3 高速缓存FIFO
高速缓存是系统中的一个关键环节，根据系统的需求我们选用CY7C4245。
CY7C4245是高速、低功耗4K×18 FIFO存储器，读写周期为10ns，具有独立的18位输入、输出接口和读、写时钟信号，可以实现同步读写操作。CY7C4245提供五种状态指示：Empty、Almost Empty、Half Full、Almost Full、Full，分别代表当前数据存储的深度。其中Almost Empty和Almost Full为可编程空满状态位，可根据系统的需求对存储进行设定。FIFO的状态信息代表了已采样的点数，当采样点数达到预期的数量时，相应的状态位置位，触发DSP的外部中断，中止测量过程，由DSP读取数据进行处理。
4 DSP处理器
4.1 TMS320F206的特点
DSP是整个采集系统的核心，本文中选用 TMS320F206。该产品属于TI公司采用CMOS集成电路技术生产的TMS320C2XX系列，设计结构及其汇编指令集与TMS320C5X相兼容，其主要特点如下：
(1)运算速度可以达到40MIPS；
(2)4.5K片内RAM和32K片内FLASH存储器；
(3)32位算术逻辑单元和32位累加器；
(4)16位地址总线和16位数据总线；
(5)具有一个异步串行通讯接口和一个同步串行通讯接口，异步串行口具有波特率自动检测功能；
(6)价格低廉。
4.2 数字信号处理
数字信号处理是DSP应用的主要方面。DSP所提供的数学运算能力和运算速度远远高于单片机，具有更为丰富的指令集和更大的内存空间，可以实现较为复杂的数学算法。
DSP首先要完成数制转换，AD9432的量程为
-500mV～+500mV。对于负电平，采样数据以二进制补码的形式输出，需将12位补码转换为16位二进制整数；更为重要的是DSP要实现系统所要求的数字信号处理算法，如快速维纳滤波、FFT等。
5 数据通讯
5.1 异步串行通讯
数据采集系统与主控计算机之间的数据交换采用异步串行通讯方式。TMS320F206带有一个异步串行通讯端口，在40MHz外频条件下，最高传输速率达到2.5Mbit/s。发送和接收使用独立的缓冲区，可以实现全双工工作方式，异步串行口的工作框图如图4所示。
其中，AXSR为异步串行发送移位寄存器；ARSR为异步串行接收移位寄存器；ADTR为异步数据发送接收寄存器，TXRXINT为发送接收中断(硬件中断)。
此外，TMS320F206有一个同步串行口，用于多机并行工作方式下DSP之间的数据交换。在40MHz外频时，其最高传输速率为20Mbit/s。
5.2 波特率设置
TMS320F206有一个16位寄存器BRD用于设定异步串行通讯所使用的波特率，其数值计算公式如下：
BRD值＝
表1列出了不同外部时钟频率下常用波特率对应的BRD数值。
表1常用波特率转换表
波特率/bps 外部时钟频率
20MHz 28.57MHz 40MHz
1200 0411 05CC 0823
2400 0208 02E6 0411
4800 0104 0173 0208
9600 0082 00B9 0104
19200 0041 005C 0082
57600 0015 001F 002B
本文关键字：数据采集 DSP/FPGA技术，单片机-工控设备 - DSP/FPGA技术
