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基于DSP和ARM的激光粒度仪关键电路设计(2)
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yuyang911220
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yuyang911220
发表于 2014-6-28 16:32
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基于DSP和ARM的激光粒度仪关键电路设计(2)
1.2 电路系统的总体设计
激光粒度仪电路总体框图如图2所示。采集电路采集到的数据经过RS232串口传输给DSP,经过DSP的运算后,再把DSP处理后得到的结果数据RS232经过串口传输给ARM处理器,在ARM处理器的触摸屏界面上显示结果。
2 电路系统具体设计方案
2.1 数据采集电路设计
粒度仪的光电探测器是用光电池做成多元环形,多元环形光电探测器接收散射光的光能量,环形光电池把光能量转换为光电流。然后经过电流电压转换器,把电流信号转换为电压信号。再经过放大电路放大,然后输入到A/D转换器,将模拟信号转换为数字信号。然后把数字信号输入到C805lF320单片机,单片机然后再传给DSP进行处理,如图3所示。
系统的硬件组成分为以下几个部分:环形光电探测器、数据选择部分、电流电压转换部分、运算放大部分、模数转换部分和中央单片机控制部分。
①模拟多路选择器选用ADG506,它精度高,为1mV,抗干扰能力强,功耗低,价格便宜;
②电流电压转换电路有起滤波作用的电容及可调电阻,有利于调整电路参数;
③滤波放大电路的二阶Butterworth低通滤波器截止频率为10Hz,主要滤除工频干扰;
④模数转换电路采用的芯片是TLC2551,此芯片是14位A/D,输入电压范围为:O~5V;理论采集精度可达0.3mV,受实际测试条件所限制实际测试精度可达0.8mV;A/D转换时间为10m,采集速度很高;此芯片抗干扰能力强,功耗低,性价比高;
⑤控制电路采用C8051F320作为采集电路的控制芯片,它片上资源丰富,主频高可达25MHz,而且开发简单,性价比高。单片机采集来的数据通过串口发送给DSP芯片。
2.2 DSP运算电路的设计
DSP作为一种用的数字信号处理器,自从问世以来,DSP就以数字器件特有的稳定性,可重复性,可大规模集成,特别是可编程性和易于实现自适应处理的特点,给数字信号处理的发展带来了巨大的机遇。
激光粒度仪的采集电路采集来的数据通过RS232串口传送给DSP处理器,经过DSP进行算法运算,运算完成后再通过RS232串口传送给嵌入式ARM处理器显示结果。原理框图如下图4所示:
①DSP芯片选用6,TMS320C5416采用改进的哈佛结构,具有以下优点:具有高度并行性和专用硬件乘法器和加法器的CPU设计,芯片性能大大提高;程序存储器和数据存储器是相互独立的存储器,每个存储器独立编址,独立访问。本系统中设置了16路数据总线,32路地址总线,其余的为控制总线。
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