基于TMS320LF2407的电压采集系统的设计
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TMS320LF2407A DSP心电监护系统设计方案引言随着社会的发展和人们生活水平的提高,人们对健康的重视程度日益增加,但是伴随着生活水平的提高心血管疾病的发病率不断攀升。
特别是近年来随着社会老龄化的加剧,心血管疾病成了威胁人类生命的主要疾病,心脏病成了世界上死亡率最高的疾病。
鉴于心血管疾病患者日益增多的严峻形势,提高预防和监测该疾病的手段势在必行。
而心电信号检测是发现心脏病的最直接手段,但目前医院用的心电监护仪几乎全部是进口的,价格昂贵,维护费用高,加重了医院和患者的经济负担;因此设计一种便携、经济的心电监护设备具有重要意义。
本文设计了一种基于TI公司TMS320LF2407A DSP的心电监护系统,此系统体积小、成本低、实用性强。
TMS320LF2407A DSP介绍心电监护系统很重要的一部分就是对心电信号进行处理,因此选一款合适的信号处理器十分重要。
当前最成功的DSP芯片当数美国TI公司的系列产品,其主推的三大DSP平台TMS320C2000、TMS320C5000、TMS320C6000已经成为当今世界上最有影响力的DSP芯片。
本系统采用TMS320LF2407A为信号处理器和核心控制器。
TMS320LF2407A是TI公司推出的新型高性能16位定点数字信号处理器,是 TMS320C2000系列的新成员。
它专门为数字控制设计,集DSP的高速信号处理能力及适用于控制的优化外围电路于一体,是真正的单芯片控制器,在数字控制系统中得到了广泛应用。
TMS320LF2407A DSP具备以下一些特点:(1)采用高性能静态CMOS技术,使得供电电压降为3.3V,降低了控制器的功耗; 40MIPS的执行速度使得指令周期缩短到25ns,从而提高了控制器的实时控制能力。
2)基于TMS320C2xx DSP的CPU内核,保证了TMS320LF2407A DSP代码和TMS320系列DSP代码兼容。
(3)片内有高达32KB的FLASH程序存储器,高达1.5KB的数据/程序RAM ,544字双口RAM(DARAM)和2KB的单口RAM(SARAM) 。
XXXXXXXX大学XXXXXXXXXXXXXX学院《DSP原理及应用》题目:基于TMS320LF2407的电机控制系统设计专业:班级:姓名:学号:指导教师:2015年 5 月 19 日摘要直流电动机具有优良的调速特性,调速平滑,方便,调速范围广,过载能力大,能承受频繁的冲击负载,可实现频繁的无级快速起动、制动和反转;能满足生产过程中自动化系统各种不同的特殊运行要求。
电动机调速系统采用微机实现自动控制,是电气传动发展的主要方向之一。
采用微机控制后,整个调速系统体积小,结构简单、可靠性高、操作维护方便,电动机稳态运转时转速精度可达到较高水平,静动态各项指标均能较好地满足工业生产中高性能电气传动的要求。
本篇论文介绍了基于单片机的直流电机PWN调速的基本办法,直流电机调速的相关知识以及PWM调速的基本原理和实现方法。
重点介绍了基于TMS320LF2407单片机的用软件产生PWM信号以及信号占空比调节的方法。
对于直流电机速度控制系统的实现提供了一种有效的途径。
关键词:单片机最小系统;PWM ;直流电机调速;前言电动机作为最主要的机电能量转换装置,其应用范围已遍及国民经济的各个领域和人们的日常生活。
无论是在工农业生产,交通运输,国防,航空航天,医疗卫生,商务和办公设备中,还是在日常生活的家用电器和消费电子产品(如电冰箱,空调,DVD等)中,都大量使用着各种各样的电动机。
据资料显示,在所有动力资源中,百分之九十以上来自电动机。
同样,我国生产的电能中有百分之六十是用于电动机的。
电动机与人的生活息息相关,密不可分。
电气时代,电动机的调速控制一般采用模拟法,对电动机的简单控制应用比较多。
简单控制是指对电动机进行启动,制动,正反转控制和顺序控制。
然而近年来,随着技术的发展和进步,以及市场对产品功能和性能的要求不断提高,直流电动机的应用更加广泛,尤其是在智能机器人中的应用。
直流电动机的起动和调速性能、过载能力强等特点显得十分重要,为了能够适应发展的要求,单闭环直流电动机的调速控制系统得到了很大的发展。
目录摘要 (2)1设计任务及要求 (3)1.1设计任务 (3)1.2设计要求 (3)2系统结构设计 (4)2.1设计原理及框图 (4)2.2设计芯片说明 (4)3硬件设计 (9)3.1电源设计 (9)3.2锁相环电路设计 (9)3.3晶体振荡电路设计 (10)3.4 JTAG电路设计 (10)3.5指示灯电路设计 (11)3.6复位电路设计 (12)3.7 RAM电路设计 (12)3.8 滤波电路设计 (13)4仿真调试过程 (14)5总结 (17)附录一原理图 (19)附录二 PCB图 (20)附录三 PCB剪切图 (21)摘要在人们生活当中,DSP可谓无处不在,例如手机,电视机,数码相机,MP3等等都有DSP的存在。
DSP 已经成为通信、计算机和消费类电子产品等领域的基础器件。
因此,只有理论的学习是不够的,设计一个DSP最小系统,掌握这门重要技术,才能更深刻地理解和掌握DSP,为今后进行高精度、高性能的电子设计打下基础。
DSP 芯片是模拟信号变换成数字信号以后进行高速实时处理的专用微处理器,其处理速度比最快的CPU还快10-50 倍,具有处理速度高、功能强、性能价格比好以及速度功耗比高等特点,被广泛应用于具有实时处理要求的场合。
本次课设的目的是掌握DSP的特点和开发应用技巧,通过具体的电路设计和调试,领会DSP系统的设计要领,从而达到理论到实践的转变,从本质上提高自己的综合能力,以此实现本设计的目的。
此次设计的最小系统主要包括TMS320LF2407A、RAM、电源芯片等。
关键词:DSP系统电路设计电路调试最小系统基于TMS320LF2407A的最小系统设计1设计任务及要求1.1设计任务基于TMS320LF2407A的最小系统:技术数据:设计基于TMS320LF2407A的最小系统,包括电源供电电路、时钟振荡电路、PLL滤波电路、RAM存储器扩展电路、MAX232串行通信电路、IO口驱动发光管电路等。
基于TMS320LF2407A的CAN总线数据采集系统刘海波;王红艳;李爱宁;何洪【摘要】以TM320为核心设计了CAN总线数据采集系统,该系统利用CAN总线的特点和性能优势,结合数据采集系统的现状,给出了数据采集系统的总体结构设计,通过CAN总线将每一个独立的数据节点连接起来,实时采集数据传送到以TM320为核心的上位机进行处理;监测节点以STC89C58RD+作为微处理器,SJA1000作为CAN总线控制器,82C250作为CAN总线收发器并通过CAN控制器MCP2510与上位机通信.该系统稳定可靠,并具有很好的扩展性,能够很好地满足多种控制系统数据采集的需要,自动化程度大大提高.【期刊名称】《仪表技术与传感器》【年(卷),期】2014(000)001【总页数】3页(P100-102)【关键词】CAN总线;TM320;数据采集【作者】刘海波;王红艳;李爱宁;何洪【作者单位】河北工程技术高等专科学校,河北沧州061001;河北工程技术高等专科学校,河北沧州061001;河北工程技术高等专科学校,河北沧州061001;河北工程技术高等专科学校,河北沧州061001【正文语种】中文【中图分类】TP2120 引言随着数字化、信息化时代的到来,现场总线技术已经广泛地应用于工业控制中,涉及行业和领域非常广泛,其中汽车制造、化工生产、钢铁制造、煤矿生产、智能建筑等应用广泛,而且尤其以CAN总线在这些行业应用中的份额较大。
其主要原因就是由于CAN总线具有可靠性高、成本低、容易实现等优点,而且其传输速率高、抗电磁干扰能力强,当传输距离达到10 km时传输速度仍可达到5kbps[1]。
在CAN总线的各种应用系统中,都有大量的现场参数需要测量,从而实现对整个系统的控制和监测。
对现场参数测量来说数量大、测量点分散、测量精度要求也高,如何运用先进技术实现多参数智能测控值得我们去研究。
文中以TM320为核心,设计了CAN总线智能数据采集系统,实现将多种被测参数集中进行测量、处理、显示和记录,并与控制系统相连实现自动控制和调节。
基于TMS320LF2407A的脑电信号采集系统的设计
张建利;李文丰
【期刊名称】《世界电子元器件》
【年(卷),期】2004(000)011
【摘要】本文介绍了基于TMS320LF2407A的脑电信号采集系统的整个设计过程.为了确保电池电量充足和采集的信号为脑电信号,在本系统之前添加了电平测量和阻抗测试这两个模块.
【总页数】3页(P37-39)
【作者】张建利;李文丰
【作者单位】北京理工大学电子工程系;北京理工大学电子工程系
【正文语种】中文
【中图分类】TN91
【相关文献】
1.基于ADS1299的可穿戴式脑电信号采集系统前端设计 [J], 谢宏;李亚男;夏斌;姚楠
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3.基于LABVIEW的脑电信号虚拟采集系统设计 [J], 朱龙飞
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基于DSP芯片TMS320LF2407的人机界面设计笔者采用TMS320LF2407 作为系统的控制芯片,通过选择合适的液晶显示模块在3V 电平构建了一个低功耗的中文人机界面。
此中文人机显示界面是以TMS320LF2407 为核心的运动控制系统中的重要组成部分。
一、TMS320LF2407DSPTMS320LF2407 是德州仪器公司(TI)推出的16 位定点DSP。
它具有TMS320 系列DSP 的基本功能,还具有以下一些特点:1、用高性能静态CMOS 技术,使得供电电压降为3.3V,减少了控制器的功耗。
2、内有高达32K 乘以16 位的Flash 程序存储器,高达2.5K 乘以16 位的数据/程序RAM,544 乘以16 位双端口RAM(DARAM),2K 乘以16 位的单口RAM(SARAM)。
3、2 个事件管理模块EVA 和EAB,事件管理模块适用于控制交流感应电机、无刷直流电机、开关磁阻电机、步进电机、多级电机和逆变器。
4、可扩展的外部存储器总共192K 乘以16 位,其中程序存储器空间、数据存储器空间、I/O 寻址空间各为64K 乘以16 位。
5、内有看门狗定时器(WDT)、10 位ADC 转换器、控制器区域网模块CAN2.0 B、串行通信接口模块(SCI)、16 位串行外部设备接口模块(SPI)、基于锁相环的时钟发生器。
6、5 个外部中断(两个电机驱动保护、复位和两个可屏蔽中断);3 种低功耗电源管理模式,能独立地将外设器件转入低功耗工作模式。
此外,该芯片有多达41 个可单独编程或复用的通用I/O 脚(GPIO),用户可根据自己的需求进行软件设置,使之在应用中具有极大的灵活性。
概括来说,TMS320LF2407 具有极低的功耗、强大的处理能力、丰富的片上外围模块、方便高效的开发方式。
二、液晶显示模块与接口电路为实现友好的中文人机显示界面,液晶模块选用信利公司的MG-12232。
该模块的供电电压典型值为3V,工作电流典型值为0.3μA,其显示范围为122 乘以32 点阵。
基于TMS320LF2407的8路高速A/D并行采集系统王朋1李智1 李精华2许川佩1(1桂林电子工业学院电子工程系桂林 541004)(2桂林航天工业高等专科学校电子工程系 桂林 541004)摘要:本文使用当前普遍采用的TMS320LF2407 DSP作为CPU,对其进行了8路并行A/D 扩展。
并对所选用A/D器件MAX155的性能和工作原理进行了介绍,最后,还给出了该系统硬件结构框图和相应的DSP软件控制程序。
关键词:DSP;串行A/D;并行高速A/D中图分类号:TP368.1 文献标识码:AEight-channel High Speed Simultaneous A/D Sampling System Based on TMS320LF2407Wang peng1 Li Zhi1 LiJingHua2 XuChuanPei1( 1 Dept. of Electronic Eng, Guilin University of Electronic Technology , Guilin 541004, china) (2 Dept. of Electronic Eng., Guilin College of Aerospace Technology,Guilin 541004,China)Abstract:Taking use of the common used TMS320LF2407 DSP as the controlling CPU, this paper sets out the expansion of 8-channel simultaneous high-speed A/D for DSP which integrates a 16-channel serial A/D component. Introducing the performance and operation of A/D converter-MAX155. In the end, the construction diagram of hardware and the controlling software concerning this system are given.Key words: DSP; serial A/D; simultaneous high-speed A/D1引言在计算机检测系统中,由模拟信号到数字信号的转换,是由数据采集系统来完成的。
基于DSP的电压采集系统设计上海电机学院课程设计任务书摘要随着数字信号处理理论和计算机技术的不断发展,现代工业生产和科学技术研究都需要借助数字处理方法,进行数字处理的先决条件是将所研究的对象进行数字化,也即数据采集与处理。
本小组课程设计题目为基于DSP的电压采集系统设计,将模拟信号转换为数字信号。
本设计是一种基于TMS320LF2407A DSP芯片设计的实现高速度、宽范围、高精度的电压采集系统设计。
系统以DSP为控制核心,通过信号调整电路,电源电路,时钟电路,复位电路,外设存储和JTAG,实现电压信号转换成数字信号。
重点给出DSP 与AD转换接口电路以及系统控制软件的设计。
基于DSP的信号采集系统相对于基于单片机的信号采集系统更能满足电力系统在精确度和实时性方面的要求。
该功能单元一旦实现可广泛用于各种要求信号采集的电路,具有较高的实用价值。
在科学研究中,应用数据采集系统可获得大量的动态信息,是研究瞬间物理过程的有力工具。
关键词:DSP,电压采集,AD转换ABSTRACTWith the continuous development of digital signal processing theory and computer technology, modern industrial technology production and scientific research need the help of digital processing methods, the primary condition for digital processing of the object under study is digitized, that data acquisition and processing. Curriculum design subject of our group is voltage acquisition system based on DSP, which transfers analog signals into digital signals. The design is based on TMS320LF2407A DSP chip design to achieve high-speed, wide-range, high-precision voltage acquisition system design. System with DSP as the control core, through the signal adjustment circuit, power circuit, clock circuit, reset circuit, peripheral memory and JTAG, realize the conversion of voltage signal into digital signal. Focus is on DSP and AD conversion interface circuit and control software design. The signal acquisition system based on DSP can better meet the requirements of the power system in precision and real time aspects than which based on single chip microcomputer. Once the functional unit is implemented, it can be widely used in signal acquisition circuit of various requirements and it has high practical value. In scientific research, the use of signal acquisition system can get a lot of dynamic information. It is a powerful tool to study the physical processes of the moment.Key words: DSP, voltage acquisition, AD conversion目录1 绪论 (1)1.1课题研究的背景 (1)1.2 国内外研究及开发现状 (1)1.3 本文主要内容和章节安排 (2)2 DSP控制及电压数据采集系统硬件设计 (3)2.1 DSP控制 (3)2.1.1 TMS320LF2407的技术参数 (3)2.1.2 DSP控制系统的端口资源分配 (4)2.2总体硬件结构设计 (5)2.3 电源电路设计 (6)2.4 电压调理电路设计 (7)2.5 时钟电路设计 (7)2.6 复位电路设计 (8)2.7 仿真电路设计 (9)2.8存储器扩展电路 (10)3 电压采集系统软件设计 (11)3.1系统软件设计总框架 (11)3.2 系统初始化 (12)3.3 中断服务子程序 (13)3.4 A/D转换采样的实现程序 (13)3.4.1 A/D转换器进行初始化 (13)3.4.2 启动A/D转换 (14)3.4.3 读出A/D转换的值 (15)3.4.4 判断A/D转换结束 (15)4 采集数据的结果 (17)4.1 CCS2.0仿真操作步骤 (17)4.2 采集结果 (17)4.3 实验总结 (19)5 总结 (20)参考文献 (21)致谢 (22)附录 (23)1 程序源代码 (23)2 整体硬件设计图 (25)1 绪论1.1课题研究的背景在高度发展的当今社会中,科学技术的突飞猛进和生产过程的高度自动化已成为人所共知的必然趋势,而它们的共同要求是必须建立在有着不断发展与提高的信息工业基础上。
人们只有从外界获取大量准确、可靠的信息经过一系列的科学分析、处理、加工与判断,进而认识和掌握自然界与科学技术中的各种现象与其相关的变化规律,并通过相应的系统和方法实现科学实验研究与生产过程的高度自动化。
换言之,生产过程的自动化面临的第一个问题就是必须根据从各种传感器得到的数据来检测、监视现场,以保证现场设备的正常工作。
所以对现场进行数据采集是重要的前期基础工作,然后再对现场数据进行传输和相应的处理工作,以满足不同的需要。
数据采集系统是一种应用极为广泛的模拟量测量设备,其基本任务是把信号送入计算机或相应的信号处理系统,根据不同的需要进行相应的计算和处理。
它将模拟量采集、转换成数字量后,再经过计算机处理得出所需的数据。
同时,还可以用计算机将得到的数据进行储存、显示和打印,以实现对某些物理量的监视,其中一部分数据还将被用作生产过程中的反馈控制量。
数据处理在整个科研工作中是个重要的必不可少的环节,数据处理系统工作的质量和速度如何,对整个科研工作的影响也是很大的。
因此研究一种质量性能高的通用数据采集平台具有很大的意义。
从广泛的意义上来讲,数据采集与处理的主要包括以下几个方面:(1)数据的采集:主要是解决非电量转换为电量的问题以及多路复用、数据的模拟形式和数字形式之间的转换问题。
(2)数据的记录:数据的存储是非常重要的问题。
(3)数据处理:包括预处理、数据检验和数据分析等步骤。
随着科学技术的飞速发展,对数据处理的实时性要求也愈来愈迫切。
显然,不论在哪个应用领域中,数据处理越及时则经济效益就越大。
而此次的研究课题是数据采集系统中的一小部分电压采集系统设计。
主控元件采用TMS320LF2407A芯片, TMS320LF2407A是美国TI公司推出的新型高性能16位定点数字信号处理器, 它专门为数字控制设计, 集DSP的高速信号处理能力及适用于控制的优化外围电路于一体, 在数字控制系统中得以广泛应用。
1.2 国内外研究及开发现状数据采集与处理一直是生产实践研究与应用领域的一个热点和难点。
随着微电子制造工艺水平的飞速提高及数据分析理论的进一步完善与成熟,目前国内外对数据采集系统的高性能方面的研究上取得了很大的成就。
就A/D转换的精度、速度和通道数来说,采样通道从单通道发展到双通道、多通道,采样频率、分辨率、精度逐步提高,为分析功能的加强提供了前提条件。
而在数据分析的微处理器上,最初的数据采集系统以8位单片机为核心,随着微电子技术的不断发展,新兴单片机的不断问世,十六位、三十二位单片机也为数据采集系统研制厂家所采用,近来采用具有DSP功能的数据采集系统也己投入市场。
同时,通用PC机的CPU用于数据处理也较为常见。
总之,伴随着高性能微处理器的采用和用户技术要求的不断提高,数据采集系统的功能也越来越完善。
数据采集系统的发展主要体现在以下几个趋势:首先,在专业测控方面,基于PC计算机的数据采集系统越来越成熟和智能化。
在过去的二十年中,开放式架构PC机的处理能力平均每十八个月就增强一倍为了充分利用处理器速度的发展,现代开放式测量平台结合了高速总线接口,如PCI和PXI/Compact PCI,以便获得性能的进一步提升。
计算机的性能提升和由此引起的基于计算机的测量技术的创新,正在持续不断地模糊着传统仪器和基于计算机的测量仪器之间的界线。
其次,在通用测控方面,采用嵌入式微处理器的方案也由早期的采用A/D器件和标准单片机组成应用系统发展到在单芯片上实现完整的数据采集与分析,即目前极为热门的SOC(System On Chip)。
通常在一块芯片上会集成一个,可以采样多路模拟信号的A/D 转换子系统和一个CPU核(比如增强型80_52内核),而且其CPU的运算处理速度和性能也较早期的标准CPU内核提高了数倍,而且有着极低的功耗。
这种单芯片解决方案降低了系统的成本和设计的复杂性。
此外,为了解决SOC方案中数据处理性能的不足,采用DSP作为数据采集系统的CPU的研究与应用目前也逐渐引起业内重视。
但是这类产品目前仅仅处于发展的初级阶段,在精度、速度或其它性能指标上并不能很好的满足要求。
因此,国内外以DSP作为数据采集系统的采样控制和分析运算的研究与应用正在展开。
1.3 本文主要内容和章节安排本文完成了一种基于数字信号处理器、通用串行总线接口的电压数据采集系统的方案的设计,实现了数据的采样与分析,重点针对DSP硬件设计和DSP软件设计展开研究。
全文的结构安排如下:第1章绪论,说明了课题的来源、研究的目的、意义以及国内外研究现状。
第2章给出了系统的硬件设计过程,重点研究DSP硬件电路的设计。