基于DSP技术的数据采集系统软件技术研究

摘要

该文以应用于工业测试系统的在线状态监测的数据采集卡系统的设计,讨论了基于DSP芯片和USB通过接口数据采集卡的软件系统设计的主要步骤和过程.全文介绍了课题背景,分析了数据采集卡应用对象的特征,并提出数据采集卡系统总体方案.全文着重叙述了DSP软件系统的详细设计,应用到的数据结构以及资源分配.该文还详细介绍了TI公司TMS320系列里的LF2407芯片资源,以及TM320的软件集成开发环境(CCS),对数据采集模块的做了代码级的全面细致描述和分析.对数字信号处理中最经典的应用——快速傅立叶变换(FFT)运算,在定点DSP芯片上的实现做了充分的分析和研究.

目录

致谢

第一章绪论

§1.1课题的领域背景

1.1.1引言

1.1.2状态监测系统的发展概况

§1.2课题的提出

1.2.1 ISA接口基于C51芯片数据采集卡的局限性

1.2.2带USB接口基于定点DSP的高速数据采集卡的优点

§1.3新技术的出现

1.3.1 DSP技术

1.3.2 USB技术

1.3.3 选片

第二章课题的对象及总体方案

§2.1本课题数采卡系统的应用对象及其特征

2.1.1转速脉冲信号

2.1.2 4路一组的轴振动信号

2.1.3慢变量信号

§2.2由此计算出的数采卡技术参数要求

2.2.1本数采卡的通道数

2.2.2为达到实时性要求必须的数采卡技术参数

2.2.3为达到数据量要求必须的数采卡技术参数

§2.3数采卡的总体系统方案

2.3.1 USB设备体系的主要开发任务

2.3.2数据采集卡硬件电路系统的主要任务

2.3.3数据采集卡软件系统的主要任务

第三章数据采集和处理的DSP软件系统

§3.1基本的数据采集软件系统概述

3.1.1系统基本框架

3.1.2模块划分及彼此间的调用关系

3.1.3数据采集系统的基本数据流动图

§3.2功能强大的DSP主芯片-TMS320LF2407

3.2.1 TMS320C24x系列的DSP Core的内部结构

3.2.2丰富的外设资源

3.2.3独特的内存管理

§3.3数据采集软件系统的详细设计

3.3.1系统的详细模块划分及各模块功能说明

3.3.2系统的主要数据结构

3.3.3逻辑上的数据区划分和分布以及数据流向

3.3.4物理存储空间分布

第四章数据采集模块详解

§4.1数据采集模块的DSP硬件支持

4.1.1事件管理器EVM(EventManager)模块

4.1.2模/数转换(A/DC)模块

§4.2开发环境CCS的介绍

4.2.1集成开发环境(CCS,Code Composer Studio)

§4.3程序代码和调试

4.3.1 DSP软件程序的编写流程

4.3.2数据采集模块的程序流图及代码

第五章定点DSP中快速傅里叶变换(FFT)的实现研究

§5.1快速傅里叶变换(FFT)原理简介

5.1.1引言

5.1.2基-2的FFT算法

§5.2快速傅里叶变换(FFT)在定点DSP中实现的两个技术难点

5.2.1数的定标

5.2.2 DSP定点的算术运算

5.2.3非线性运算的定点快速实现

5.2.4结果溢出及解决方法

5.2.5一个8-256点基-2的复数FFT的TMS320C2xx汇编程序

第六章结论与展望

§6.1总结

§6.2展望

参考文献