[dsp设计] 基于dsp的通信电源监控系统的设计

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1、基于DSP的通信电源监控系统的设计在现代通信系统中,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。基于此目的我们设计了以DSP芯片TMS320VC5416、A/D转换器AD73360为核心的6路同步信

2、号采样系统。一、系统总体方案系统总体构成如图1所示，在系统中信号调理模块将外部输入信号进行放大图1系统总体构成调理以满足A/D转换器模拟信号输入的量程要求；A/D转换模块采用AD73360芯片，将输入的模拟量数字化，并通过其同步串口MCBSP口输出至DSP；时钟模块采用DS1305芯片，通过其自身的SPI接口与DSP进行数据传输，时钟模块为整个系统提供时基；看门狗模块用于提高系统的可靠性；通信模块采用TLC16C552器件，为系统提供两个串行口，实现系统间的通信；FLASH模块采用AMD29LV800BT，容量为512K-16BIT，一方面用于永久存储

3、重要数据和参数，另外FLASH还用于存放系统程序，以供DSP上电引导；SRAM模块采用CY7C1041，容量为256K-16BIT，用于暂存数据；开关量输入输出模块为系统提供24个I/O接口，用于监测外部开关量的状态，并对外部设备进行控制；CPLD模块用于实现系统间的逻辑控制和地址映射；DSP芯片TMS320VC5416为系统核心器件，用于实现系统的控制和数据的运算处理。DSP芯片具有处理速度快、灵活、精确、抗干扰能力强、体积小及可靠性高等优点,满足了对信号快速、精确、实时处理及控制的要求。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

4、/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。二、DSP与A/D变换器AD73360的接口设计1.DSPTMS320VC5416MCBSP原理及控制TMS320VC5416片上提供3个MCBSP口，该串行口是一种高速、同步、带缓冲的串行接口，它支持多种通信方式，在硬件连接上可以配置为SPI接口，该串口可以根据设计者的不同需求方便的与其它器件接口。MCBSP口物理上包括6个引脚

5、，分别是串行数据发送信号DX、串行数据接收信号RX、发送时钟信号CLKX、接收时钟信号CLKR、发送帧同步信号FSX和接收帧同步信号FSR。由于MCBSP内带有一个可编程的采样和帧同步时钟产生器，所以串口接收、发送时钟和帧同步等信号既可由内部产生，也可以由外部输入。可以看出，该串口接口方便简单，可以实现器件间高速通信，尤其对于高分辨率的A/D转换器件大多采用MCBSP接口。它的主要特点如下：全双工的串行通信；连续的发送和接收数据流功能；具有外部时钟输入或内部可编程时钟两种时钟控制方式；可独立编程的发送和接收帧同步；多通道数据传输（最多可达128个通道）

6、；可选的数据宽度：8、12、16、24、32位；用于数据压缩的μ律和A律压缩扩展；可编程的时钟和帧同步极性。MCBSP发送接收原理如图2所示：在发送数据时，首先将要发送的数据写到发送寄存器中，若发送移位寄存器为空（说明上一次发送的数据已经由DX引脚送出），则将发送寄存器中的数据拷贝到发送移位寄存器中；然后在发送帧同步FSX和发送时钟CLKX的作用下，将发送移位寄存器中的数据逐位移到DX引脚输出。在数据从发送寄存器复制到发送移位寄存器后，就可以将下一个要发送的数据写到发送寄存器中，从而可以保证数据的连续发送。串口接收数据的原理与发送基本类似，区别是数据移

7、动方向相反，并且多通道串口的接收带三个缓冲器。图2MCBSP发送接收原理对于同步串口的控制主要通过片上MCBSP控制寄存器及子地址寄存器来完成。配置FSR、FSX、CLKR、CLKXY引脚为输入还是输出以及它们的极性；配置传输数据是单相位还是双相位帧同步；配置每帧所包含的数据个数；配置传输数据的字宽（若为双相位帧同步，每一相位对应的字宽可设为不一样）；配置第一个帧同步之后的帧同步是否被忽略；配置数据位的延迟；配置数据的符号扩展方式；配置所选择的传输通道；若采用内部产生时钟和帧同步信号，还需要对时钟和帧同步产生器进行配置。对于DSP和MCBSP之间数据传

8、输一般采用的DMA通道和中断技术来完成。2.串行A/D转换器AD73360原理及控制AD733