基于TMS320F28335 的高速数据采集电路设计的分享与讨论

发表于 2015-5-21 10:26

这里主要介绍了基于TMS320F28335的高速数据采集的设计的，，主要针对超声波流量计中高速数据采集的需要进行的设计。在这里跟大家分享并讨论下的啊。。

发表于 2015-5-21 10:27

主要采用 32 位浮点实时 MCU 芯片 TMS320F28335 和高速 A/D 转换器ADS805E 设计了一种 12 位分辨率， 20MSPS 的高速数据采集电路。数据接口通过外部扩展接口 Xintf 扩展，使用 DMA高速读取转换后的数据，控制接口通过 GPIO 口实现。

发表于 2015-5-21 10:28

TMS320F28335 是德州仪器（ TI ）公司推出的一款高性能数字信号处理器，处理能力可达 150MHz ，具有 32位浮点处理单元，外设集成度高，包括 DMA ， PWM ， Xintf 等，能够满足高速数据采集及复杂算法处理。采用它做本方案的设计的资源上是可以满足的。

发表于 2015-5-21 10:28

ad采集部分的，，ADS805E 是德州仪器（ TI ）公司推出的一款 12 位分辨率，流水线型 AD 转换器。其采样频率可达 20 MHz ，内部集成高带宽线性采样保持器，具有高动态范围，低失真度，高信噪比（ SNR ）等特点 [5] ，能够很好的满足设计需求。

发表于 2015-5-21 10:29

数据采集电路的总体结构主要由TMS320F28335 核心板与数据采集电路接口两部分组成。
TMS320F28335 核心板配有标准的 JTAG 接口、电源管理、自启动设定、复位和时钟等模块；数据采集电路接口主要包括信号调理电路、数据转换电路、控制电路及数据传输电路等几部分组成。

登录 · 发表于 2015-5-21 10:30

其结构框图的如下所示

发表于 2015-5-21 10:31

F28335 和 AD 转换芯片 ADS805E 的接口电路图，该接口电路主要包括两部分：一部分是控制电路，包括ADS805E 工作模式设置、工作使能及时钟信号信号的产生；另一部分是数据接口，主要是 ADS805E 转换数据的采集传输。

登录 · 发表于 2015-5-21 10:33

器接口电路图的如下所示

发表于 2015-5-21 10:33

此外，，ADS805E 有内部的参考电压输出，动态范围可设为2Vp-p 到 5Vp-p ，工作使能信号及时钟信号由 F28335 提供，这样不仅能够充分的利用 F28335 丰富的 GPIO 及片上外设资源，还能降低设计的复杂程度，缩减设计成本。

发表于 2015-5-21 10:35

AD 时钟信号及 DMA 同步信号产生系统中采用 F28335 的片上外设 ePWM 产生 AD 转换所需要的时钟信号及 DMA 的同步信号。通过配置 ePWM 由ePWM1A 产生占空比为 50% 且频率为 20MHz 的时钟作为ADC 的采样频率；同时，由 EPWM1SOCA 产生与 AD 时钟信号同频反相的触发源，作为 DMA 传输的同步信号。使用 DMA 方式读取 AD 转换数据，不仅能够有效降低CPU 资源消耗，还能够避免使用中断的压栈和出栈耗时。同时，通过该方式产生的 DMA 同步信号能够高速准确的读取数据，而且不再需要外部逻辑控制器件 CPLD 进行同步干预，有利于降低设计成本。

发表于 2015-5-21 10:36

数据采集软件设计

数据采集电路的软件设计主要包括系统配置及数据采集两部分。系统配置包括以下两个部分：一是 F28335 自身片上外设的配置，主要包括工作频率、 PLL 、定时器、 Xintf 、 GPIO 、ePWM 、 DMA 以及中断向量表等；二是 ADS805E 的配置，包括工作模式配置、工作使能以及采样频率。数据采集部分主要由 DMA 负责转换数据的采集传输， CPU 只负责数据处理及顺逆流数据存储区的切换工作。

发表于 2015-5-21 10:36

系统上电，完成初始化，包括 F28335 初始化和 ADS805E 初始化；然后，由 GPIO 口输出 ADS805E 使能信号，启动 AD 转换进行数据转换，同时启动 DMA 读取转换后的数据；当顺流数据读取完毕后， DMA 触发中断，由 CPU 切换超声换能器的收发，再次启动 AD 转换和 DMA ，采集逆流数据。

发表于 2015-5-21 10:37

在整个工作过程中， DMA 与 CPU 并行工作。 DMA 主要负责转换数据的搬移。 DMA 工作的同时， CPU 进行数据处理工作及顺逆流数据存储区的切换工作。通过该方式，能够有效的降低 CPU 的负载，同时提高系统的实时性。

发表于 2015-5-21 10:37

到此，，该设计基本完成了，，主要部分的只要认真去做的，也不是很难的哦。

发表于 2015-5-21 13:40

我想问一下，如果采用DSP内部ADC，把ADC时钟频率设为150Mhz,也是用Eva启动20Mhz内部ADC，是否可以达到同样的采样率。

发表于 2015-5-21 13:40

angerbird 发表于 2015-5-21 10:27
主要采用 32 位浮点实时 MCU 芯片 TMS320F28335 和高速 A/D 转换器ADS805E 设计了一种 12 位分辨率， 20MSP ...

这个主芯片的选择还是蛮不错的。

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