TMS320VC33控制的地震记录仪设计_DSP论文
关键词：dsp（数字信号处理）、过采样、滤波、模数转换（a/d）
引言
本次设计主要采用ti公司生产的32位浮点数字信号处理芯片tms320vc33作为系统的主控芯片；采用analog公司生产的16位模数转换芯片ad976作为模数转换芯片；采用linear公司生产的八阶开关电容式低通滤波器ltc1064－2作为硬件滤波芯片。本系统功能的实现主要分为两个部分即：硬件电路设计和dsp软件程序设计。
1. 硬件电路设计
考虑到系统功能的实现，硬件电路设计主要分为四个部分即：信号前置处理和信号滤波处理、信号ad转换、dsp功能实现，计算机接口电路。系统框图如图1：
1.1 信号前置处理和滤波处理
信号前置主要是通过dg419二选一模拟开关对两个量程的信号进行切换选通，dg419的控制端由dsp直接控制，模拟信号通过dg419送给lf356运算放大器，进行信号的放大和一级滤波。这里用运算放大器人为作了一个二阶滤波器，将信号整形处理幅值为±10v的准备供给ad的电压信号。通过前置处理的模拟信号经过dg419进行选择由dsp控制分成两种情况即通过ltc1064－2滤波通道或者直接送给ad976，通过ltc1064－2的将前置信号的高频滤掉，滤波器的转折频率由dsp提供的滤波时钟控制。
1.2 模数转换
信号经前置整形和滤波后的±10v电压信号送到模数转换器ad976，一个模拟量经ad转换后产生16位数字电压量，在转换结束后由ad976的busy管脚的状态给后面的74hc574一个锁存脉冲，将16位数字量信号锁存到74hc574上，等待dsp来读取数据。这里面ad976的转换及前置dg419的信号选通都是由dsp主控的，从时间上能够保证读取ad转换后的有效数据。
1.3 dsp功能实现
tms320vc33是ti公司生产的高性能浮点数字信号处理芯片，根据dsp芯片本身的特点需要考虑几个方面：
(1) 电源供给
dsp本身使用3.3v工作电压，使用1.8v锁向环电压，需要采用ti公司推荐的电源芯片tps767d318将＋5v电源电压转换成3.3v和1.8v。
(2) 晶振产生电路
根据使用的晶振不同采用的晶体振荡起振电阻和电容不同，这里采用10m晶振，起振电阻和电容分别选用470欧姆和15pf电容。
(3) 锁向环电路
锁向环需要采用推荐电路，注意用的电阻分别为100欧姆和103电容。
(4) 电平转换电路
由于dspvc33只能接受3.3v电平信号，因此需要用电平转换芯片74lvt245进行电平转换，同时考虑对74lvt245的读写逻辑操作。
1.4 计算机接口电路设计
计算接口电路框图如图2所示。
计算机接口电路主要完成计算机与dsp通信的功能。计算机通过给dsp一个硬件中断向dsp发送数据，当dsp响应硬件中断后通过程序将中断清除。计算机通过逻辑控制数据判断fifo状态，决定读取fifo数据的时间。这样完成了dsp与上位计算机的接口。
2． dsp软件程序设计
dsp软件程序设计主要完成发送通道选择采样时钟、滤波时钟；采集ad数据；处理ad数据（包括数字滤波和数据整理）；保存数据到fifo存储器；处理硬件中断。dsp软件程序流程图如图3、图4、图5所示。
3． 结论
dsp控制的数据采集系统主要应用了现代电子电路设计方法，数字信号处理技术、模拟滤波技术、系统抗干扰技术、虚拟仪器技术、可编程逻辑控制技术。整个系统选用了一批高性能的芯片，保证系统的可靠性和系统的采集精度，是数据采集的精典产品。