基于ADS8364的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)設(shè)計

　　由于所選的TMS320F2812 DSP 內(nèi)部含有CAN控制器，只需加1個CAN收發(fā)器芯片即可實現(xiàn)CAN總線網(wǎng)絡(luò)。CAN通信模塊的功能是將采集系統(tǒng)的采樣結(jié)果及運行參數(shù)實時上傳到總線，提供給上位機存儲及處理。
3 系統(tǒng)軟件設(shè)計
　　軟件程序運行于硬件平臺之上，實現(xiàn)采樣系統(tǒng)的采集、濾波以及后期處理，是測量裝置的靈魂。本裝置軟件設(shè)計主要由主程序和子程序組成。為了實現(xiàn)準確、快速、實時的測量功能，采用C 語言和匯編語言混合編程。
3.1 DSP 程序設(shè)計
　　DSP編程的主要任務(wù)是初始化、管理板上的資源和實現(xiàn)前端數(shù)字信號處理的算法。這里以TI公司提供的功能強大的CCS(Code Composer Studio) 為集成開發(fā)環(huán)境。系統(tǒng)上電復(fù)位后, 首先完成F2812 自身的初始化, 包括配置RAM塊、設(shè)置I/O 模式、定時器模式、中斷等; 然后程序進入循環(huán)狀態(tài),等待上位機CAN指令的到來。在F2812的程序存儲器中存儲常用的數(shù)字信號處理算法,F2812在收到上位機通過CAN總線發(fā)送的控制指令后,在中斷函數(shù)中選擇某種處理算法,同時向CPLD發(fā)出動作命令,控制A/D轉(zhuǎn)換模塊完成信號的采集并將采集到的數(shù)據(jù)存入SRAM中。當(dāng)采樣點數(shù)達到設(shè)定點數(shù)時，DSP程序?qū)崿F(xiàn)對部分采樣數(shù)據(jù)的讀取,在主循環(huán)程序中根據(jù)上位機選定的處理算法完成數(shù)據(jù)的前端處理,然后將數(shù)據(jù)打包,通過CAN總線傳輸給上位機。F2812主程序流程圖如圖3所示。

3.2 數(shù)據(jù)采集子程序流程
　　數(shù)據(jù)采集子程序流程如圖4所示。首先，在外部時鐘信號的作用下，F(xiàn)2812要提供ADS8364所需的HOLD保持信號，啟動轉(zhuǎn)換。待ADS8364轉(zhuǎn)換完成時，產(chǎn)生EOC中斷信號給F2812，F(xiàn)2812接收到EOC信號后，對所需的通道結(jié)果寄存器進行讀操作，只要保證CS和RD同時為低50 ns以上，就可將轉(zhuǎn)換完的數(shù)據(jù)讀出。由于測量系統(tǒng)采樣時刻由數(shù)控系統(tǒng)運動狀態(tài)來決定,因此,對于采樣時刻的確定要在測量機構(gòu)運動過程中的空閑時間進行。保證空閑時間遠大于2 ms并且保證采樣時刻對應(yīng)其他各軸的坐標(biāo)反映了測量目標(biāo)的真實形狀數(shù)據(jù)。由于ADS8364的轉(zhuǎn)換速度很快，在啟動A/D轉(zhuǎn)換之后，只需等待5 μs即可讀取轉(zhuǎn)換結(jié)果，因此可采用等待方式，等待時間大于5 μs即可讀取數(shù)據(jù)。在實際工作時，智能測量節(jié)點將采集到的數(shù)據(jù)發(fā)送到中心處理主機進行存儲、處理。中心處理主機采用PC104總線的嵌人式CPU，通過CAN接口卡PCI5121和智能節(jié)點通信。

　　本文將TMS320F2812與ADS8364相結(jié)合,設(shè)計了一套數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。該系統(tǒng)采用CAN總線與上位機通信, 充分發(fā)揮了CAN2.0方便、快捷的優(yōu)點。考慮到對實時性的要求,將某些特定的數(shù)字信號處理算法放到數(shù)據(jù)采集處理卡上由DSP快速完成。該系統(tǒng)采集精度高, 速度快,并且可同時采集多路信號。該數(shù)據(jù)采集處理系統(tǒng)已經(jīng)用于大型曲面鋼板的結(jié)構(gòu)參數(shù)測量中，實踐證明, 運行穩(wěn)定可靠。