基于dsp的溫度采集與顯示

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1、基于DSP的溫度采集與顯示摘要隨著時(shí)代的進(jìn)步和發(fā)展，單片機(jī)技術(shù)已經(jīng)普及到我們生活，工作，科研，各個(gè)領(lǐng)域，已經(jīng)成為一種比較成熟的技術(shù)，給出了一個(gè)基于DSP技術(shù)實(shí)現(xiàn)高速度、寬范圍、高精度的溫度采集系統(tǒng)方案。系統(tǒng)以DSP為控制核心,通過(guò)測(cè)溫電路采集溫度數(shù)據(jù),經(jīng)AD轉(zhuǎn)換后給DSP控制器。重點(diǎn)給出疊代法計(jì)算方法,DSP與AD轉(zhuǎn)換接口電路以及系統(tǒng)控制軟件的設(shè)計(jì)。關(guān)鍵詞：溫度采集;DSP;疊代法；AD基于DSP的溫度采集與顯示目錄摘要I第1章引言1第2章系統(tǒng)分析22.1設(shè)計(jì)要求22.2設(shè)計(jì)思路2第3章總體設(shè)計(jì)33.1系統(tǒng)框圖設(shè)計(jì)33.2硬件設(shè)計(jì)3第4章程序流程圖與源程序

2、84.1軟件系統(tǒng)流程圖84.2軟件程序設(shè)計(jì)8第5章運(yùn)行結(jié)果95.1運(yùn)行描述95.2系統(tǒng)調(diào)試95.3調(diào)試結(jié)果9第6章總結(jié)10參考文獻(xiàn)12致謝13附錄14基于DSP的溫度采集與顯示第1章引言在國(guó)民經(jīng)濟(jì)各部門，如電力、石油、化工、機(jī)械、冶金、農(nóng)業(yè)、醫(yī)學(xué)以及人們的日常生活中，通常需要對(duì)溫度進(jìn)行采集和顯示。傳統(tǒng)的以單片機(jī)為核心的溫度采集和顯示系統(tǒng)，由于收到處理器自身硬件資源和速度的限制，硬件電路設(shè)計(jì)復(fù)雜，數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)處理能力差。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)尤其是超大規(guī)模集成電路技術(shù)的發(fā)展，具有更強(qiáng)處理能力的DSP芯片，以其運(yùn)算速度塊、實(shí)時(shí)性強(qiáng)、功耗低、抗干擾能力強(qiáng)等特點(diǎn)愈來(lái)愈多地被應(yīng)

3、用。本文設(shè)計(jì)了一種以TMS320VC33DSP作為溫度采集和顯示的核心，應(yīng)用TMS320240EFGW型液晶顯示模塊實(shí)時(shí)顯示信息，并配以RS232通用串行接口與PC機(jī)進(jìn)行通信的系統(tǒng)。該系統(tǒng)具有電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、功耗低、實(shí)時(shí)性強(qiáng)、數(shù)據(jù)傳輸方便等優(yōu)點(diǎn)。20基于DSP的溫度采集與顯示第2章系統(tǒng)分析2.1設(shè)計(jì)要求此系統(tǒng)利用熱敏電阻測(cè)得電阻—溫度之間的關(guān)系，找到電阻和溫度之間的代數(shù)關(guān)系，從而檢測(cè)溫度，設(shè)計(jì)硬件外擴(kuò)電路，同時(shí)設(shè)計(jì)軟件程序，包括A/D程序設(shè)計(jì)，進(jìn)行軟硬件聯(lián)系調(diào)試，能在液晶顯示屏上顯示溫度。2.2設(shè)計(jì)思路系統(tǒng)首先設(shè)計(jì)溫度采集硬件電路，在多次實(shí)驗(yàn)運(yùn)算擬合出熱敏電

4、阻輸出電壓值與溫度之間的函數(shù)關(guān)系，熱敏電阻的輸出的電壓值隨溫度的上升而下降，呈現(xiàn)出負(fù)系數(shù)，從而運(yùn)用于實(shí)驗(yàn)中檢測(cè)溫度；然后將采集的溫度送入DSPTMS320F2812模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊將電壓信號(hào)變?yōu)閿?shù)字信號(hào)，再編寫(xiě)函數(shù)來(lái)控制LCD來(lái)顯示相應(yīng)的溫度及相關(guān)文字。20基于DSP的溫度采集與顯示第3章總體設(shè)計(jì)3.1系統(tǒng)框圖設(shè)計(jì)該系統(tǒng)包括溫度采集電路模塊、DSPF2812芯片、A/D轉(zhuǎn)換部分和LCD液晶顯示，首先要初始化A/D轉(zhuǎn)換模塊，然后等待中斷，當(dāng)產(chǎn)生中斷后對(duì)采集到的模擬信號(hào)進(jìn)行處理，為確保轉(zhuǎn)換精度要進(jìn)行多次取值求平均，轉(zhuǎn)換結(jié)果放在結(jié)果寄存器的高12位上，通過(guò)編程將處理

5、后的溫度值送到LCD上進(jìn)行顯示。溫度采集電路DSPF2812A/D轉(zhuǎn)換電路液晶顯示模塊圖1系統(tǒng)設(shè)計(jì)流程圖3.2硬件設(shè)計(jì)3.2.1控制芯片控制芯片32位TMS320F2812芯片,該DSP芯片專門用于控制領(lǐng)域,最高可在150MHz主頻下工作,可進(jìn)行雙16×16乘加和32×32乘加操作,運(yùn)算與控制速度快,并帶有18K×16位片上SRAM和128K×16位片上FLASH;并帶有兩個(gè)事件管理模塊,可以同時(shí)產(chǎn)生多路PWM信號(hào);16路12位片上ADC,可以同時(shí)進(jìn)行16路轉(zhuǎn)換。另外,該器件還有3個(gè)獨(dú)立的32位CPU定時(shí)器以及多達(dá)56個(gè)獨(dú)立編程的GPIO引腳和19根外部擴(kuò)

6、展地址總線。TMS320F2812采用哈佛總線結(jié)構(gòu),具有密碼保護(hù)機(jī)制,保護(hù)程序和數(shù)據(jù)不被盜取。因此,該芯片片上資源豐富,功能多、性價(jià)比高,利于簡(jiǎn)化軟硬件設(shè)計(jì),非常適用于溫度采集與顯示系統(tǒng)化的設(shè)計(jì)。在設(shè)計(jì)的初期，把它分成了五個(gè)模塊。其中復(fù)位采用電源復(fù)位的方式，由引腳PCRESET引起。為了可靠復(fù)位，其中低電平的有效時(shí)間至少6個(gè)CPU時(shí)鐘周期。DSP最小系統(tǒng)組成框圖如圖1所示。20基于DSP的溫度采集與顯示圖2DSP最小系統(tǒng)其中：開(kāi)關(guān)SW-PB、電容C1、兩個(gè)反相器及其電阻電源構(gòu)成了復(fù)位電路，晶振與兩個(gè)并聯(lián)電容接X(jué)TAL1與XTAL2構(gòu)成振蕩電路，PWM1與P

7、WM7構(gòu)成了調(diào)制信號(hào)的輸入與輸出，旁路引腳接地，請(qǐng)求控制信號(hào)MP/MC與GND接地。3.2.2A/D轉(zhuǎn)換模塊當(dāng)模/數(shù)轉(zhuǎn)換完成后，讀取結(jié)果寄存器前，最好先讀取模/數(shù)轉(zhuǎn)換控制寄存器ADCRL2的ADCFIF01或ADCFIF02，以確定當(dāng)前結(jié)果寄存器的狀態(tài)，保證讀取的結(jié)果是正確。另外，要注意12位的轉(zhuǎn)換結(jié)果放在結(jié)果寄存器中的高12位上，該12位數(shù)據(jù)與外部模擬輸入電壓的關(guān)系為：12位數(shù)字結(jié)果=4095*（輸入電壓/基準(zhǔn)電壓）數(shù)模轉(zhuǎn)換部分采用TMS320F2812內(nèi)部的PWM功能結(jié)合外部濾波電路完成轉(zhuǎn)換,電路如圖5所示。TMS320F2812將內(nèi)部計(jì)算的控制信號(hào)轉(zhuǎn)

8、換成占空比可變PWM信號(hào)輸出,為保證TMS320F2812不受后級(jí)