基于dsp的数据采集卡硬件设计毕业设计

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1、华侨大学机电及自动化学院·本科毕业设计(论文)毕业论文（科学研究报告）题目基于DSP的数据采集卡硬件设计院(系)别机电及自动化学院专业测控技术与仪器级别学号姓名指导老师教授29华侨大学机电及自动化学院·本科毕业设计(论文)华侨大学教务处2013年6月29华侨大学机电及自动化学院·本科毕业设计(论文)摘要随着工业生产过程的机械化、精密化，对于加工环境的监测就显然成为了减少或者杜绝设备故障以提高可靠性和安全性的重要手段。加工环境的监测大都是以上位机的检测系统为基础，所以首先要进行数据采集。加工环境检测系统设计上一般采用模块化结构，针对精密加工时对加工参数和加工过程进行监控，需要实现对多种

2、传感器信号的实时采集，与多种不同接口的子系统进行数据交互等。其中，数据采集卡主要实现了针对信息数据的采集、存储和处理。而当前市面上可供选择的数据采集卡并不能满足多种数据源或者用户的多样性需求，所以，本设计所要研制的数据采集卡需要同时高速采集8个通道的数据，而且需要所有通道的数据保持同步。同时，数据采集的分辨率需要大于18位，采集速率大于100K/S。针对这些要求，本论文设计了一个基于数字信号处理器DSP的高精度数据采集系统。该系统由软硬件子系统分别构成。本论文主要介绍硬件设计中的各个模块。以TMS320F2809作为板载CPU，实现了数据的高速实时传输与处理，相比较采用MCS-51系

3、列单片机作为处理器，DSP具有指令执行速度快、总线带宽高和对于算法的独到的处理优势。对于数据采集，首先是对输入信号的采样，利用对共模噪声有较好的抑制能力的差分形式的放大调理电路，对输入信号进行前期的放大和调理。8路信号经采样后送模数转换器进行编码和量化，随后，模数转换器与DSP芯片通过SPI口进行数据通信，数据到达DSP后，由软件控制，实现通过RS232数据总线(串行通信接口SCI)进行数据传输，以及通过CAN口总线实现数据的通信，与其他子系统进行数据交互。该设计中，差分信号输入电路一共有8路，达到设计要求，所用模数转换器具有8通道同步采样能力，而且其分辨率理论值达到了24位，完全符

4、合设计标准，采集速率更是达到了128K/S。本论文在确定硬件系统设计框图后，定下所用元器件，对每个模块进行分别设计，运用软件Cadence中OrCADCaptureCIS组件进行电路原理图的设计。设计完成后，运用PCBEditor组件进行PCB板的设计，最终完成整块集成电路板卡的设计，最后交由工厂打样后进行自行焊接贴片元件等细节。PCB板完成后，与软件设计者完成硬件调试工作，并且改正设计过程中的错误，提出改进方案。关键词：DSP，数据采集，模数转换29华侨大学机电及自动化学院·本科毕业设计(论文)ABSTRACTWiththemechanizeandpreciseoftheindus

5、trialprocess,themonitoringoftheprocessingenvironmenthasapparentlybecomeanimportantmeanstoreduceoreliminateequipmentfailuresinordertoimprovethereliabilityandsecurity.Processingenvironmentmonitoringislargelybasedonthedetectionsysteminthehostcomputer,soweshoulddodatacollectionfirstly.Thedesignofpr

6、ocessingenvironmentdetectionsystemgenerallyusesthemodularstructure.Itmonitorsprocessingparametersandtheprocessinginprecisionmachining.Itneedstoacquirereal-timedatafromavarietyofsensorsignalsandexchangedatawithavarietyofSubsystemswhichhasdifferentinterfaces.Amongthem,thedataacquisitioncardworkso

7、nthedatacollection,storageandprocessing.However,thedataacquisitioncardswhichareavailableinthemarketlastlydonotmeettheneedsofthediversityofmultipledatasourcesorusers.Thedataacquisitioncardinthisdesignismeanttoacquire8channelhigh-sp