DSP芯片,又叫做数字信号处理器,它是一种非常高效的可以进行数字信号处理的微处理器,它可以快速地实现各种数字信号处理算法。为了能够很好地进行数字信号处理,DSP芯片一般要具有如下特点:

    1)在一个指令周期内可以完成一次乘法和一次加法;

    2)程序和数据的存储空间相互分开,可以同时访问;

    3)包含快速RAM,可以通过独立的数据总线在同时访问两块DSP;

    4)可以进行快速的中断处理,支持硬件I/O功能;

    5)有多个硬件地址产生器;

    6)可以并行执行多个操作;

    7)支持流水线操作,使取指、译码和执行等操作可以重叠执行。

1。3  本课题要完成的研究内容以及章节安排

本文要完成的是一个能够采集八路模拟信号,并经过DSP处理后发送到上位机的水声信号采集系统的设计。本系统是一个高速的水声信号采集系统,每一路的采集频率都不低于50KHz。

本文的具体章节安排如下:

    第二章:从总体设计思路上讲了本课题研究的主要内容。

    第三章:研究了信号处理电路的工作原理,核心芯片DSP28335的相关模块设计。

    第四章:研究了信号前端调理电路,对放大电路,滤波电路的工作原理做了详细的探究。

  第五章:研究了AD转换电路,重点研究了AD8528的采样方式和工作原理。

  第六章:研究了本系统相关的软件部分,DSP CAN总线的通信方式,AD8528的控制信号的发送。

2  本课题研究的主要内容

本文要完成的基于DSP28335的水声信号的采集的设计。整个装置由前端信号采集部分,信号调理部分,信号处理部分(基于DSP芯片),与上位机的通信部分。信号的前端采集部分,主要就是由水听器,信号放大电路,滤波电路组成。然后调理过的信号经过AD芯片,然后输入到DSP芯片,经过DSP处理后再发送到上位机。

本次系统的DSP芯片选定为DSP28335,本系统的AD芯片要满足8路同时采集,每一路频率不低于50KHz。第一次选择的芯片是AD7888,该芯片虽然是8路采集,但是采集频率只有125KHz,每一路的采集频率不符合要求,但是该芯片用的是串口通信,即SPI通信格式。第二次选的芯片是AD0809,该芯片也满足8路模拟信号采集,但是是分时采集的,共用一个AD转换器,但是输出是并口输出,但是输出的数据位只有8位,精度方面不满足。前两次选用的芯片虽然并不满足本次任务书的要求,但是也让自己了解了串口输出和并口输出,以及AD芯片精度,同时采样,分时采样的区别,更重要的一点是自己学会了看数据手册,根据AD芯片的厂家提供的数据手册,来查看自己选择的芯片是否满足任务书的要求。经过前两次芯片选型后,自己最后确定了AD芯片为AD8528。该芯片是8路同时采样,采样频率最大625KHz,精度可以调节,有12位,14位,16位,精度方面也满足要求。文献综述

整个系统的流程如下图所示:

图2 水声信号采集系统流程图

    如图2所示,整个采集系统由前端信号调理部分,AD转换电路、DSP处理电路,与上位机之间的通信部分组成。下面的章节主要就围绕这几个部分展开。

3  信号处理电路(DSP28335)的硬件设计

3。1 核心芯片DSP28335晶振模块与I/O口 

DSP28335采用高性能静态CMOS技术,最高频率可达150MHz(6。67ns周期时间)。如下图所示,本系统采用的是外接晶振,可以通过内部软件编程实现最高频率150MHz。

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