Yibin University基于TMS320F2812同步数据采集系统的设计专业：电子信息科学与技术学生姓名：王蓟学生学号： 120302007 院系：物理与电子工程学院年级、班： 2012级励志班指导教师：文良华2015年6月20日摘要为了实现高速同步数据采集，本文介绍了一种基于TMS320F2812 DSP芯片与AD转换芯片ADS8365构成的高速、并行高精度数据采集系统，主要内容包括两种芯片功能的介绍、硬件接口电路的设计及相关软件设计等。
关键词:TMS320F2812；ADS8365；数据采集；同步采样AbstractTo implement high-speed simultaneous data collection,this paper designed a hig h-speed,high-precision simultaneous data acquisition system,which is built based on two main modules:TMS320F2812 DSP chip of TI and AD converter of ADS8365.The d esign of hardware interface circuits and related software,the introduce of these two c hips etc. are described in this paper.Key words：TMS320F2812；ADS8365；data acquisition；simultaneous sample目录1引言 (5)1.1课程设计目的 (5)1.2课程设计的要求 (5)2系统硬件简述 (6)2.1TMS320F2812芯片介绍 (6)2.2ADS8365芯片介绍 (6)2.3F2812芯片的结构及性能概述 (7)2.4F2812芯片CPU的组成 (7)2.5预备知识CCStudio调试一个项目的步骤 (8)2.6SEED-DEC5416DSP实验箱基本系统 (8)2.7SEED-Mboard实验箱人机接口模块 (8)3硬件电路及仿真设计 (9)3.1系统总体方案 (9)3.2软件仿真设计 (10)3.3首先利用setup CCStudio进行配置 (11)3.4Project manager窗口建立新的工程 (12)3.5数据采集系统软件设计 (13)3.6ADS8365的初始化 (14)3.7TMS320F2812的初始化 (15)3.8信号采样程序和中断服务程序 (16)4实验结果及波形 (19)5结束语 (20)参考文献 (21)1引言电力拖动控制系统中的电压、电流及转速信号采样的准确性和实时性，对控制系统的精度有很大的影响。
在“无刷双馈电机控制系统”课题的研究中，采用Tl 公司的TMS320F2812芯片作为控制器，该芯片的ADC模块只能同时对两路信号并行采样，而在“无刷双馈电机控制系统”中要控制能量的双向流动，即要对整流侧、逆变侧和中间直流环节的多路电压、电流及转速信号进行实时采样，显然直接用F2812芯片的ADC模块无法保证采样的同步性。
为了实现同步采样功能，本文在硬件上采用了带同步信号发生电路的同步采样芯片，即使用美圉德州仪器公司推出的ADS8365芯片与TMS320F2812芯片构成采样控制系统。
ADS8365有六路高速同步采样通道，用两片即可以满足本系统的要求。
本文介绍ADS8365芯片和TMS320F2812芯片功能和特点的基础上，详细阐述了一片ADS8365和TMS320 F2812的硬件接口电路和软件编程方法，并对两片ADS8365扩展方法进行了简要的介绍。
1.1课程设计目的(1)、了解数据采集系统的特点及设计方法；(2)、熟悉使用C语言编(改)写较复杂的程序；(3)、熟悉C语言对外设(DSK板或示波器)的访问(软件编程、硬件连接)；(4)、熟练使用软件CCS对程序的完整调试过程。
1.2课程设计的要求(1) 通过实际应用系统的分析、设计、编码、测试等工作，掌握DSP设计的一般方法和过程，初步掌握开发的有关技术。
(2) 要求所实现的系统具有较完善的功能，能够完成DSP系统相关功能。
(3) 对所设计的系统要求进行认真的测试与调试，所提交的软件系统要能正确运行。
(4) 按要求认真撰写课程设计报告书2 系统硬件简述2.1TMS320F2812芯片介绍TMS320F2812芯片足高性能32位定点DSP，采用1.8V的内核电压，3.3 v 的外围接口电压，最高频率150 MHZ，指令周期为6.67ns，片内有18K的RAM 和128K高速Flash，事件管理器EVA和EVB包括通用时钟、PWM信号发生器等。
该芯片可广泛应用于电力系统控制、电力转换以及通信设备、工业自动化、电机控制以及工业现场控制等。
2.2ADS8365芯片介绍ADS8365是一种高速、低功耗、同步采样转换器件，它足16位高速并行接口的模数转换芯片。
每片ADS8365由3个转换速率为250ksps的ADC构成，每个ADC有2个模拟输入通道，每个通道都带有采样保持器，3个ADC可组成3对模拟输入，可对其中的输入信号同时采样保持。
另外，该芯片采用+5V工作电压，最大采样吞吐率可高达5MHz，并带有80 dB共模抑制的全差分输入通道以及6个差分采样放大器。
引脚内部还带有2.5V电压接口，可用以提供基准电压。
由于6个通道可以同时采样，因此很适合用于需同时采集多种信号的应用场合。
ADS8365的6个模拟输入通道叮分为三组，分别为A、B和C组。
每组都有一个保持信号(分别为HOLDA、HOLDB和HOLDC) ，用于启动各组的A／D转换。
6个通道可以进行同步并行采样和转换。
当ADS8365的HOLDX保持20ns的低电平后开始转换。
当转换结果被存入输出寄存器后，引脚EOC的输出将保持半个时钟周期的低电平，以提示TMS320F2812处理器进行转换结果的接收，处理器通过置RD和CS为低电平使数据通过并行输出总线读出。
图2.1 ADS8365时序图2.3F2812芯片的结构及性能概述表2.1 F2812芯片说明图2.2 芯片实物图2.4F2812芯片CPU的组成图2.3 芯片CPU结构2.5预备知识CCStudio调试一个项目的步骤(1) 连接目标板debug——connect；(2) 打开工程项目，调试代码project——open；(3) 创建目标文件project——(re)build(F7)；(4) 加载目标代码File——load program(Ctl+L)；(5) 运行程序Debug——run(F5)。
2.6SEED-DEC5416DSP实验箱基本系统1、高性能DSP：TMS320F2812，主频160MHz2、SRAM：64K×16-位（可扩展至512K×16位）3、Flash：256K×16-位（可扩展至1M×16位）4、提供看门狗电路、电源监视、上电复位、手动复位5、2路编程可选的RS232/RS422/RS4856、AC97标准的Audio音频接口7、3路McBSP8、1路480MHz工作主频USB2.0接口2.7SEED-Mboard实验箱人机接口模块1、处理器为 TMS320F2812 DSP2、SRAM：64K×16-位（可扩展至256K×16位）3、Flash：256K×16-位（用于存放二级标准汉字库及驻留实验程序）4、提供手动复位5、1路RS232接口6、4路12位10μS建立时间±10V输出D/A,为信号发生器功能7、17键按键键盘8、240*128大屏幕液晶显示3 硬件电路及仿真设计3.1系统总体方案在现代通信系统中, 通信电源对于确保通信系统运行的稳定性和可靠性，显得尤为重要，对于电源的监测和控制是通信系统中一个重要的环节。
在通信电源的监测系统中不但要对线路中的电压量、电流量、供电频率以及开关量的状态进行监测，而且还要计算出线路的有功功率、无功功率、功率因数以及电网中的谐波分量。
在数据采集时要保证对电压信号、电流信号同步进行采样，以保留接收到的各路信号之间的相位信息，从而在随后的处理中解算出各路信号之间的时延关系。
图3.1 系统总体构成系统数据采集处理工作过程是：外部输入信号通过信号调理模块进入A/D 转换模块，转换后的数据经同步串口MCBSP进入DSP，通过DSP片内集成的DMA 通道，将数据读入缓存，当缓存内数据数量达到处理要求，DSP产生中断，对数据进行处理保存。
通过DSP的DMA技术和中断技术实现数据边采集边运算。
3.2软件仿真设计图3.2 仿真流程图TMS320F2812芯片提供了良好的C语言开发环境，使用C语言缩短了开发周期，降低了编程的复杂性。
由流程图可以看出程序的执行顺序：首先，上电后由硬件复位ADS8365，初始化TMS320F2812，设置相应的系统主频及与采样有关的高速外设时钟频率；然后配置TMS320F2812与AD转换芯片工作用到的事件管理器的Gpio口；最后初始化中断向量表，将Adc_isr ( ) 采集中断服务程序的入口地址放在对应EOC输入引脚XINT的向量地址处，并且配置成由低电平触发进入中断，最后使能系统中断，等待EOC中断信号的到来。
3.3首先利用setup CCStudio进行配置图3.3 配置图图3.4 参数图Build options 配置包括：piler 参数2.Linker 参数3.4Project manager窗口建立新的工程• CCStudio以项目管理代码文件；•只需要加载后缀为pjt的项目文件，即可加载所有关联的代码文件、库文件、cmd文件。
图3.5 Project manager窗口3.5数据采集系统软件设计图3.6 TMS320F2812和ADS8365的接口设计图TMS320F2812和ADS8365的接口设计ADS8365的数据读出可采用直接地址读方式、FIFO读方式、循环读方式，因此与TMS320F2812的接口至少有3种互连方案。
本采集系统选择直接地址读方式，由XA[ 2:0]作为变换结果寄存器低位地址，当ADS8 365的CS引脚为高电平时，其数据总线处于高阻状态，当CS引脚置低电平时并口数据总线上输出当I;其数据总线具体的连接电路如上图所示。
ADS8365可使用单独的外部晶振，或使用TMS320F2812 I／O口模拟晶振，本系统使用TMS320F2812 EVA的TIPWM来产生ADS8365的CLK时钟输入信号。