基于DSP的高速核信号波形采集电路的研制

摘要

本论文基于TI公司的TMS320C6205DSP芯片，以及高速的AD采样芯片，设计完成了适用于直接对核信号波形进行采样的、具有PCI总线的接口卡。最高采样频率达到40MHz，适合一般核探测器输出信号的波形采集。　　本文对数据采集系统的硬件电路设计进行了详细的讨论，给出了具体的原理图和印制电路板图。研制成功了有较高实用价值的接口电路。在CCS软件平台上开发成功了配套使用的DSP软件。并将软、硬件系统集成调试成功。最后对不同频率的模拟信号进行采样，在输入10MHz方波情况下，采样结果与输入信号基本一致，得到了预期的结果。　　随着计算机技术与大规模集成电路技术的发展，在现代核电子学测量中，正在大量使用超大规模集成电路与高速实时处理软件组成的系统取代传统的模拟测量系统。在这样的系统中，是对整个核信号的波形进行采样，然后进行实时的分析处理。因此，核信号波形的采集是系统的基础，实时分析处理软件是核心。本接口电路完全能够用于实际的核探测器信号波形的采集与分析，在此基础上，采用速度更高的AD芯片进行设计，将可以用于辐射探测器快信号的波形采样，因此，本论文工作对于核信号波形采样与处理、对于新型核测量系统的研制都具有重要的意义。不仅如此，该接口电路配合适当的DSP核心软件和上层计算机系统软件，完全可以应用于其它领域，如医学诊断、工业无损检测等领域的信号采样与分析。

目录

文摘

英文文摘

第一章绪论

1.1核探测器信号的一股特征

1.2传统核谱采集系统的一般方法

1.3核谱采集的要求及设计方案

1.4 DSP适合信号处理的特点

第二章DSP系统的集成

2.1数字信号处理的实现方法

2.2 DSP系统的特点

2.3 DSP系统设计

2.4 DSP芯片

2.5 TMS320C6200简介

第三章DSP数据采集卡的硬件电路设计

3.1系统硬件设计框图

3.2前向通道的接口设计

3.2.1 AD9224模数转换器

3.2.2 EMIF接口设计

3.2.3接口时序

3.3 PCI接口设计

3.3.1概述

3.3.2接口的结构和控制寄存器

3.3.3从模式数据传输

3.3.4 PCI中断

3.3.5 PCI的复位和加载

3.3.6 EEPROM接口

3.4触发电路设计

3.4.1多通道缓冲串口(McBSP)

3.4.2 X9313数字电位器的操作

3.4.3 LM397电压比较器

3.5时钟电路设计

3.5.1 AD时钟

3.5.2 DSP时钟

3.6 JTAG控制设计

第四章数据采集卡的板级设计

4.1电路原理图的设计

4.2网络表的产生与编辑

4.3印制电路板设计

4.3.1元件封装

4.3.2 PCI卡的物理尺寸

4.3.3元件布局与布线

第五章数据采集卡的软件开发

5.1 TMS320C6000的基本开发流程

5.1.1概述

5.1.2线性汇编

5.1.3软件流水

5.2 DSP集成开发环境CCS

5.2.1代码产生工具

5.2.2集成开发环境

5.2.3 DSP/BIOS

5.3程序结构

5.3.1基于CCS的片级支持库

5.3.2 CSL概述

5.3.3 CSL框架结构

5.3.4 CSL命名规则

5.3.5 CSL数据类型和符号常量

5.3.6 CSL函数和宏

5.3.7 CSL的使用

第六章测试结果与分析

6.1芯片的设置

6.1.1芯片的设置管脚

6.1.2芯片的设置选项

6.2仿真器

6.3采样结果

6.3.1各实验仪器间的连接

6.3.2不同采样频率的采样结果

结束语

参考文献

附录

声明

攻读硕士学位期间发表学术论文

致谢