基于DSP的测力台数据采集系统设计与实现

本文设计并实现了基于DSP的测力台数据采集系统。本系统分为5个模块:多路电荷放大模块,信号调理模块,DSP数据采集处理模块,USB2.0数据传输接口模块,USB驱动和应用程序模块。 多路电荷放大模块是本系统的难点,主要负责电荷信号的检测,放大和转化,完成电荷量向标准电压信号的转化。在本系统的设计和实现过程中这部分出现了很多无法想象的困难,经过分析,主要原因是压电传感器输出的电荷信号极其微弱,甚至外部的一个很小的干扰也会对放大结果产生严重的影响。最终以提高输入阻抗并且对信号线完全屏蔽的解决方案完成了多路电荷放大模块的设计,取得了理想的效果。信号调理模块的任务是完成电荷放大模块输出信号与TMS320DSP2812的ADC可以采集的信号范围的转化,将-5到+5V的信号转化为0到3V的信号。 DSP数据采集处理模块以TI公司的TMS320F2812为核心,利用其内置的多路A/D转换器完成模拟信号到数字信号的转换,同时由于TMS320F2812具有高速的信号处理能力,在其内部以软件实现一级FIR滤波器,将采样的信号经过滤波处理后送入USB2.0数据传输接口模块进行传输。USB2.0数据传输接口模块以ATMEL公司的AT91SAM7X为核心,利用其内置的USB2.0设备接口来实现数据的传输。系统实现过程中这部分数据传输模块和数据采集处理模块的数据传输采用TMS320F2812和AT91SAM7X共有的带有FIFO的高速增强型SCI接口对接来实现。USB2.0驱动模块主要负责为应用程序提供底层的USB管道开关接口,读写接口,状态提取接口,使应用程序可以专注于数据的处理工作。USB2.0应用程序将接收来的数据经过分析和计算转化为更为直观的图形和表格数据进行显示。本系统应用电荷放大技术,DSP,ARM和USB等技术成功的完成了对DLUT-Ⅱ型测力台的数据采集工作,在一定程度上改进了原有系统的性能。