基于dsp的多通道数据采集电路_毕业设计(编辑修改稿)

基于dsp的多通道数据采集电路_毕业设计(编辑修改稿)内容摘要：

8路的 RS232转换芯片 SP3243ECA ( 或 MAX3243ECA)。 如图 7所示， JP JP6 分别为 UART0、 UART1 口线连接跳线，当把它们断开时，这些口线保留给用户作为其它功能使用。 当要使用 ISP 功能时，请把 JP5 短接，然后将 PC 的串口 (如 COM1)与开发实验板的 CZ2相连， 使用 UART0 进行通讯。 同时还要把 JP8 短接，使 ISP 的硬件条件得到满足。 用户通过 CZ3 直接连接 MODEOM，由 于在这里的电路中 DSP2812/2124/2119/2129/2194 的 UART1 控制 MODEM 拔号、通讯等等。 需要注意的是， DSP2812/2124/2119/2129/2194 的 ISP 使能管脚 ( 口 )与 DCD1 功能脚复用，在系统复位时若 口为低电平，则进入 ISP状态；同样，在程序仿真调试过程中，若把 JP8 短接，则 DCD1 保持为低 电平，影响 MODEM 接口正确使用。 沈阳工业大学成人高等教育专科 9 图 7 串口及 MODEM接口电路 键盘电路 DSP 开发实验板具有 6 个独立按键，分别为 KEY1～ KEY6，如图 8所示。 由于 GPIO 作为输入时，内部无上拉电阻，所以要使用 R17～ R22 等 6 个上拉电阻，当没有按键时，口线值为 1，当按键按下时为 0；而 R11～ R16 为口线保护电阻，即当连接按键的 I/O设置为输出时，这几个电阻保证了输出口不会直接对地短路。 其中， KEY KEY5 所连接的口线为 、 ，这两个口分别与外 部中断 EINT0、 EINT3 复用，所以可用这两个按键进行外部中断的实验、唤醒掉电 CPU 的实验。 沈阳工业大学成人高等教育专科 10 图 8 按键电路 真正的全双 I/O 口，可以独立控制每一根 I/O 口线的状态是输入还是输出，绝大多数 I/O 的输出为推挽输出，可以独立控制每一根 I/O 的输出状态。 虽然 DSP2812 的 I/O电压为 ，通用 I/O 的输出最高为 I/O 口电源电压，但绝大多数通用 I/O 口能够承受 5V 电压的输入，作为输入时是处于高祖状态。 本次电路设计按键电路使用的是新式的按键电路 HD7279A。 HD7279A是一片具有串行接口的 ,可同时驱动 8位共阴式数码管 (或 64只独立 LED)的智能显示驱动芯片 ,该芯片同时还可连接多达 64键的键盘矩阵 ,单片即可完成 LED显示 ,键盘接口的全部功能 HD7279A内部含有译码器可直接接受 BCD码或 16进制码并同时具有 2种译码方式此外还具有多种控制指令如消隐 ,闪烁 ,左移 ,右移 ,段寻址等 HD7279A具有片选信号可方便地实现多于 8位的显示或多于 64键的键盘接口 ,典型的应用有仪器仪表，工业控制，条形显示器，控制面板。 具体的资料及控制命令详细请参阅附录 1。 几点说明 证正确的时序是 HD7279A 正常工作的前提 条件。 当选定了 HD7279A 的振荡元件RC 和晶振之后，应调节延时时间 ,使时序中的 T1～ T8 满足表 2 所列要求。 由表 2 所列沈阳工业大学成人高等教育专科 11 的数值可知， HD7279A 时序规定的时间范围很宽，达 10～ 50 倍，很容易满足，但为了提高微处理器访问 HD7279A 的速度，在要求系统运行速度较快时，应仔细调试 HD7279A的读写程序，使其运行时间接近最短。 微处理器通过 KEY 引脚电平来判断是否有键按下，在使用查询方式管理键盘时，该引脚接至微处理器的 1 位 I/O 端口；如果使用中断方式，该引脚应接至微处理器的外部中断输入端。 同时应将该中断 触发控制位设置成下降沿有效的边沿触发方式。 若置成电平触发方式，则应注意在按键时间较长时可能引起的多次中断问题。 HD7279A 没有提供组合键功能。 如果某些场合确需双键组合使用，可在微处理器某位 I/O 引脚接入一键 ,与 HD7279A 所连键盘共同组成双键功能。 HD7279A 的 3,5,26 脚均为空闲引脚，一律悬空。 LED 显示电路 在显示方面， DSP2100开发实验板采用了一片 74HC595驱动一位静态共阳 LED数码管，如图 9所示，其时钟 (SCK)、数据 (SI)分别接到 DSP2812的 SPI接口的 SCLK0、 MOSI0，这样就可以发送数据 到 74HC595；片选 (RCK，即 74HC595输出触发端 )与 ，由 控制 74HC595 数据锁存输出；而最高位输出 (SQH)连接到 DSP2812 的 SPI接口的 MISO0，可用来读回数据。 这样连接就可以进行 SPI 接口控制实验，并能把 74HC595的移位输出读回来 (由 MISO0 读回 )。 这一部份电路可用 JP3 跳开。 在使用硬件 SPI 接口主方式时，要把 SPI0/1 的 4 个 I/O 口均设置为 SPI 功能，如 、 、 、而且 SSEL0/1 引脚不能为低电平，一般要接一个 10KΩ 的上拉电阻。 图 9 SPI 驱动显示电路 另外， DSP实验板还具有 4 个独立的发光二极管 LED1～ LED4，分别由 ～ 输出控制，输出 1 时对应的 LED 熄灭，输出 0 时对应的 LED 点亮，电路如图10 所示。 这一部份电路可用 JP4 跳开。 电路采用了 I/O 口灌电流的驱动方式来驱动 LED，这样做主要是因为 I/O 口能提供的灌电流大于其拉电流，保证了 LED 的显示亮度。 如图 10，限流电阻为 470Ω ，则当 I/O 输出 0时，流过 LED 的电流计算公式如公式 1 所示。 沈阳工业大学成人高等教育专科 12 图 10 LED 控制电路 RVI ledled  (公式 1) 其中 V为二极管的导通压降，一般为。 AR VI le dle d 0 0 3 7 0  (公式 2) 若需要进行大量数据显示，则可使用 软件进行模拟显示。 DSP开发实验板的上位机软件 ， 具有 8位模拟数码管显示，全仿 真 DOS 屏显示，模拟日历时钟显示屏等，并且有 20 个模拟按键输入等，这一切均通过串口通讯控制操作。 蜂鸣器 如图 11 所示，蜂鸣器使用 PNP 三极管 Q1 进行驱动控制，当 控制电平输出 0 时， Q1 导通，蜂鸣器蜂鸣；当 控制电平输出 1 时， Q1 截止，蜂鸣器停止蜂鸣；若把 JP7断开， Q1 截止，蜂鸣器停止蜂鸣。 Q1 采用开关三极管 8550，其主要特点是放大倍数高 hFE=300，最大集电极电流 ICM=1500mA，特征频率 fT=100MHz。 R36 用于限制 Q1 的基极电流，当 输出 0 时，流过 R36 的电流如公式 3 所示， Ir为 ，假设 Q1 工作在放大区，则 Ic= β ⋅ Ib= 400 = 1040 mA ；而一般直流蜂鸣器在 28mA，反过来说，只要 Ic= 28 mA，蜂鸣器上的电压即可达到 ，此时 Uec≈ 0V，即 UebUec， Q1 为深度饱和导通，为蜂鸣器提供足够的电流。 沈阳工业大学成人高等教育专科 13 Ir (公式 3) 由于 口与 SPI 部件的 SSEL0 复用，所以此管脚上接一上拉电阻 R2，防止在使用硬件 SPI 总线时由于 SSEL0 引脚悬空导致 SPI 操作出错。 图 11 蜂鸣器设计电路 I2C 电路 DSP2812具有支持 400K 高速模式的硬件 I2C 接口，所以设计了 CSI24WC02与其连接，实现 I2C 的读写操作实验。 如图 12，总线上拉电阻 R3 R38 放在 JP9 跳线之后，当不使用 CAT24WC02 时，把 JP9 断开，两个上拉电阻就不会影响口线了 ( 、)。 注意， 和 设置为输出时为开漏输出，若需要控制输出 1，则必须连接上拉电阻。 为了支持高速 I2C 总线操作，总线上拉电阻 R3 R38 的大小为 3KΩ ，这样总线变化时上升 /下降的速度就变快了。 若使用标准 100KHz 总线速度时，一般其总线上拉电阻为 或 10KΩ ，以减小总线操作时的功耗。 I2C总线是由数据线 SDA和时钟 SCL构成的串行总线，可发送和接收数据。 在 CPU与被控 IC之间、 IC与 IC之间进行双向传送，最高传送速率 100kbps。 各种被控制电路均并联在这条总线上， 但就像电话机一样只有拨通各自的号码才能工作。 沈阳工业大学成人高等教育专科 14 图 12 I2C接口实验电路 I2C总线在传送数据过程中共有三种类型信号， 它们分别是：开始信号、结束信号和应答信号。 开始信号： SCL 为高电平时， SDA 由高电平向低电平跳变，开始传送数据。 结束信号： SCL 为低电平时， SDA 由低电平向高电平跳变，结束传送数据。 应答信号：接收数据的 IC 在接收到 8bit 数据后，向发送数据的 IC发出特定的低电平脉冲，表示已收到数据。 CPU 向受控单元发出一个信号后，等待受控单元发出一个应答信号， CPU 接 收到应答信号后，根据实际情况作出是否继续传递信号的判断。 若未收到应答信号，由判断为受控单元出现故障。 I2C总线应用系统的典型结构如图 13 所示： 图 13 I2C应用典型结构框图 CALAYST 公司特有的噪声保护施密特触发输入技术和 ESD 最小达到 20xxV，从而保证 CAT24WC02 系列 E2PROM 在极强的干扰下数据不丢失，因此 CAT24WC02系列 微控制器 A LCD 驱动器 静态 RAM EEPROM 门阵列器件 ADC 微控制器 B 沈阳工业大学成人高等教育专科 15 E2PROM 在汽车电子及电度表、水表、煤气表中得到了广泛 应用。 引脚功能如 下表： 引脚 功能描述 A0、 A A2 器件地址选择 SDA 串行数据 /地址 SCL 串行时钟 Vcc +～ WP 写保护 GND 电源地 USB 接口 USB 总线主要用于 USB 设备与 USB 主机之间的数据通信，特别为 USB 设备与 USB主机之间大量数据的传输提供了高速可靠的传输协议。 例如在嵌入式系统中，可以利用USB 设备与微控制器构成 USB 设备。 USB 设备与 PC 机 USB 主控器相连就可以实现嵌入式系统与 PC机之间的通信了，也就可以实现如 U 盘、移动硬盘、 USB 接口、打 印机等功能。 PDIUSBD12 是一款性价比很高的 USB 器件。 它通常用作微控制器系统中实现与微控制器进行通信的高速通用并行接口。 它还支持本地的 DMA 传输。 这种实现 USB 接口的标准组件使得设计者可以在各种不同类型微控制器中选择出最合适的微控制器。 这种灵活性减小了开发的时间、风险以及费用（通过使用已有的结构和减少固件上的投资），从而用最快捷的方法实现最经济的 USB 外设的解决方案。 PDIUSBD12 完全符合 版的规范。 它还符合大多数器件的分类规格：成像类、海量存储器件、通信器件、 打印设备以及人机接口设备。 同样地， PDIUSBD12理想地适用于许多外设，例如：打印机、扫描仪、外部的存储设备（ Zip 驱动器）和数码相机等等。 它使得当前使用 SCSI 的系统可以立即降低成本。 特性 符合通用串行总线（ USB） 版规范； 高性能 USB 接口器件，集成了 SIE、 FIFO 存储器、收发器以及电压调整器； 符合大多数器件的分类规格； 可与任何外部微控制器 /微处理实现高速并行接口（ 2M 字节 /秒）； 完全自治的直接内存存取（ DMA）操作； 集成 320 字节多结构 FIFO 存储器； 主端点的双缓冲配置增加了数据吞吐量并轻松实现实时数据传输； 在批量模式和同步模式下均可实现 1M 字节 /秒的数据传输速率； 具有良好 EMI 特性的总线供电能力； 在挂起时可控制 LazyClock 输出； 可通过软件控制与 USB 的连接； 采用 GoodLink 技术的连接指示器 ,在通讯时使 LED 闪烁； 可编程的时钟频率输出； 符合 ACPI、 OnNOW 和 USB 电源管理的要求； 内部上电复位和低电压复位电路； 沈阳工业大学成人高等教育专科 16 有 SO28 和 TSSOP28 封装； 工业级操作温度：－ 40℃ ～ +85℃ ； 高于 8kV 的在片静电防护电路，减少了额外元件的费用； 具有高错误恢复率 (99%)的全扫描设计确保了高品质； 双电源操作： 177。 或扩展的 5V电源 ,范围为 ～ ； 多中断模式实现批量和同步传输。 PDIUSBD12 具有 8 位的数据总线接口 DATA0～ DATA7，片选引脚 CS_N 以及 读选通引脚 RD_N 和写选通引脚 WR_N。 由此可见， PDIUSBD12 的硬。