基于DSP和USB的三維感應測井數據采集系統

TMS320F2812的ADC模塊

TMS320F2812芯片中集成了一個12位A/D轉換模塊。為了滿足系統多傳感器的需求，F2812的A/D轉換模塊有16個通道，可配置為兩個8通道模塊，這樣就形成了兩個A/D轉換器。在內部邏輯的控制下，用戶可同時啟動這兩個或是其中某一個A/D轉換模塊。

F2812的ADC模塊是嵌入式的，它與傳統的A/D相比具有以下特點：A/D模塊的硬件資源配置好了之后，用戶可以用軟件指令隨時啟動A/D采樣，并獲得A/D轉換的結果。同傳統A/D不同的是，采集功能單元的硬件資源配置還有一部分是通過軟件完成的。

在TMS320F2812芯片中，A/D轉換單元的模擬電路包括前向模擬多路開關（MUX）、采樣/保持（S/H）電路、A/D轉換內核以及其他模擬輔助電路。A/D轉換單元的數字電路包括可編程轉換序列器、結果寄存器、與模擬電路的接口等。圖5為ADC模塊的構成框圖。

圖5 ADC模塊構成框圖

ADC模塊功能包括：

1）內置雙采樣/保持（S/H）的12位A/D轉換模塊，模擬輸入為0-3V。

2）同時或順序采樣模式。

3）快速轉換時間，可運行在25MHz的數模轉換時鐘或12.5MSPS。

4）多輸入通道達16通道。

5）自動排序能力。一次可執行多達16通道的“自動抓換”。

6）兩個獨立的可選擇8個模擬通道的排序器（SEQ1和SEQ2）可獨立工作于雙排序器模式，或級聯后工作在可選擇16個模擬轉換通道的排序器模式。

7）可分別訪問的16個結果寄存器用來保存轉換結果。

輸入模擬電壓轉換為數字值可由下式得到：

其中，ADCLO是A/D轉換低電壓參考值。

8）使用多個觸發信號啟動數模轉換（SOC），比如：

? S/W：軟件立即啟動。

? EVA：時間管理器EVA（在EVA中有多個時間源可以啟動轉換）。

? EVB：時間管理器EVA（在EVB中有多個時間源可以啟動轉換）。

9）在雙排序模式下，EVA和EVB觸發器可各自獨立的出發SEQ1和SEQ2。

10）中斷控制方式靈活，可在每次轉換結束或每隔一次轉換結束發出中斷。

數據采集系統A/D采樣設計

本系統信號輸入設計為24路。DSP本身的A/D輸入通道是16路，所以要外接多路模擬轉換器進行擴展。在電路設計中，使用3條DSP的A/D輸入通道ADCINA0- ADCINA2，每一通道掛接一片8輸入1輸出多路模擬轉換器4051，這樣就可以擴展為24路模擬信號輸入。為了減小信號通道之間切換帶來的串擾，需在通道切換后加放大器減小信號輸入阻抗，為了減小A/D轉換產生的誤差，用兩路己知信號電平輸入引入信號參考，提高采集精度。