基于ADS1158和DSP的高精度数据采集系统设计3 数据采集, 软件设计, 控制器, 寄存器, 定时器

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2 软件设计
    本方案采用的是Microchip公司的数字信号控制器dsPIC30F4011，主要利用其强大的计算能力和高速的指令周期，保证控制器能够快速地响应ADS1158的数据请求。软件分为DSP初始化、ADS1158初始化、数据读取、数据发送四部分。
2．1 软件初始化
    定义SystemInitialize()初始化函数，主要工作完成对DSP的定时器、I／O口输入输出、SPI、CAN、外部中断等功能的初始化。定义了ADS1158 Initialize()初始化函数，通过SPI传输数据，完成对ADS1158的初始化。其寄存器地址与值的设置见表1。

2．2 数据读取与处理
    完成上述设置后，ADS1158即会进入自动采集模式，以约100 Hz(16个通道)的频率进行扫描，并且每个通道得到采样值后会发送中断信号至dsPIC30F4011的外部中断，dsPIC30F4011对外部中断信号进行响应，读取当前通道采样值。
    根据ADS1158的数据组成定义，一个结果值由三个字节组成，第一个字节为通道号信息，第二、三个字节由16位的数据组成(如果是ADS12 58的话，数据由三个字节组成)。
    对三个数据进行解析，可以得到当前通道的采样值。其程序流程如图6所示。

    以上数据读取都是通过SPI实现的。在程序结构的设计中，建议数据读取和数据解析以及数据换算不要放在外部中断函数里面，在中断函数里置标志位，返回主程序处理。dsPIC30F4011的指令周期以及强大的计算能力，足以支持所有通道的数据读取以及数据处理功能。
2．3 通信功能
    本方案采用CAN总线通信。与一般的通信总线相比，CAN总线的数据通信具有突出的可靠性、实时性和灵活性。系统自动以100 Hz的频率向外发送数据，为了能够获得高精度的100 Hz，同时不干扰其他程序韵正常运行，下位机采用了设定系统时基的机制。下位机软件在系统内部定义了一个1 ms的时基(选择定时器1为1ms溢出产生中断)，还有一个发送时基累加寄存器。
    在时基(定时器1)中断函数中，对发送时基累加寄存器加1，并对该寄存器进行判断，如果大于9，则清零寄存器，置标志位，回主程序执行发送数据函数。此外，可以定义很多其他功能的时基累加寄存器，通过判断累加器的值，来实现程序的步进运转。

3 结论
    本方案构建的数据采集系统具有很强的实际应用价值，文中介绍到的硬件组成以及关键电路的设计和软件设计思路等，对开发者都具有很强的参考意义。

地狱邪目

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