一种基于DSP+USB的高速数据采集传输系统的设计与实现

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随着计算机技术的发展,数字信号处理技术已经成为高速实时处理的一项关键技术,广泛应用于图形图像处理、语音识别、智能检测、工业控制等各个领域。数据采集系统可以通过A/D转换把模拟信号转换成数字信号,并可以方便地实现数字信号存储、处理及再现,是数字信号处理的重要组成部分,得到了越来越广泛的应用。本论文介绍了一种基于数字信号处理器TMS320F2812和通用高速串行总线USB2.0的高速数据采集传输系统,具有集成度较高、成本较低、接口简单、使用方便等特点。本文设计的高速数据采集传输系统采用F2812作为核心处理器完成模拟信号的采集、部分处理及电机的控制,并根据存储的需要扩展了内存IS61LV-51216。本系统选用Cypress公司的USB2.0芯片Cy7C68013A作为F2812和上位机通信的接口,实现了采集数据传输以及上位机对DSP控制。本文分析论证了系统的特点、工作原理、芯片的选择方法以及固件程序的编写等,从关键技术、总体方案、硬件电路、软件程序等几个方面给出了详细的设计实现方法。文中阐述了系统的主程序流程,还详细论述了系统的软件设计和实现过程,包括:DSP程序软件、USB控制软件、Windows环境中上位机程序软件。在DSP软件设计中介绍了DSP初始化设置,ADC模块的配置,数据采集和转发,命令的接收以及程序的Flash烧写等。在USB固件设计中采用异步串口传递命令与状态代码,Slave FIFO接口传递大批量数据,从而使USB2.0接口传输带宽得到充分发挥。在上位机软件部分,介绍了驱动程序的开发、安装,控制和接收数据应用程序的设计。系统软件设计是本文的重点。经应用测试,该系统对一次采集数据量小于1M字节,采集速率不大于1.25Msps的图像等数据采集传输具有很好的实用性。该系统支持即插即用,能满足高采样率、较大数据量的要求,使用非常方便,具有较好的应用前景。
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