功能，通道輸入信號(hào)可切換至內(nèi)部的DAC調(diào)零與自標(biāo)定電路，以便用DAC調(diào)零與自標(biāo)定電路產(chǎn)生特定的直流與交流信號(hào)來(lái)作為標(biāo)定信號(hào)此標(biāo)定信號(hào)可用于標(biāo)定通道的增益與零偏，并提高系統(tǒng)精度。為了實(shí)現(xiàn)理想的幅頻特性，系統(tǒng)采用了前端模擬濾波和后端DSP數(shù)字濾波相結(jié)合的工作方式。

　　4．3 應(yīng)用結(jié)果

　　DAC調(diào)零與自標(biāo)定電路部分的isp譯碼控制電路（原理圖方式）如圖6所示。在該程序成功燒錄到isp芯片后，可以通過(guò)isp地址譯碼來(lái)控制DAC（DAC7614）串行輸入數(shù)據(jù)和輸入時(shí)鐘的開(kāi)或關(guān)，并根據(jù)該DAC的工作特性輸出所需的、用于調(diào)零與自標(biāo)定的模擬電壓值。

圖5

圖6

　　在電路設(shè)計(jì)中，由于用到的鎖存器數(shù)目繁多，而有可能造成系統(tǒng)資源的不足（鎖存器數(shù)目不足），所以，系統(tǒng)專門設(shè)計(jì)有D觸發(fā)器電路以解決D觸發(fā)器資源不足的問(wèn)題。其原理圖如圖7所示。

　　5　小結(jié)

　　isp在系統(tǒng)可編程技術(shù)及其相應(yīng)的器件ispLSI是Lattice公司1992年首創(chuàng)的。其先進(jìn)的思想和靈活的在系統(tǒng)可編程方式極大的沖擊了傳統(tǒng)的數(shù)字電路設(shè)計(jì)，從而為數(shù)字電路設(shè)計(jì)帶來(lái)了一場(chǎng)技術(shù)革命。

　　1999年11月，Lattice公司又推出了在系統(tǒng)可編程模擬電路ispPAC（In－System Programmability Pro－grammable Analog Circuits），從此揭開(kāi)了模擬電路開(kāi)發(fā)及研究的新篇章。雖然與ALTERA公司和XILINX公司相比，Lattice公司的開(kāi)發(fā)工具要略遜一籌，但該公司在中小規(guī)模PLD的開(kāi)發(fā)上非常有特色。特別是在99年收購(gòu)了Vantis（原AMD子公司）后，Lattice公司已成為世界第三大可編程邏輯器件供應(yīng)商。

圖7