dsPIC30F實(shí)現(xiàn)高精度數(shù)據(jù)采集

為提高數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的采集精度和轉(zhuǎn)換速度，設(shè)計(jì)基于AD7862和dstPIC30F6010A的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，詳細(xì)介紹AD7862和dsPIC30F6010A的特點(diǎn)和性能;并介紹該系統(tǒng)硬件部分和軟件部分，實(shí)踐證明，該系統(tǒng)取得很好的效果。本系統(tǒng)還采用SD卡作為存儲(chǔ)器，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)功能。

引言：

　 本采集系統(tǒng)采用ADI公司生產(chǎn)的12位模數(shù)轉(zhuǎn)換器AD7862，它是一款高速、低功耗、雙核12位模數(shù)轉(zhuǎn)換器。能夠滿足系統(tǒng)對(duì)采樣精度和采樣速度的要求?？刂破骷捎?a class="contentlabel" href="http://www.butianyuan.cn/news/listbylabel/label/dsPIC">dsPIC30F6010A數(shù)字信號(hào)控制芯片，它是Microchip公司生產(chǎn)的高性能16位數(shù)字信號(hào)控制器，內(nèi)核包含一個(gè)DSP引擎，從而能夠顯著增強(qiáng)系統(tǒng)的運(yùn)算和吞吐能力。

　　在某些數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)中，不僅對(duì)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的精度和實(shí)時(shí)性提出要求，而且要求其具有數(shù)據(jù)存儲(chǔ)功能，為了實(shí)現(xiàn)存儲(chǔ)功能，本系統(tǒng)使用SD卡。SD卡(Seeure Digital Memory Card)為安全數(shù)碼卡，是一種基于半導(dǎo)體快閃記憶器的新一代記憶設(shè)備，它具有存儲(chǔ)容量大，速度快等特點(diǎn)，被廣泛用于便攜式裝置上。

　　1 AD7862簡(jiǎn)介

　　AD7862是一款高速、低功耗、雙核12位模數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC)，采用+5 V單電源供電。該器件內(nèi)置2個(gè)4μs逐次逼近型ADC、2個(gè)采樣保持放大器、1個(gè)+2.5 V內(nèi)部基準(zhǔn)電壓源和1個(gè)高速并行接口。其內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖l所示。

　　由于AD7862內(nèi)置2個(gè)ADC和2個(gè)采樣保持放大器，可以對(duì)2路模擬輸入信號(hào)進(jìn)行同時(shí)采樣和轉(zhuǎn)換，從而保留這兩個(gè)模擬輸入信號(hào)的相對(duì)相位信息。這一功能適用在逆變器采集系統(tǒng)中。它共有4個(gè)模擬輸入，分成2個(gè)通道(A和B)，通過(guò)AO輸入選擇通道。每個(gè)通道的2個(gè)輸入(VA1與VA2或VB1與VB2)使用不同的ADC和采樣保持放大器可同時(shí)進(jìn)行采樣和轉(zhuǎn)換。該器件可接收的模擬輸入范圍為±10 V(AD7862～10)、±2.5 V(AD7862-3)和O～2.5 V(AD7862-2)。本系統(tǒng)采用AD7862-10。模擬輸入均具有過(guò)壓保護(hù)，允許輸入電壓分別達(dá)到±17 V、±7 V或+7 V而不會(huì)造成損壞。

　　轉(zhuǎn)換開始信號(hào)低電平有效，同時(shí)將2個(gè)采樣保持放大器置于保持狀態(tài)，并啟動(dòng)兩個(gè)輸入轉(zhuǎn)換操作。轉(zhuǎn)換開始后，置BUSY信號(hào)為高電平，表示轉(zhuǎn)換還未結(jié)束，當(dāng)再次回到低電平時(shí)，表示轉(zhuǎn)換結(jié)束，此時(shí)便可讀取2個(gè)通道的轉(zhuǎn)換結(jié)果。實(shí)際應(yīng)用中，先置為低電平一段時(shí)間，然后檢測(cè)BUSY信號(hào)，當(dāng)為低電平時(shí)，就開始讀取轉(zhuǎn)換結(jié)果。轉(zhuǎn)換結(jié)束后的第一次讀取操作訪問(wèn)VA1或VB1的結(jié)果，而第二次讀取操作訪問(wèn)VA2或VB2的結(jié)果，具體取決于多路復(fù)用器選擇AO是低電平還是高電平。AO為低電平時(shí)，讀取VA1或VA2;A0為高電平時(shí)，讀取VB2或VB2。該器件的時(shí)序如圖2所示。

　　2 dsPIC30F6010A簡(jiǎn)介

　　16位dsPIC30F6010A數(shù)字信號(hào)控制器是16位處理器系列。它是dsPIC30F電機(jī)控制和電源轉(zhuǎn)換系列，用于支持電機(jī)控制應(yīng)用，也適用于不間斷電源、逆變器、開關(guān)電源及相關(guān)設(shè)備。

　　內(nèi)部有144 KB片上閃存程序空間，8 KB片上數(shù)據(jù)RAM，4 KB非易失性數(shù)據(jù)EEPROM：工作速度最高可達(dá)30MI/s;5個(gè)16位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器;可選擇將16位定時(shí)器配對(duì)組成32位定時(shí)器模塊;16位捕捉輸入功能;8個(gè)PWM輸出通道：具有互補(bǔ)或獨(dú)立輸出模式、邊沿對(duì)齊模式和中心對(duì)齊模式，4個(gè)占空比發(fā)生器、互補(bǔ)模式的死區(qū)時(shí)間控制：2個(gè)UART、2個(gè)SPI、1個(gè)I2C總線和2個(gè)CAN總線：最大I/O引腳數(shù)為68個(gè)。

　　dsPIC30F601OA處理器采用改進(jìn)的哈佛架構(gòu)，具有獨(dú)立的程序和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器總線。在執(zhí)行訪問(wèn)數(shù)據(jù)RAM當(dāng)前指令的同時(shí)可從程序存儲(chǔ)器中預(yù)取下一條指令，這就加快了處理速度。數(shù)據(jù)空間為64 KB，大多數(shù)指令將其看作一個(gè)線性地址空間。當(dāng)使用某些DSP指令，如DSP乘法指令時(shí)，該存儲(chǔ)空間被分成2塊，分別稱為X和Y數(shù)據(jù)空間。因此，這些DSP指令支持雙操作數(shù)讀操作，即，同一條指令可同時(shí)從X存儲(chǔ)空間和Y存儲(chǔ)空間中取數(shù)據(jù)。