基于DSP和MAX1420的高速數據采集系統設計

　　FIFO控制器實現與DSP主機的接口，主要通過8根數據線D0～D7及讀寫控制線實現與DSP的數據交互。FT245BM內含2個FIFO數據緩沖區：128 B接收緩沖區和384 B發送緩沖區，用于緩存USB數據與并行I／O口數據交換。另外，FT245BM還內置3．3 V穩壓器，6 MHz振蕩器、8倍頻的時鐘倍頻器、USB鎖相環和EEPROM接口。FT245BM的8位數據線與系統總線的低8位相連，其時序由DSP的控制總線控制，圖3為其外圍電路。

　　2．4 數據存儲模塊設計

　　為了避免系統所采集的數據因意外斷電或通信故障而丟失，設計相應的數據存儲模塊。這里選用SAMSUNG公司的K9F1G16Q0M型Flash存儲器，片上容量為1Gb，具有16位地址總線，將其與數據總線相連，并與數據線的低8位復用。64 MB存儲空間需要16位地址總線，這就需要在使用時按照時序要求將地址用系統數據總線分2次寫入。K9F1G16Q0M具有6根控制總線，均由DSP的控制線和地址線經CPLD譯碼產生，而其工作狀態R／B則傳輸給DSP的INT端。相應接口電路如圖4所示。

　　3 系統軟件設計

　　該系統以DSP為中央控制器，實現A/D采樣、數據存儲、與上位機通信等功能。由于DSP的選型，故軟件開發平臺是針對TMS320系列DSP的集成開發環境CCS(Code Composer Studio)。采集系統處于循環采樣狀態，根據被采樣信號特點選擇合適采樣速率。對于較大數據，DSP采用壓縮技術，以節約內存空間。完成一組數據的采集后，將數據通過USB2．0接口傳送給上位機，并有選擇地在系統的Flash中備份數據。圖5為該系統主程序流程。

　　4 測試結果分析

　　經測試，以MAX1420與TMS320C6713為核心的數據采集系統，以50~60 Ms／s的采樣速率可穩定工作，并實時備份數據。由于采用USB接口，可方便將采集數據上傳至上位機，且上位機軟件開發方便，也可在Windows XP平臺下直接讀取。該系統采用DSP控制，除完成數據采集外，還可實時信號處理數據。在測試中，系統實時采集數據進行濾波和頻譜分析等算法處理。需要指出的是，由于MAX1420和TMS320C6713的封裝較小、引腳密，且系統工作頻率較高，故在PCB版圖設計和系統調試中，必須注意電磁兼容(EMC)問題，否則系統難以穩定工作。

　　5 結束語

　　以高速A／D轉換器與DSP為核心，設計開放式高速數據采集系統。該系統在采集過程采用中斷觸發方式，最高速度達60 Ms／s。可高速實時采集有關圖像、聲音等物理量。該系統設計不僅開放、高速、高精度，而且體積小、低功耗、可靠性高，因此還可用于其他便攜式采集設備。由于系統采用DSP為核心控制器，具有強大的數字信號處理功能，可通過編程設置實現系統數字信號處理功能，而無需增加新硬件。