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摘要：介绍一种以TMS320VC5402 DSP为核心处理器的高速远程数据采集与处理系统。
该系统以分时采集方式对多路模拟信号进行数据采集，采样率达40MHz。
经过高速处理器的实时处理，通过光缆将数据传送到主控计算机端，作进一步处理与分析。
该系统可以广泛应用于需要较高频率远程模拟信号的采集处理场合。
关键词：远程数据采集DSP光纤通信信号处理随着数字信号处理技术及通信技术的发展，ＤＳＰ技术应用越来越广泛。
将ＤＳＰ技术应用于高速数据采集，可以对采集数据进行实时处理，同时将高速光缆通信技术应用于远程数据采集的数据传递，能够使采集的大量信号高速可靠地传递至主控计算机作进一步的分析处理。
本文介绍了一种使用ＴＭＳ３２０ＶＣ５４０２作为处理器，用高速Ａ／Ｄ转换芯片进行数据采集与处理，使用光缆进行数据通信的高速远程数据采集板。
将此采集板应用于油田超声波测井系统，为探测油井下内壁、壁厚以及油井外固井水泥环的情况提供充分的数据基础。
作为一个使用ＤＳＰ芯片作为处理器的远程数据采集系统，不但要完成数据的采集工作，而且还要能够对数据进行实时处理，然后将数据传递至远处控制端。
同时，数据采集部分还要能够接收远端控制端发出的命令，及时对数据采集进行总体上的控制。
此远程数据采集系统需要完成的基本功能是：接收地面主控计算机发出的控制命令，自动完成多路超声波电信号的采集工作：将信号放大，滤波处理后数字化，经过短暂存储及初步处理，将数字化的超声波信号分组，传递至地面主控计算机，供分析软件进行数据分析。
１系统硬件的设计整个系统由数据采集和计算机控制卡两部分组成。
数据采集部分完成超声波信号的放大、滤波、模数转换以及处理和传输控制；计算机控制卡接收由数据采集卡经过光缆传递的数据信号，送至计算机ＰＣＩ总线，由处理软件进行数据处理。
ＰＣＩ控制卡经过控制软件向数据采集卡发送数据采集命令，使数据采集卡根据命令改变工作状态。
１．１数据采集卡的硬件设计图１为数据采集卡部分的电路原理图。
基于DSP的高速信号采集系统设计
李莹平;曾水平
【期刊名称】《自动化技术与应用》
【年(卷),期】2010(029)011
【摘要】本文介绍了一种高速信号采集系统的设计.该系统以TI公司的DSI芯片TMS320VC54021[1]和SST公司的单片机芯片STC89LE58RD+[2]为主从控制双核心,通过瑞立公司的网络通讯芯片RTL8019as[3]与PC机进行数据通讯,给出了硬件连接设计和软件程序设计两方面的设计方案.
【总页数】4页(P50-53)
【作者】李莹平;曾水平
【作者单位】北方工业大学,机电工程学院,北京,100041;北方工业大学,机电工程学院,北京,100041
【正文语种】中文
【中图分类】TP274.2
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5.基于DSP与FPGA的信号采集系统设计 [J], 胡益诚;张晓曦;代明清;李碧涵
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基于DSP的高速数据采集系统设计
赵伟;鲍慧;刘云峰
【期刊名称】《电力科学与工程》
【年(卷),期】2008(24)2
【摘要】介绍了一个基于DSP的高速多路同步采集系统,给出了系统的总体设计方案,分析了系统硬件电路的功能和部分软件的设计思想.该系统方案设计主要围绕数据的高速采集和大容量存储两方面考虑,以突出方案的优越性,同时为外围设备的扩展探索出一条有效的新途径.
【总页数】5页(P64-68)
【作者】赵伟;鲍慧;刘云峰
【作者单位】华北电力大学,电气与电子工程学院,河北,保定,071003;华北电力大学,电气与电子工程学院,河北,保定,071003;华北电力大学,电气与电子工程学院,河北,保定,071003
【正文语种】中文
【中图分类】TP274.2
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基于DSP的高精度多路数据采集系统的设计
穆洪伟;赖康生
【期刊名称】《工业控制计算机》
【年(卷),期】2009(22)2
【摘要】讨论了DSP芯片TMS320F2812和AD转换芯片AD7856的特点,设计了具有较高精度的基于AD7856和DSP的32路数据采集系统.给出了AD7856和DSP的接口电路以及DSP与上位机之间数据通讯的实现方式.
【总页数】2页(P15-16)
【作者】穆洪伟;赖康生
【作者单位】大连理工大学物理与光电工程学院,辽宁,大连,116023;大连理工大学物理与光电工程学院,辽宁,大连,116023
【正文语种】中文
【中图分类】TP3
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基于DSP和USB的高速数据采集与处理系统设计在图像数据处理系统中，经常需要对高速信号举行采集与处理。
例如，在光传感技术中对光脉冲散射信号的测量，在雷达工程中对电磁脉冲信号的测量等，都需要对高速信号举行采集与运算，而且此类高速信号的测量，往往对数据采集与处理系统提出严格的要求。
本文设计并实现一种基于和的高速数据采集与处理系统。
该系统容易，牢靠性好，具有一定的通用性，并且可以举行多通道扩展。
1 原理概述基于DSP和USB的高速数据采集与处理系统的原理框图1所示。
系统上电后，DSP、分离由各自的FLASH加载程序，采集与处理系统开头运行。
在A/D变换器完成转换后由FPGA向DSP发送中断0申请信号，DSP从A/D FIFO RAM中读取数据，并举行小波变换去噪处理，处理结束后DSP 向USB控制器发送中断申请信号，USB控制器将处理后的数据发送至PC机，由主机应用程序显示数据。
主机应用程序还可以对囫囵采集、处理系统举行控制，主要设定三个功能：接收处理后的数据，接收处理前的数据，设定A/D的采样频率和采样点数。
2 系统硬件设计系统硬件设计主要分为三大部分：DSP部分、FPGA部分、USB部分。
2.1 DSP部分设计本系统用法的DSP芯片为TI（）公司的TMS320VC33，它是TI公司推出的性价比极高的32位浮点型数字信号处理芯片，是目前在国内外用法最为广泛的浮点DSP之一。
TMS320VC33具有以下特点：哈佛结构；流水线操作；专用的硬件乘法器；特别的DSP命令；迅速的命令周期。
另外，TMS320VC33还具有强大的浮点运算能力，运算速度可达150MFLOPS（每秒百万次浮点运算），处理能力达到75（每秒百万次命令周期）。
而且，它还采纳3.3V I/O第1页共4页。
一种基于DSP的高速高精度信息采集系统设计【摘要】科学研究和工业生产，对测控系统信息采集的速度和精度提出了越来越高的要求。
本文利用TMS320C6713B芯片高速度高效率的信号处理能力，结合高精度A/D转换芯片MAX1403，提出了一种高速高精度的信息采集系统设计方案，并以热电偶温度传感器的应用为例，给出了实用的温度信号采集电路。
【关键词】DSP；信息采集；温度传感器0 引言信息采集技术应用极为广泛，在工农业生产、科学研究、国防现代化、消费娱乐等各行各业都有大量应用，是现代信息技术的三大支撑技术之一，在信息系统中是首要的基础的一环[1]。
信息采集技术的优劣影响着信息传输和信息处理的质量。
随着全社会信息化水平的提高，业界对信息采集技术提出了更高的要求。
速度和精度是衡量信息采集技术优劣程度的关键指标，设计高速高精度的信息采集系统具有重要的实用价值。
1 硬件设计考虑信息采集系统对高速高精度的要求，本文利用TI公司的浮点DSP芯片TMS320C6713B作为处理器。
TMS320C6713B是TI公司继C62X系列定点DSP 芯片后开发的一种32bit新型浮点DSP芯片，该芯片的内部结构在C62X基础上改进，具有如下特点：（1）处理速度快，工作主频最高可达到300MHz，峰值运算能力为2400MIPS/1 800MFLOPS；（2）硬件支持IEEE格式的32bit单精度与64bit双精度浮点操作；（3）集成了32×32bit的乘法器，其结果可为32bit或64bit；（4）C62X指令无需任何改变即可在C6713B上运行[2]。
要完成高精度的信息采集需要高精度A/D转换芯片，本文中选用MAXIM 公司的MAX1403。
其主要特点为：（1）精度为18bit（480SPS），16位无漏码，INL：±0.001%；（2）自带恒流源输出，可方便的与传感器相连；（3）供电电压为3.3V，方便应用于DSP系统中；（4）低功耗；（5）3个全差分测量通道，2个额外的全差分校正通道；（6）片内可编程的增益放大器，1～128倍放大；（7）过采用技术和数字滤波器；（8）SPI串口输出。
基于DSP的多通道高精度数据采集系统的设计
程乐;郭勇
【期刊名称】《仪器仪表用户》
【年(卷),期】2008(015)006
【摘要】当今社会.众多领域都需求高精度A/D转换和实时处理功能.传统设计方法是由软件控制数据采集的.由于A/D转换频繁中断系统的运行.限制了数据采集的速度.本文基于TI公司的TMS320C5402处理器设计了一种多通道高速数据采集系统,采用DSP+FPGA控制A/D转换和数据存储的方案,最大限度地提高系统的信号采集和处理能力.
【总页数】2页(P19-20)
【作者】程乐;郭勇
【作者单位】成都理工程大学信息工程学院,成都,610059;成都理工程大学信息工程学院,成都,610059
【正文语种】中文
【中图分类】TM861
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1.一种基于DSP和FPGA的多通道数据采集系统的设计 [J], 吴永鹏;王章瑞;赵煜滢;向前勇
2.基于DSP的无线多通道数据采集系统设计 [J], 袁博;查晨东
3.基于DSP的多通道数据采集系统设计 [J], 成晓炜; 范涛
4.基于dsp的多通道数据采集系统的设计 [J], 孙元杰;周士贵;宋磊
5.基于DSP的多通道高精度数据采集系统 [J], 于磊;朱惠静
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1引言1.1 课题的研究背景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。
在许多检测和控制系统中，数据采集和处理模块都是很重要的组成部分；随着数字信号处理理论和计算机技术的不断发展，在图像处理、瞬态信号检测、软件无线电等一些领域，更是要求高速度、高精度、高实时性的数据采集与处理模块。
数据采集和处理模块完成对大量原始的现场数据和信息的采集与预处理，并通过建立与上位机的实时通信，向系统提供数据。
对于数据采集模块，通常要求其能对多通道进行并行处理，具备较高的实时性并有一定的数据处理能力。
随着现代检测与控制系统复杂性的提高，对数据采集模块也提出了新的要求。
在很多控制系统中，要求数据采集模块能够对多个信号通道进行实时，高速的数据采集与高精度的数据预处理。
传统的数据采集处理模块多以单片机为中央处理器，结合外围的信号调理电路，A/D转换电路，以及控制电路来完成数据采集过程。
8位的5l单片机对数据的运算与处理能力有限，难以适应高精度数据采集与处理的要求。
因此，对于高精度，高速度的数据采集与处理系统，需要使用更高端的处理器。
使用高端的处理器的数据采集系统组织较为复杂，开发周期长，而且由于其指令的通用性，数字信号处理算法如数字滤波，FFT等实现困难，对处理器的利用效率不高。
单片机从本质上说属于事务密集型的处理器，使用传统的单片机难以满足该数据采集系统对于数据运算方面的要求。
数字信号处理器(DSP)的出现和广泛使用，很好地满足了数据采集系统对于核心处理器的要求。
无论从实时处理外部事件(中断，I/O)的能力，还是对于数据运算的速度和精度来看，数字信号处理器都有非常大的优势。
一种基于DSP的高速高精度信息采集系统设计
【摘要】科学研究和工业生产，对测控系统信息采集的速度和精度提出了越来越高的要求。
本文利用TMS320C6713B芯片高速度高效率的信号处理能力，结合高精度A/D转换芯片MAX1403，提出了一种高速高精度的信息采集系统设计方案，并以热电偶温度传感器的应用为例，给出了实用的温度信号采集电路。
【关键词】DSP；信息采集；温度传感器
0 引言
信息采集技术应用极为广泛，在工农业生产、科学研究、国防现代化、消费娱乐等各行各业都有大量应用，是现代信息技术的三大支撑技术之一，在信息系统中是首要的基础的一环[1]。
信息采集技术的优劣影响着信息传输和信息处理的质量。
随着全社会信息化水平的提高，业界对信息采集技术提出了更高的要求。
速度和精度是衡量信息采集技术优劣程度的关键指标，设计高速高精度的信息采集系统具有重要的实用价值。
1 硬件设计
考虑信息采集系统对高速高精度的要求，本文利用TI公司的浮点DSP芯片TMS320C6713B作为处理器。
TMS320C6713B是TI公司继C62X系列定点DSP 芯片后开发的一种32bit新型浮点DSP芯片，该芯片的内部结构在C62X基础上改进，具有如下特点：（1）处理速度快，工作主频最高可达到300MHz，峰值运算能力为2400MIPS/1 800MFLOPS；（2）硬件支持IEEE格式的32bit单精度与64bit双精度浮点操作；（3）集成了32×32bit的乘法器，其结果可为32bit或64bit；（4）C62X指令无需任何改变即可在C6713B上运行[2]。
要完成高精度的信息采集需要高精度A/D转换芯片，本文中选用MAXIM 公司的MAX1403。
其主要特点为：（1）精度为18bit（480SPS），16位无漏码，INL：±0.001%；（2）自带恒流源输出，可方便的与传感器相连；（3）供电电压为3.3V，方便应用于DSP系统中；（4）低功耗；（5）3个全差分测量通道，2个额外的全差分校正通道；（6）片内可编程的增益放大器，1～128倍放大；（7）过采用技术和数字滤波器；（8）SPI串口输出。
MAX1403的内部原理框图如图1所示[3]。
图1 MAX1403内部原理框图
图1中，左边是模拟电压输入、恒流源输出和参考电压输入。
模拟电压输入后，经多通道选择器的开合，切换至一对缓冲器，之后进入可编程放大部分，放大倍数为1～128。
右边包含了SPI接口电路控制单元、CLK时钟模块以及数字滤波器等。
C6713B自带2个McBSP接口，该接口能与SPI格式的串口连接。
当McBSP 用于时钟停止模式时，即为SPI模式。
在本文中，采用McBSP的时钟停止模式实现C6713B与MAX1403的无缝连接。
C6713B与MAX1403电路连接如图2所示。
图2 C6713B与MAX1403电路连接图
MAX1403的OUT1、OUT2接口提供了2路200μA恒流源，可用于为传感器提供电源，这使其在工业测量应用中能简化电路设计。
在工业控制中常需要采集温度信号。
热电偶是常用的温度传感器，本文采用热电偶将温度转化为电压，并由MAX1403将获取的电压转化为数字形式。
热电偶与MAX1403的电路连接如图3所示。
图3 热电偶与MAX1403的电路连接
热电偶的输出信号较微弱，在将信号输入电路前，应防止电磁、环境温度等的干扰，可采用屏蔽线。
在将热电偶转换后的电压输入电路后，还需进行滤波和放大处理。
图3中热电偶和MAX1403间的RC滤波电路可滤除热电偶信号中的干扰信号。
MAX1403内部的可编程放大器可将信号放大到适当的幅值。
利用MAX1403还可以构成热电阻测量电路和传感器桥式测量电路，综合考虑系统的可扩展性，MAX1403的电路设计如图4所示。
2 软件程序设计
该信息采集系统的软件设计主要包括MAX1403初始化、C6713B的McBSP 初始化、C6713B通过McBSP读写数据等模块，各模块的主要程序如下：
2.1 MAX1403初始化
void Init_max1403 （void）
{
INT MY_GS1，MY_GS2，MY_GS3，MY_TF1，MY_TF2，MY_TF3；
MY_GS1 = 0x0A；MY_GS2 = 0x00；MY_GS3 = 0x00；
MY_TF1 = 0x00；MY_TF2 = 0x00；MY_TF3 = 0x00；
Mcbsp_write （0x10）；
Mcbsp_write （MY_GS1）；/*写全局设置寄存器1 */
Mcbsp_write （0x20）；
Mcbsp_write （MY_GS2）；/*写全局设置寄存器2 */ Mcbsp_write （0x30）；
Mcbsp_write （MY_GS3）；/*写全局设置寄存器3 */ Mcbsp_write （0x40）；
Mcbsp_write （MY_TF1）；/*设置转换寄存器1 */ Mcbsp_write （0x50）；
Mcbsp_write （MY_TF2）；/*设置转换寄存器2 */ Mcbsp_write （0x60）；
Mcbsp_write （MY_TF3）；/*设置转换寄存器3 */ }
2.2 C6713B的McBSP初始化
void McBsp0_init（）
{
write_reg（SPCR1，0x4001000）；
delays（10）；
}
2.3 C6713B通过McBSP写数据
void Mcbsp_write（）
{
*（DXR11）= data0；//写数据到DXR11寄存器
}
2.4 C6713B通过McBSP读数据
void Mcbsp_read（）
{
*（DXR11）=0x0；
data0=*（DRR11）；//从DXR11寄存器中读取数据
}
3 结语
MAX1403具有很高的AD转换精度，能提供2路恒流源，且片内集成有数字信号滤波器和可调增益放大器，这些特点使其特别适合于高精度的信息采集，结合C6713B高速的信号处理能力，本文设计了一种高速高精度的信息采集系统，并以工控领域常用的温度信息采集为例给出了该系统的应用实例。
【参考文献】
[1]孙传友，张一.感测技术基础[M].3版.北京：电子工业出版社，2011.
[2]Texas Instruments，Inc.，TMS320C6713B floating-point digital signal processor.Literature Number：SPRS294B，2006[Z].
[3]陈海涵，王淑娟.高性能∑-ΔA/D转换器MAX1403在微功耗旋涡流量计中的应用[J].仪器仪表用户，2002（5）：27-30.
※基金项目：吉首大学2012年度实验室开放基金项目《基于虚拟仪器技术的信号采集与处理系统设计与实现》（JDLF2012025）。
