基于DSP的便携式数据采集仪表

发布于：2007/5/28 8:45:24 | 973 次阅读

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　　摘要：介绍基于DSP的便携式数据采集仪表，该仪表由DSP和PC机两部分组成。DSP部分实现数据采集和存储，并通过高速接口与PC直接或远程通信。PC机部分主要由软件完成数据的分析和处理。
关键词：数据处理器；数据采集；数据通信

Portable Data CollectionInstrument Based on DSP

　　GAOChi，SUBo，LIGuo－ping，LIPei－feng

　　(Lai Wu Professional TechnicalInstitute，Lai Wu 271100，China)

　　Abstract：Aportableinstrumentfor data collection based on DSPisintroduced．DSPpartisto realize data collection，and through high speedinterface，realizethe direct orlong－range communication with PC．The partof personal computer handles and the analyses data．
　　Key words：DSP；data collection；data communication

1　系统的构成及功能
　　系统构成如图1所示，由DSP和PC机两部分组成。DSP完成数据的采集、存储与传输，PC机完成数据的接收、分析和输出打印。

　　DSP部分由专用传感器、采样保持器、液晶显示、存储器、串行通讯口和键控电路组成；实现定时采样、存储数据、功能显示、功能设置等功能。PC机部分主要是软件设计，不需要安装额外的硬件设备，与DSP部分通过串口线进行通讯、传递数据并由软件对数据进行处理。

2　DSP部分的设计
2．1　硬件设计
　　TMS320F206型号的DSP是系统的，芯片内置544字的高速SAM和32K字零等待快闪存储器。考虑到TMS320F206内部存容量有限，扩展存储器选择EEPROM2864。ADC0831为串行A/D转换芯片，用于完成数据的采集和A/D转换。液晶显示器用于操作提示、显示数据和时间等信息，便于人机联系。键控电路用来对仪表进行操作，依次实现启动、调节、退出和设置等功能。传感器是信号采集的关键器件，需要依据不同类型的信号而选择。

2．2　数据通信
　　该仪表针对不同的应用场合对直接数据通信或通过局域网进行数据通信分别进行设计。
    2．2．1　DSP与PC间的高速串口通信的实现　　
    PC机一般带有一个或两个内置串口，DSP一般带有一个高速串行口。PC机的串口传输速率取决于UART芯片，现在几乎所有的PC机都有16550UART用以实现并行数据和串行数据的格式转换，这可以满足DSP与PC机之间的传输匹配要求。
　　PC16550是国家半导体公司生产的通用异步接收/发送(UART)芯片。它不仅能把从CPU接收的数据进行并串转换，还能够把从外围设备或MODEM接收到的数据进行串并转换。该UART包括一个可编辑的波特率产生器，可将输入的时钟信号进行分频，并可产生16倍的时钟来驱动内部的传输逻辑单元。同时它内部集成了中断逻辑；另外，通过对其内部的寄存器的设置可以完成相应功能。DSP通过外存选择信号脚来片选PC16550，通过信号对其进行读写操作。DSP与PC机串口通信时先要对16550进行设置。
    2．2．2　DSP与以太网卡的接口技术
　　以太网是当今的局域网之一。为了实现仪表的远程实时通信，可用DSP芯片TMS320F206结合外围电路模拟ISA时序，实现DSP与NE2000网卡的接口。DSP按下述应用模仿微机时序对网卡进行操作，其方法为：
　　(1)数据线、地址线可以直接相连。网卡仅使用F206的A0－A9这10根地址线。
　　(2)/IOR、/IOW信号线可通过/IS、/STRB、/RD、/WE这4根信号线译码得到，下式给出了生成/IOW、/IOR的译码逻辑关系

　　另外，XF引脚信号经驱动可直接连至RE－SETDRY，READY引脚经上拉电阻连接IOCHRDY，/INT2反向后与IRQS相连。图3给出了F206与网卡连接时的硬件图。GAL16V8用来完成译码及驱动的工作。

3　软件设计
　　软件设计包括DSP部分和PC机部分的软件设计。DSP部分的软件由主程序和中断程序组成。主程序的工作流程图如图4。中断子程序主要用于对系统进行设置，系统初始化后只要按下设置键，即可进入中断处理子程序。根据设置键按下的次数在设置选项中循环切换。进入各选项后可根据液晶显示上的提示通过使用其他按键来对参数进行设置。

PC机的软件采用VB语言编写。主要包括如下功能：与单片机部分进行通讯，存储数据建立数据库，数据表格显示，数据曲线显示，数据表格打印，数据曲线打印等；根据需要还可添加其他处理功能。直接通讯的实现是用通讯控件MsComm来实现的，通过该控件的Commport属性来设置通讯口，用Settings属性来设置通讯的波特率，如：MsComm1．Settings＝“4800，N，8，1”，即设置通讯口波特率为4800bps，无奇偶校验位，8位数据位，1位停止位。通讯是由事件OnComm驱动的，完成数据的传递；接收到的数据即存入数据库文件中，数据库采用Microsoft Access数据库。VB采用DAO操作数据库。表格数据调用Excel打印，首先采用语句Set ex＝NewExcel．Application定义Excel对象，然后即可调用Excel。灵活性较好，可以对打印格式进行预览和定义。
　　这种便携式数据采集仪表具有通用性强，体积小，携带和使用方便，通讯功能完善等特点。

参考文献

［1］孙良，宋曙芹．便携式数据采集仪表的设计与实现［J］．计算机测量与控制，2003，11(4)：315－317．
［2］黄永平．用Visual Basic的通信控件实现串行通信［J］．长春邮电学院学报，1998，(3)24－29．

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