基于TMS320VC5416的多路加速度采集系统设计
多路加速度采集系统在平台式惯导系统中起着至关重要的作用。在早期的产品中，控制和处理核心都采用冯·诺衣曼总线结构的微处理器，由于其指令执行速度较慢，设计一个高性能的实时采集与处理系统显得比较困难。本文介绍了一种采用TMS320V C5416(DSP)作为处理器，用十六位高精度AD73360作为ADC的多路加速度采集系统设计方法。 <BR><BR> <STRONG> 系统硬件设计</STRONG>
<P> 系统由A/D转换电路、DSP及其外围电路和通信接口电路组成，如图1所示。<BR><BR> <IMG height=192 src="http://www.dzdqw.com/jishu/UploadFiles_9637/200610/20061010223213177.jpg" width=436 border=0></P>
<P> 图1 系统硬件原理图<BR> <STRONG> A/D转换电路设计<BR><BR> AD73360简介</STRONG></P>
<P> AD73360工作模式控制起来非常方便，当器件加电以后，DSP通过XF或者写I/O 的方式将AD73360的片选SE引脚置为高电平，此时AD73360处于上电复位状态，输出同步帧信号SDOFS，当采用图3的接法时，可以通过DSP的McBSP串口向AD73360写入控制字。AD73360由8个寄存器来控制，控制字字长为16位。</P>
<P><BR> 在用AD73360进行电路设计时，可直接用单极性输入方式，也可采取差动输入方式将单片AD73360接成三通道转换器。不过在用AD73360器件内部参考电压对模拟输入前端进行直流偏置时，最好采用高输入阻抗的运算放大器进行隔离。</P>
<P><BR><STRONG> 加速度信号预处理电路设计</STRONG></P>
<P> 加速度信号预处理电路主要对输入的多路加速度信号进行取样、直流偏置和抗混叠滤波处理，具体电路如图2所示。<BR> <IMG height=192 src="http://www.dzdqw.com/jishu/UploadFiles_9637/200610/20061010223213443.jpg" width=436 border=0></P>
<P> 图2 加速度信号预处理电路<BR><BR> 在直流偏置之前，首先采用精密电阻网络R1和R2对加速度信号进行取样。为了尽可能提高A/D转换精度，减小电路板的体积，系统使用AD73360片内参考电压REFOUT作直流偏置。在送到运算放大器OP2进行直流偏置之前，采用运算放大器OP1进行隔离，以确保ADC的REFOUT端子没有输入、输出电流，从而保证ADC片内精密电压源电压恒定和较高的A/D转换精度。最后，经R5和C1组成RC网络，抗混迭滤波后送到AD73360进行A/D转换。</P>
<P><BR> <STRONG>AD73360与TMS320VC5416的接口设计</STRONG></P>
<P> AD73360片内集成有同步串口SPI，通过和DSP的McBSP简单连接便可组成一个多通道同步数据采集系统。AD73360的复位信号/RESET、片选信号SE分别由DSP器件的/RESET和XF引脚通过一个上升沿双D触发器提供，这样可以确保AD73360的复位信号、片选信号和DMCLK保持同步，以免发生读写错误。McBSP的输入/输出时钟均由AD73360提供，即DSP的同步缓冲串口工作于外部时钟模式。通过多片AD73360级联，最多可以实现48路同步采集系统(见图3)。系统在收到主控单片机的启动命令后，将XF置为高电平，AD73360处于上电复位状态，DSP将控制字依顺序写到所有AD73360中，最后启动A/D转换，系统开始对加速度信号进行采集。<BR></P>
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