TMS320F2812芯片适用需大批量数据处理的测控场合,如数据采集、工业自动化控制。系统硬件设计以该芯片为核心,利用可编程增益放大器、可编程低通模拟滤波器等器件组成的信号调理电路对信号进行调理,以使模拟信号符合ADC模块的工作范围。经调理后的信号经F2812内置的12位A/D转换模块转换为数字量,并利用DSP中断来完成数据读取。ADC采样频率由EVA事件管理器中的通用定时器设置和调整。整个硬件系统通过CAN总线与上位机通讯,实现对整个信号采集分析系统的控制,可以调整A/D采样频率的设置、调用不同的数字滤波算法、显示波形参数等。

1.1 数据采集功能模块介绍及A/D校准

该系统采用TMS320F2812芯片自带ADC模块。该ADC模块为流水线结构,最高采样速率可达12.5 MSPS,并可实现过采样算法,而且控制A/D启动的方式很多,方便使用。但是该ADC模块存在固有偏置误差和增益误差(严重时转换结果的误差能达到280LSB,1LSB=3.0/4.95=0.73 2mV,280LSB相当于满量程的7%)。

本系统在校准时选用ADC的2个通道A0,A1作为校准通道,分别输入已知的直流参考电压。采用TI公司的低噪声、极低漂移、高精度电压基准芯片REFS030,它能提供3.O V电压,0.1%的精确度。然后通过运放生成两路子电压1 V和2 V,分别输入A0,A1通道进行校准。如图2所示。

TMS320F2812芯片为定点DSP,本系统在校准程序实现方面,使用了TI公司28X系列的IQmath库,它收集了高度优化和准确的数学函数库并精确地在28X芯片上将浮点转换成固定点算法的运算代码。得到增益校准系数CalGain和偏置校准系数CalOffset后,对其他转换通道数据进行补偿。