毕业设计 论文 基于DSP的交流采样系统
基于DSP的数据采集系统设计_学士学位论文
汉口学院学士学位毕业论文论文题目：基于DSP的数据采集系统设计专业名称：电信学院通信工程专业汉口学院学士学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文是本人在导师指导下独立进行研究工作所取得的研究成果。
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学位论文作者签名：吴弘立日期： 2013 年月日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保障、使用学位论文的规定，同意学校保留并向有关学位论文管理部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。
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（请在以上相应方框内打“√”）学位论文作者签名：日期：年月日导师签名：日期：年月日目录1、引言 (5)2. 系统分析 (7)3、系统硬件设计结构 (8)3.1 A/D转换器 (8)3.2 数字信号处理器 (8)3.3 通信接口设计 (9)4、模拟量采集及A/D转换 (10)4.1 温度信号调理 (10)4.2 MAX1200 (11)4.3 MAX1200与TMS320F240的连接 (15)5、DSP核心模块 (16)5.1 TMS320F240芯片 (16)5.1.1 TMS320F240内核 (16)5.1.2 FLASH/ROM存储模块 (17)5.1.3 I/O空间模块 (17)5.1.4 外部存储器接口模块 (19)5.1.5 PLL时钟模块 (20)5.1.6事件管理器模块 (21)5.1.7 A/D转换模块 (22)5.1.8 串行通信接口（SCI）模块 (23)5.2 TMS320F240的基准电源 (24)6接口电路设计 (27)6.1 接口器件 (27)6.1.1 MAX485收发器 (27)6.1.2 UT850接口转换器 (28)6.2 接口电路连接 (30)7. 系统功能扩展及一般采集系统设计 (31)内容摘要：基于DSP的数据采集系统首先是对模拟信号进行采集，把模拟信号转换为数字信号，再通过DSP对数字信号进行处理的技术。
基于DSP交流采样电路设计与实现_高瑜
Abstract： This paper presents a three － phase ac sampling method based on TMS320F2812DSP，gives the system hardware circuit of prior to channel and the software programming flowchart． Through processing the conversion results ，it can measure the numerical of RMS，power and so on，the results can be used in relay protection，fault wave record etc，ensuring detection accuracy also reducing the complexity of the hardware． Key words： DSP，alternating current sampling，current signal
参考文献
［1］贺 家 李． 电 力 系 统 继 电 保 护 原 理［M］． 北 京： 中 国 电 力 出 版 社，2000．
［2］孙肖子． 电子设计指南［M］． 北京： 高等教育出版社，2006． ［3］万山明． TMS320F2812xDSP 原理及应用实例［M］． 北京： 北京航
空航天大学出版社，2007． ［4］李全利，王振春． 一种基于 DSP 的三相交流采样技术［J］． 自动化
相交流采样应用方法。通过对硬件电路的设计和软 件的编程，完成了对电网电压和电流的采集和数据处 理，并能够模拟继电保护跳闸和显示系统实时显示输 入电压。实践 证 明，采 用 交 流 采 样 算 法 方 法 进 行 数 据采集，能够 获 得 的 电 压、电 流 等 电 参 数，有 较 好 的 精度和稳定性，具有一定的应用价值。
基于DSP三相交流信号采样实验箱研制
基于DSP三相交流信号采样实验箱研制孙思雅;向付伟;张海亮;李苏丹【摘要】设计了基于DSP的三相交流信号采样实验箱,作为学生完成综合实验的设备.为了准确获取电力系统的电能质量参数,详细介绍了该实验箱的研制过程,包括采样电路理论设计、硬件焊接、信号处理算法、组装调试及结果分析,并提出了实验中存在的不足和需要改进的地方.通过该综合实验,学生不仅对已学课程有了更深的理解,更培养了学生分析和解决问题以及团队协作的能力.自制实验箱不但能满足学生的培养需求,而且能节约成本.测试表明该实验箱能够满足设计要求.【期刊名称】《实验技术与管理》【年(卷),期】2018(035)008【总页数】5页(P110-114)【关键词】采样监测;综合性实验;DSP;电能质量【作者】孙思雅;向付伟;张海亮;李苏丹【作者单位】西安科技大学电控学院 ,陕西西安 710054;西安科技大学电控学院 ,陕西西安 710054;西安科技大学电控学院 ,陕西西安 710054;西安科技大学电控学院 ,陕西西安 710054【正文语种】中文【中图分类】TM769为了执行“3+1”教学模式,即将四年制本科教学划分为三年理论课学习、一年实践训练的新型教学模式。
设计了基于DSP三相交流信号采样实验箱的综合实验[1-7],该实验箱从硬件选型到箱体设计,从硬件焊接再到软件调试,全程由学生自主完成,并最终完成实验内容。
实验箱选用的核心处理器为TMS320F28335型DSP,学生结合已学的电路、模拟电子技术、DSP原理及应用等课程[8-10],根据实验要求,先制订设计方案,再按计划逐一实施。
经上电调试,该采样系统若能够达到预期设定的功能,则考核通过。
通过综合实验,学生把所学知识在实践中得到充分的应用,了解了从理论设计到产品成型的整个过程,培养了学生开发产品的基本能力和团队协作能力,同时也达到了培养创新型人才的目的,实践了当前高校倡导的人才培养模式。
1 系统设计方案三相交流采样是对电网信号进行实时采样,是将电网电压(Uu,Uv,Uw)由互感器转换到-1.5 V～1.5 V之间,通过二阶压控低通滤波电路、同向比例放大电路和直流偏置电路将电压信号转换到0.2 V～2.8 V之间；电网的电流(Iu,Iv,Iw)信号由电流-电压转换电路,把电流信号调制成0.2 V～2.8 V的电压信号,再由电压比较器将正弦信号转换为方波信号。
基于DSP的数据采集与处理系统的设计
第7卷 第15期 2007年8月167121819(2007)1523943204 科 学 技 术 与 工 程Science Technol ogy and Engineering Vol .7 No .15 Aug .2007 2007 Sci .Tech .Engng .基于DSP 的数据采集与处理系统的设计王肃伟 杨学友 李雁斌 叶声华(天津大学精密测试技术及仪器国家重点实验室,天津300072)摘 要 构建了一种基于DSP 的数据采集和处理系统,介绍了系统硬件和软件设计方案,着重讲述了T MS320F2812型DSP 在数据处理中的作用,设计实现了F I R 滤波器和FFT 算法。
该系统通用性好,可靠性高,实时性强,可以实现快速的测量和传输。
关键词 C MOS 图像传感器 DSP F I R FFT 中图法分类号 TP31714; 文献标识码 A2007年4月9日收到第一作者简介:王肃伟(1984—),男,河南开封人,天津大学测试计量技术及仪器硕士研究生。
研究方向:测试技术与图像处理。
Email:suwei w ang80@yahoo 。
T MS320F2812型DSP 是美国TI 公司推出的、最佳测控应用的定点DSP,也是目前市场上最先进、功能最强大的32位定点DSP 芯片。
既具有数字信号处理能力,又具有强大的事件管理能力和嵌入式控制能力。
它采用高性能的静态C MOS 技术,时钟频率可达150MHz,具有高性能的32位中央处理器,能在一个周期内完成16x16、32x32的乘法和累加运算。
支持32位单位周期指令,其数据地址为32位,程序地址为22位,具有高速的片内数据存储器和程序存储器,可以访问4G 字(16位)的数据空间和4M 字的程序空间。
该型号DSP 芯片在电源功率控制、电机工程、制冷系统、可调激光器等领域应用广泛[1]。
本文提出一种以上述T MS320F2812型DSP 为核心,集成了C MOS 图像传感器和FPG A 的数据采集和处理平台,充分利用了C MOS 图像传感器体积小、稳定性好、FPG A 集成度高、可编程实现以及DSP 强大的控制能力和高速图像处理能力等优点。
基于DSP的数据采集与处理系统的设计
（５）ＡＤＳ８３６４的数据通道的选择 ＡＤＳ８３６４估值模块用４根地址线访问数据转 换器，可选Ａ２、Ａ３、Ａ４、Ａ５或Ａ１２、Ａ１３、Ａ１４、Ａ１５， 此设计选择Ａ１２、Ａ１３、Ａ１４、Ａ１５。其中，低三位地 址线用来控制ＡＤＳ８３６４的Ａ０、Ａ１、Ａ２（不同的地 址实现的功能如表１所示），最高位地址线可和Ｉｓ 信号控制ＡＤＳ８３６４的片选信号ＣＳ。此次设计六 路通道循环采样转换，即应选择“ＣＹＣＬＥ”模式， Ａ０、Ａ１、Ａ２的值固定为“０１１”如图２所示，Ａ１、Ａ２ 连接供电电平，Ａ１接地。所以没有利用Ａ１２、Ａ１３、 Ａ１４的控制。 （６）ＡＤ复位信号的控制 ＤＳＰ的复用引脚ＢＩＯ／ＩＯＰＣＩ用作ＩＯＰＣＩ功 能，控制Ａ／Ｄ芯片的复位引脚ＲＥＳＥＴ。方法是：系 统软件初始化时，将ＩＯＰＣＩ置高，待系统时钟稳定 后，令其产生１个低脉冲，即对ＡＤＳ８３６４可靠复 位。之所以特地在系统初始化时利用软件使 ＡＤＳ８３６４复位，是因为这样做可以保证ＤＳＰ从Ａ／Ｄ 中读出的数据转换结果顺序依次是通道Ａ０、Ａ１、 Ｂ０、Ｂ１、ｃ０、ｃ１，否则通道的顺序是随机的，无法存 储数据。
美国某公司的ＡＤＳ８３６４，是一种高速、低功耗、 双１６ ｂＡ／Ｄ转换器，有６个模拟量输入通道。它由 独立的５ Ｖ ＡＶ。。和ＤＶ。。供电，转换结果通过内置 的输出缓冲电路送出。此输出缓冲电路可由ＤＶ。。 驱动，或者通过独立的ＢＶ。。驱动。ＢＶ。。的范围较 宽为２．７—５．５ Ｖ，这使得存在多种电源环境时，可 以灵活配置。它有６个完全相同的采样保持电路， 分成Ａ、Ｂ、Ｃ ３组，每一组都由１个ＨＯＬＤ引脚控 制。内置２．５ Ｖ的参考电压，可作为模拟量输入前 向通道中电压极性转换和电平平移电路的基准。 ＡＤＳ８３６４可从外部引入最大５ ＭＨｚ的时钟频率，此 时采样时间是０．８斗ｓ，转换时间只有３．２ Ｉ＊ｓ，Ａ／Ｄ的 最大采样率达２５０ ｋ，要达到此值，可在下一次转换 开始时读取上一次转换的结果。
学位论文—基于dsp的视频采集与压缩传输系统的设计正文
1 绪论1.1课题背景视频采集技术相关的产品正经历着由模拟化向数字化、网络化的变革。
并在科学研究、工农业生产、资源的遥感探测、交通运输、空间探测、医疗卫生等各个领域内应用愈发广泛。
数字视频采集压缩传输系统不仅符合信息产业的未来发展趋势，而且代表了行业的未来发展方向，蕴藏着巨大的商机和经济效益，成为目前信息产业中颇受关注的数字化产品。
随着技术的高速发展，数字信号处理器（DSP）的应用范围越来越广阔，其普及率也越来越高，应用领域达到航空航天器材，比如飞机，小到日常所使用的电子产品，比如手机、数码相机等。
DSP在当今电子类产品中起了不可或缺的作用。
TMS320DM642是TI公司于2003年左右推出的一款32位定点DSP芯片，主要面向数字媒体，属于C6000系列DSP芯片。
DM642保留了C64x原有的内核结构，工作频率由内部倍频器设置，可以达到500MHz、600MHz或720MHz，相应的时钟周期为2ns、1.67ns和1.39ns，每秒可执行指令数4000 MIPS、4800 MIPS和5760MIPS。
DM642采用TI公司第2代增强型超长指令集，它的EMIFA 接口数据总线宽度为64位，最高数据存取频率133MHz，可直接与大容量、低成本的SDRAM芯片无缝连接。
DM642片上带有3个双通道数字视频口，可同时处理多路数字视频流，片上带有多通道串行音频接口，可同时处理4路立体声输入/输出音频信号。
DM642拥有I²C设备的寄存器，DM642的网口、PCI口和HPI口共享引脚。
当前在国内外市场上，对视频数据的采集压缩主要有三种方式：基于PC机的视频采集压缩系统、基于专用视频压缩芯片的视频处理系统和基于高速通用视频处理DSP的视频压缩系统。
在现今以高速化为要求的视频采集技术中，前两种技术难以满足实时处理的要求。
基于高速通用视频处理DSP的视频压缩系统成为新一代网络视频监控系统的主流。
实现这个系统的关键问题是如何解决图像信号的压缩编码和压缩后图像数据的传输。
基于DSP的交流电量采样及其实现
该所在国内外建有多处风机实验基地! 如日本北海道
和海上风力发电机组的目标!旨
北桧山自然能源研究所发展中心$ 沈阳桃仙农业生态园风
在为开发具有自主知识产权的
力发电应用示范基地!大鹿岛风力发电实验场!营口新能源
风力发电机设备!降低风力发电
示范基地! 辽宁营口仙人岛风电场! 辽宁金山康平风电场
设备造价!增强我国风力发电机
图 " 为采样流程图#
图 ! 采样流程图 首先对系统进行初始化设置% 随后进入
892:1 中断# 在此中断中%-/0 对已采样存入其 内的上一个周期里的 *% 路信号进行运算处理%并 将数据保存在双口 1+2 中# 分别计算各相的零 序分量%将其保存在双口 1+2 中# -/0 通过 +-6 进 行 采 样 % 当 +-6 第 一 路 数 据 转 换 完 毕 后 %使 -/0 发生 ;9<8* 中断%-/0 从 +- 转换器中 读 取 数据% 读完数据后通过 +-6 选通第二路信号%使 其进行采样%当 +- 转换完成后%-/0 发生 ;9<8* 中断%从 +- 中读取数据%如此循环%完成 *% 路信 号的采样%并保存在 -/0 中# -/0 对存入的数据 进行计算处理%最后存入双端口 1+2 中# % 监控系统的设计
图 # 交流电压采样调理电路
如图 # 所示% 电压采样调理和电流采样调理 有一些不同% 其差别是电压采样调理需要电网过 零捕获# 主电路的交流大电压经电压传感器变为 小电压信号%送入前端处理后%通过电压过零比较 器 32"#’ 变成方波信号# 方波信 号 经 过 反 相 器 4’56!’ 使方波变得较陡%这样提高了捕获精度# 将此信号送到 -/0 的捕捉中断输入口 6+0! 上% 以此时间点作为基准给定正弦波信号的时间起 点% 同时根据目前 072 的实际脉宽值与理论脉 宽值修正载波周期% 从而使并网系统的并网输出 电流与电压保持同频$同相# $ 软件设计与实现
基于DSP图像采集系统设计
基于DSP图像采集系统设计摘要本设计的功能是实现实时图像采集，以数字处理芯片TMSC5410A为核心器件，以CMOS图像传感器OV7660来进行图像采集。
本设计首先描述了系统的整体设计思路，然后分别对系统的硬件部分设计和软件部分设计进行了详细地说明。
硬件设计包括电源模块、图像读入模块、DSP核心电路模块及DSP与PC机串行通信电路模块。
在电源模块中，需要提供3.3V，5V和1.5V的电源为系统供电；在图像读入模块中，通过SCCB 对OV7660完成有关设置，来实现模拟图像信号到数字图像信号的转变；在DSP核心板电路模块中，通过对时钟电路设计、复位电路设计、JTAG接口电路及其它电路的设计完成对DSP最小系统的设计和TMSC5410A存储器的扩展；在DSP与PC机串行通信电路模块中，通过UART提供的接口编程，来实现TMSC5410A与PC机的高速串行通信。
软件设计包括系统的初始化、OV7660初始化和中断服务程序，这几部分分别可实现系统初始化，主要针对TMSC5410A的初始化，使DSP能够正常工作；OV7660初始化，启动图像采集功能；中断服务程序设计，实现数据的传送和接收。
最终，系统完成了图像采集系统的硬件设计。
关键字:图像采集;OV7660;TMSC5410AHardware Design of Image Capture System basedon DSPAbstractThe function of this design is to realize real-time image acquisition to digital processing chip for the core device, TMSC5410A OV7660 by CMOS image sensor to image acquisition. This design first described the system's overall design train of thought, then respectively to the system hardware design and software of design in detail.Hardware design including the power modules, image into modules, DSP core circuit module and DSP and PC serial communication circuit module.In the power modules, the need to provide 3.3 V, 5V and 1.5 V power supply systems, power supply; In the image into modules, through to SCCB OV7660 complete relevant Settings, to simulate the image signal to the digital image signal change; In DSP core board circuit module, through to the clock circuit design, reset circuit design, JTAG interface circuit and other circuit design completed the design of DSP smallest system TMSC5410A memory expansion; and In DSP and PC serial communication circuit module, through the interface programming, provide UART TMSC5410A with a PC to realize the high-speed serial communication. The software design including the system initialization, OV7660 initialization and interrupt service routine, which a few parts can realize system respectively TMSC5410A initialization, mainly in the initialization, make DSP can work normally; OV7660 initialization, start image acquisition function; The interrupt service routine design, realization data transmitting and receiving. Finally, the system finished image acquisition system hardware designKeywords: Image capture; OV7660; TMSC5410A目录摘要 (I)Abstract (II)1. 绪论 (1)1.1 选题背景 (1)1.2 设计方法和主要研究内容 (2)2. 总体设计 (4)3.硬件设计说明 (7)3.1 电源模块设计 (7)3.2 图像读入模块的设计 (7)3.2.1 图像传感器的选用 (7)3.2.2 图像传感器硬件的连接设计 (9)3.2.3 图像传感器与DSP接口设计 (10)3.3 DSP核心板电路模块设计 (13)3.3.1 DSP的最小系统 (13)3.3.2 存储器扩展电路设计 (16)3.4 DSP与PC机串行通信电路模块设计 (16)4. 软件设计说明 (18)4.1 程序总体框图 (18)4.2 程序设计 (18)4.2.1 系统初始化 (18)4.2.2 图像传感器OV7660初始化 (22)4.2.3 中断服务程序设计 (23)总结 (33)致谢 (34)参考文献 (35)1. 绪论1.1 选题背景人类获取外界信息的手段有视觉、听觉、触觉、嗅觉、味觉等多种形式，但绝大部分（约80%）是来自视觉所接收的图像信息。
基于DSP语音信号采集系统的设计毕业设计(论文)
DSP课程论文（设计）题目基于DSP语音信号采集系统的设计院系专业学生姓名学号指导教师二Ｏ一四年五月二十八日基于DSP语音信号采集系统的设计摘要：为了研究数字信号处理，提出了一个基于DSP TMS320VC5502的语音信号采集系统的设计。
给出了该系统的总体设计方案，具体硬件电路,包括系统电源设计、复位电路设计、时钟电路设计、存储器设计、A/D接口电路设计、JTAG接口设计、DSP与A/D芯片的连接等，以及软件流程图。
通过MATLAB得到语音信号的波形和频谱图。
实验表明: 所设计的基于DSP的硬件和软件系统是一个很好的语音信号采集系统,该系统结构清晰，电路简洁，易于实现。
关键词：语音信号；数据采集；DSP；TLC320AD501.引言20世纪50年代以来，随着数字信号处理各项技术的发展，语音信号处理技术得到不断提高, 语音合成、语音识别、语音记录与语音控制等技术已开始逐步成熟并得到应用。
在语音信号处理过程中, 要实现语音信号处理技术的精确性、实时性目的，语音信号采集和无误差存储成为语音信号处理中的前提。
TMS320VC5502是德州仪器公司公司在2002年基于TMS320VC5502推出的定点数字信号处理器，它采用修正的哈佛结构，包括1个程序存储总线、3个数据存储总线和4个地址总线，这种结构允许同时执行程序指令和对数据操作，运行速度快，单周期定点指令执行时间为5ns，远高于语音信号采集和处理的要求。
在语音信号采集中, 模拟信号向数字信号转换（ADC)的精度和实时性对后续信号处理过程起到了重要作用。
设计中采用TLC320AD50完成语音信号的A/D转换。
TLC320AD50是TI公司提供的一款16 bit 同步串口A/D和D/A转换芯片，ADC之后有1个抽取滤波器以提高输入信号的信噪比, 其采样频率最高可达22.5 Kb/s，满足语音信号处理中关于采样频率的要求。
2.总体设计基于TMS320VC5502的语音信号采集系统的结构如图2–1所示，该系统的中央处理单元采用美国TI(德州仪器)公司的高性能定点数字信号处理芯片TMS320VC5502，TMS320VC5502是TI 公司推出的定点数字信号处理器，它采用修正的哈佛结构，包括12组独立总线，即1组程序读总线，1组程序地址总线，3组数据读总线，2组数据写总线，5组数据地址总线。
基于DSP的数据采集系统的开发与实现
第1期(总第140期)2007年2月机械工程与自动化M ECHAN I CAL EN G I N EER I N G & AU TOM A T I ON N o 11Feb 1文章编号:167226413(2007)0120068202基于D SP 的数据采集系统的开发与实现陆幼青,潘宏侠(中北大学机械工程与自动化学院过程控制系,山西 太原 030051)摘要:为了解决自动检测和控制系统中数据采集速度慢的问题,提出运用基于D SP 的软件平台CCS 和T I 公司TM S 320系列F 2812芯片开发一种快速数据采集系统,研究了该系统硬件平台的搭建和相关应用程序的开发。
将其运用于旋转机械状态监测及故障诊断领域中有关转速信号、多路同步轴径向振动信号、轴向位移信号、若干开关量信号、温度、压力、流量等参数的信号采集,取得了良好的效果。
关键词:数据采集;D SP ;TM S 320F 2812中图分类号:T P 274+12 文献标识码:A收稿日期:2006209205作者简介:陆幼青(19822),女,安徽合肥人,硕士研究生。
0 引言现代工业生产中,生产规模不断扩大,并朝着大型化、高速化、自动化和连续化的方向发展。
因此对机械设备性能的要求也越来越高。
很多大型石油、化工、石化、电力、钢铁等部门都采用了单机、满负荷、连续性的生产操作方式,其中的大型旋转机械就成为了现代化大规模生产中的关键设备,一旦出现停机故障,将导致全厂的停产,其经济损失是十分巨大的,同时还有可能招致重大的伤亡事故。
由此,大型旋转机械的在线状态监测和故障诊断技术便应运而生。
而如何获得大量而广泛的状态量(振动、力、位移、噪声、温度、压力和流量等)是其中的关键。
以一根转轴为例,需采集的信号通常包括转速信号、多路同步轴径向振动信号、轴向位移信号、若干开关量信号、温度、压力、流量等信号。
这些信号经过传感器及前端调理电路的处理,转换为数字脉冲信号、高速同步的模拟信号、数字信号和异步的模拟信号等[1]。
DSP课程论文_基于DSP的图像采集系统设计
课程论文DSP原理与应用题目：基于DSP的图像识别系统设计学院：信息工程学院专业班级：学生姓名：指导教师：2011 年 12 月 27 日摘要本文对模式识别方面展开研究和开发。
利用32位微处理器TMS320C5402 DSP作为硬件开发平台，进行图像采集，实现图像处理，以便提取出目标信息，构成视觉闭环控制系统。
数字信号处理器(DSP)运行速度快，能够完成复杂的控制算法，建立高精度控制系统。
本课题是以一个单片TMS320C5402为核心处理器，主要针对高速数据采集和高速密集数据处理，基于DSP在视觉系统的应用研究。
本文主要解决了以下几个问题：(1)基于VC++建立一个通过PCI接口实现DSP与PC之间的通信，进行PC与DSP的高速大数据量数据交换；(2)进行视频信号的数据采集及转化，获取图像。
并在PC机上以位图的形式显示出来；(3)模式识别。
在PC机上用VC++建立一个通用图像处理系统．实现通用图像处理算法。
改善算法，通过对物体标识，然后对物体进行特征抽取及分类，能够自动识别出目标物体，并获取其空间坐标、方向、姿态……针对摄取的图像较大，像素较多，因此要处理的数据量非常大的特点，此算法通过遍历三邻域就能够取得很好的效果。
关键词：数字信号处理器(DSP)，模式识别，图像采集，数字图像处理AbstractIn this paper, the pattern recognition aspects of research and development. Use of 32 bit microprocessor TMS320C5402 DSP as hardware development platform, image collection, realize image processing, in order to extract the target information, constitute a visual closed-loop control system.The high processing speed of DSP allows sophisticated control techniques to be used to build a high-precision control system．The paper researches mainly how to sample data speedily and process these dense data with using 32-bit digital signal processor(DSP) TMS320C5402 at the basic of embedded machine vision system．It performs primarily the following works：(1)Perform the communication between DSP and the host computer with the PCI preface，and can transfer quantity data；(2)Sample and convert the digital information into image plane，and display it on bit map of the host computer；(3)Build a general image processing system on host computer, which call utilize the arithmetic of image processing．Through marking these objects on the image，obtaining and classing the traits of the objects．the algorithms of the processing can identify the object automatically and obtain the coordinate，orientation，movement of the object, etc．Because the processed data of the image is so excessive，general algorithms can not apply in it or spend a lot of time in it．The algorithms which research the three adjacent area can get the satisfied purpose comparatively．keywords：digital signal processor(DSP),pattern recognition, image sampling，digital image processing1DSP处理器TMS320C54简介DSP芯片具有计算，存储，和通信的功能。
基于DSP的数据采集系统——理工类毕业设计
1引言1.1 课题的研究背景数据采集系统是一种应用极为广泛的模拟量测量设备，其基本任务是把信号送入计算机或相应的信号处理系统，根据不同的需要进行相应的计算和处理。
它将模拟量采集、转换成数字量后，再经过计算机处理得出所需的数据。
同时，还可以用计算机将得到的数据进行储存、显示和打印，以实现对某些物理量的监视，其中一部分数据还将被用作生产过程中的反馈控制量。
在许多检测和控制系统中，数据采集和处理模块都是很重要的组成部分；随着数字信号处理理论和计算机技术的不断发展，在图像处理、瞬态信号检测、软件无线电等一些领域，更是要求高速度、高精度、高实时性的数据采集与处理模块。
数据采集和处理模块完成对大量原始的现场数据和信息的采集与预处理，并通过建立与上位机的实时通信，向系统提供数据。
对于数据采集模块，通常要求其能对多通道进行并行处理，具备较高的实时性并有一定的数据处理能力。
随着现代检测与控制系统复杂性的提高，对数据采集模块也提出了新的要求。
在很多控制系统中，要求数据采集模块能够对多个信号通道进行实时，高速的数据采集与高精度的数据预处理。
传统的数据采集处理模块多以单片机为中央处理器，结合外围的信号调理电路，A/D转换电路，以及控制电路来完成数据采集过程。
8位的5l单片机对数据的运算与处理能力有限，难以适应高精度数据采集与处理的要求。
因此，对于高精度，高速度的数据采集与处理系统，需要使用更高端的处理器。
使用高端的处理器的数据采集系统组织较为复杂，开发周期长，而且由于其指令的通用性，数字信号处理算法如数字滤波，FFT等实现困难，对处理器的利用效率不高。
单片机从本质上说属于事务密集型的处理器，使用传统的单片机难以满足该数据采集系统对于数据运算方面的要求。
数字信号处理器(DSP)的出现和广泛使用，很好地满足了数据采集系统对于核心处理器的要求。
无论从实时处理外部事件(中断，I/O)的能力，还是对于数据运算的速度和精度来看，数字信号处理器都有非常大的优势。
基于DSP的数据采集处理及显示系统
中国科学技术大学硕士学位论文基于DSP的数据采集处理及显示系统姓名：孟祥儒申请学位级别：硕士专业：精密仪器及机械指导教师：李静20090501‰鼙ｊｊ＾＾磊譬图２．３时钟振荡电路２．２．３外扩程序和数据ＲＡＭ荔象翁磊椭们∞∞≯》》＞２４０７本身有３２Ｋ的ＦＬＡＳＨ程序存储器、２Ｋ的ＳＡＲＡＭ（可用作数据或程序存储器）、５４４字节的ＤＡＲＡＭ（分为Ｂ０、Ｂ１、Ｂ２三块）。
可以通过ＰＳ、ＤＳ和ＲＤ／ＷＥ线进行程序和数据存储器的扩展，读写信号ｆｌ习ＤＳＰ产生。
地址空间的分配如下：程序：０ｘ００００．０ｘ７ＦＦＦ片上ＦＬＡＳＨ空间０ｘ８０００．０ｘ８７ＦＦ映射２Ｋ的ＳＡＲＡＭ０ｘ８８００．０ｘＦＤＦＦ外部程序存储器０ｘＦＥ００．０ｘＦＥＦＦ保留（ＣＮＦ＝１），外部（ＣＮＦ＝Ｏ）０ｘＦＦ００．０ｘＦＦＦＦ映射Ｂ０（ＣＮＦ＝１），夕｝、部（ＣＮＦ＝０）数据：０ｘ００００．０ｘ００５Ｆ存储器映射寄存器和保留０ｘ００６０．０ｘ００７ＦＢ２０ｘ００８０．０ｘ００ＦＦ非法０ｘ０１００．０ｘ０１ＦＦ保留０ｘ０２００—０ｘ０２ＦＦＢ００ｘ０３００．０ｘ０３ＦＦＢ１０ｘ０４００．０ｘ０４ＦＦ保留７《蝥１厶第二章数据采集及显示系统硬件设计—熙４Ａ１５ＩＤＩ￥型±一一１２．Ａ１．Ｉ的ｌ＿ＩＡｌ３２０：Ａ“１’３菇；Ａ１２２１ｊ匝Ａ１２删ＩＯｌ；ＡＩｉ２４——Ａｌ！ＩＯｌ；Ａ１０２５ＡｌｌＩＯｌｊ要＝荽Ⅲ幻站一＇Ａ９２Ｌ拶＿＿ＡＳ２，１０９ｊ罂鬈羚ｓ苎：兰Ａ７１０７Ａ６４３——Ａ６ｌｌ‘０６．ＪＩＡ５４４竹．Ａ５蒿＾●＇■ｖ，ｊａ４匹．ＬＩＪＡＡ３ｌ１０１０；ｊＡ匝０５ＭＡ０蒿（ＥＲＡＭ６ＡＯ写擘Ｅ霉硬Ｖ删ＣＣ＝堕二Ｅ箍ＶＣＣＫＤ４１－二亘二器拦ＮＣ—————矿旦Ｌ．』谆盛器２．２．４ＪＴＡＧ接口电路箜ｌ；：Ｕ１０Ａ图２．４外扩程序和数据ＲＡＭＣＥＲＡＭＪＴＡＧ接口提供对ＤＳＰ的内部ＦＬＡＳＨ的烧写和仿真通讯。
具有ＪＴＡＧ１２１的芯片有如下ＪＴＡＧ弓Ｉ脚定义：ＴＣＫ一测试时钟输入；ＴＤＩ．一测试数据输入，数据通过ＴＤＩ输入ＪＴＡＧＩ］；ＴＤＯ——测试数据输出，数据通过ＴＤＯ从ＪＴＡＧ口输出；ＴＭＳ——测试模式选择，ＴＭＳ用来设置ＪＴＡＧ口处于某种特定的测试模式。
基于DSP的数据采集系统的设计说明
第一章绪论1.1课题研究的背景在高度发展的当今社会中，科学技术的突飞猛进和生产过程的高度自动化已成为人所共知的必然趋势，而它们的共同要必须建立在有着不断发展与提高的信息工业基础上。
人们只有从外界获取大量准确、可靠的信息经过一系列的科学分析、处理、加工与判断，进而认识和掌握自然界与科学技术中的各种现象与其相关的变化规律，并通过相应的系统和方法实现科学实验研究与生产过程的高度自动化。
换言之，生产过程的自动化面临的第一个问题就是必须根据从各种传感器得到的数据来检测、监视现场，以保证现场设备的正常工作。
所以对现场进行数据采集是重要的前期基础工作，然后再对现场数据进行传输和相应的处理工作，以满足不同的需要。
数据采集系统是一种应用极为广泛的模拟量测量设备，其基本任务是把信号送入计算机或相应的信号处理系统，根据不同的需要进行相应的计算和处理。
它将模拟量采集、转换成数字量后，再经过计算机处理得出所需的数据。
同时，还可以用计算机将得到的数据进行储存、显示和打印，以实现对某些物理量的监视，其中一部分数据还将被用作生产过程中的反馈控制量。
数据处理在整个科研工作中是个重要的必不可少的环节，数据处理系统工作的质量和速度如何，对整个科研工作的影响也是很大的。
因此研究一种质量性能高的通用数据采集平台具有很大的意义。
从广泛的意义上来讲，数据采集与处理的主要包括以下几个方面:(1)数据的采集:主要是解决非电量转换为电量的问题以与多路复用、数据的模拟形式和数字形式之间的转换问题。
(2)数据的记录:数据的存储是非常重要的问题。
(3)数据处理:包括预处理、数据检验和数据分析等步骤。
随着科学技术的飞速发展，对数据处理的实时性要求也愈来愈迫切。
显然，不论在哪个应用领域中，数据处理越与时则经济效益就越大。
例如在实时监控系统中，必然要求对测量数据实时处理。
又如在新型飞机试飞中如能实现对某些关键数据的实时处理和监测，就能在这些数据发生异常变化时与时发现并采取措施，以避免机毁人亡的重大事故发生。
DSP交流采样电路设计
*文件名：DSP28_Ev.c
*
*功能：2812事件管理器的初始化函数，包括了EVA和EVB的初始化
*
*作者: likyo from hellodsp
*
****************************************************************************/
（3-8）
对于第三极信号调理电路，它是一个跟随器，其输入等于输出。假设同相输入端信号电压为 ，输出电压信号为 ，则其对工频50Hz的传递函数近似为：
（3-9）
由此，电流采样电路便分析完毕，其输入与输出的关系为：
（3-10）
所以220V的一次侧强电流信号就被转化成0.793V至2.207V的直流信号。
//清除SEQ2中的中断标志位INT_SEQ2
AdcRegs.ADCTRL2.bit.EVB_SOC_SEQ=0;
AdcRegs.ADCTRL2.bit.RST_SEQ1=0;
AdcRegs.ADCTRL2.bit.INT_ENA_SEQ1=1;
AdcRegs.ADCTRL2.bit.INT_MOD_SEQ1=0;
//总共8个并发采样，总共采样16路
AdcRegs.CHSELSEQ1.bit.CONV00=15; //采样ADCINA0和ADCINB0
AdcRegs.ADC_ST_FLAG.bit.INT_SEQ1_CLR=1;
//清除SEQ1中的中断标志位INT_SEQ1
AdcRegs.ADC_ST_FLAG.bit.INT_SEQ2_CLR=1;
AdcRegs.ADCTRL3.bit.ADCPWDN=1;
for(i=0;i<5000;i++)NOP;
基于DSP的交流采样电路设计
西安科技大学综合实验报告学院: 电气与控制工程学院专业名称: 测控技术与仪器设计题目: DSP交流采集电路设计组员：侯春慧张娜张珍珍张小红姓名：张珍珍学号: 0706070111指导教师: 高瑜目录1.实验目的2.实验内容3.实验原理4.实验步骤5.实验原理图6.实验程序7.实验结果8.问题解决9.心得体会基于DSP的交流采样电路设计一、实验目的1、通过此次试验，让同学们能够好好复习以前学过的知识，主要是如何采集交流电量并处理得到我们需要的实测数据，一边与后面的分析预测等内容；2、通过此次试验，能够让同学们更加熟悉继电保护的原理以及实际中的应用方法和实现手段，更便于大家理解；3、通过此次试验，让同学们对于DSP了解更加深刻，不知是要在原理上懂得，更要学会应用它，能够利用DSP进行一些简单的编程；4、通过此次试验，培养大家的实际动手能力以及小组合作能力，为今后的职业发展做一个小小的实践；二、实验内容通过电网采集电压信号，根据电压信号变化，控制灯泡的跳闸控制。
三、实验原理交流采样技术是按一定规律对被测信号的瞬时值进行采样，再按一定算法进行数值处理，从而获得被测量的测量方法。
该方法的理论基础是采样定理，即要求采样频率为被测信号频谱中最高频率的2倍以上，这就要求硬件处理电路能提供高的采样速度和数据处理速度。
目前，高速单片机、DSP及高速A/D转换器的大量涌现，为交流采样技术提供了强有力的硬件支持。
交流采样法包括同步采样法、准同步采样法、非同步采样法等几种。
此次试验是通过互感器来对电压数据进行采集，再进过偏置等的处理，处理到数值范围为0~3V，再输入到DSP通过其内部所含的DA装换，将采样数据进行处理、数值分析、比较，如果处理后的数值大于给定的整定值则通过对GPIO端口的控制实现输出跳闸信号，作用于继电器。
四、实验步骤1、按要求设计交流采集电路原理图；2、根据原理图焊接板子；3、验证硬件的采样输出波形是否满足0~3V要求，跳闸回路是否准确；4、经老师检查认可后，通电进行系统调试。
基于DSP捕获口的交流信号采样
基于DSP捕获口的交流信号采样 基于DSP捕获口的交流信号采样 DSP
08006305 周婷婷
一、硬件电路设计
1.信号调理电路
滤波电路传递函数
Vin Rs 1 = 2.09V RIN Rt Ct
最终电路的实物图：
4.电平转换 使用74LVC14进行5V到3.3V的电平转换，同时对输出的波形进行整 形。最后输入到DSP的捕获口即可。输入到CAP的波形如下：
二、软件设计 在整个的程序设计中，共涉及到两个中断的使用，分别为定时器T3 和捕获口CAP1的中断。 定时器的T3的周期为采样保持的周期，也就是采样控制信号的周期， 每个采样保持周期结束之后，计算在这个周期中的多次捕获口获得计数值 的平均值，以期获得比较精准的频率数值。 而捕获口的中断则用于读取每两次有效沿之间的计数值差，可以通 过频率计算出周期，进而计算得到频率值。
最终得出的数据为呈现出正弦变化，并且数值在-311~311之间，有 误差，但是误差较小。根据分析可能是电流互感器的失真造成的，用示波 器观察，在电流互感器的副边测量的电压不再正负对称，同时也有可能是 市电电路中存在多次谐波的可能。
三、方案论证 对于采样数据的正确性，通过使用软件计算交流电的有效值和万用表的 测量进行比较可以获得结论。软件实现有效值的计算公式如下：
Vout
1 + RCs = 2 2 2 Vi R C s + 3RCs + 1
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
2.采样保持电路
3.压频转换 在比较了几款压频转换芯片 之后，决定选用LM331芯片 作为压频转换芯片，它的工 作输出频率范围在1Hz到 100KHz之间，转换的非线 性度达到万分之一，性价比 很高，故而选择之。
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论文题目: 基于DSP的交流采样系统专业:学生: （签名）______________指导教师: （签名）______________摘要交流采样是电网进行微机保护的重要一步，交流采样方法的优劣直接影响到微机保护的效果。
本系统应用DSP制作交流采样电路，使其实现高速、准确的交流采样，通过软件控制实现模拟微机保护跳闸功能。
本文介绍了应用DSP实现对交流信号的采样硬件电路设计，论文总共分为四个部分。
（1）介绍交流采样的基本结构，设计思路，并分析目前交流采样的几种方式；（2）通过对交流采样对象的分析，确定采样的参数大小并设计基于F2812的采样电路；（3）运用CCS3.1利用设计的程序对采样电路进行试验，得出电路的误差并进行分析；（4）通过上述设计，能够完成对交流信号的采集、处理并将所需数值显示出来。
满足设计要求。
由于时间、水平有限，本系统没有实现与计算机的数据通信，将在日后工作与学习中进一步完善。
关键词：交流采样，DSP,微机保护Thesis topic:Professional:Undergraduate Students: (Signed )_____________Instructor: (Signed )______________ABSTRACTThe exchange sampling is the electrical network carries on the microcomputer to protect importantly one step, the exchange sampling method's protects fit and unfit quality immediate influence the effect which to the microcomputer. This system applies the DSP manufacture exchange sampling circuit, causes it to realize high speed, the accurate exchange sampling, realizes the simulation microcomputer protective trip function through the software control.This article introduced realizes using DSP to exchanges the signal sampling hardware circuit design, the paper altogether divides into four parts. (1) introduced that the exchange sampling the basic structure, the design mentality, and analyzes the present exchange sampling several ways; (2) through to exchanges the sampling object analysis, the definite sampling's parameter size and designs based on the F2812 sampling circuit; (3) carries on the experiment using CCS3.1 using the design procedure to the sampling circuit, obtains electric circuit's error and carries on the analysis; (4) through the above design, can complete to exchanges signal gathering, processing and will need the value to demonstrate, satisfies the design requirements.Because the time, the level are limited, this system has not realized with computer's data communication, will be working in the future and in the study further consummates.KEY WORDS: Exchange sampling, DSP, microcomputer protection目录第一章绪论 (1)1.1研究背景与意义 (1)1.2研究现状 (1)1.3课题的总体设计思路 (2)第二章交流采样系统的器件介绍 (3)2.1 DSP芯片介绍 (3)2.1.1 DSP的特点 (3)2.1.2 DSP TMS320 F2812芯片的技术指标 (4)2.1.3 DSP F2812开发板的管脚功能说明 (4)2.2 运算放大器LM324介绍 (6)2.2.1 LM324工作原理 (6)2.2.2 LM324的引脚、结构及其典型运用 (8)2.3开关式稳压电源芯片LM2596介绍 (12)2.3.1 LM2596的特点 (12)2.3.2 LM2596的引脚及主要性能参数 (13)2.4 稳压芯片TL431介绍 (14)2.4.1 TL431工作原理 (14)2.4.2 TL431的引脚和其主要性能参数 (15)2.5 LED八段数码管显示器 (15)2.5.1 LED数码管的分类 (15)2.5.2数码管驱动方式 (16)2.5.3数码管的显示段码 (17)2.6 74LS164移位寄存器介绍 (18)2.6.1 74LS164工作原理 (18)2.6.2 74LS164的引脚及级联 (18)第三章基于DSP的交流采样系统硬件的总体设计方案 (20)3.1 硬件电路设计思路 (20)3.2 总体电路的布局 (20)3.3 电流互感器、电压互感器电路的设计 (21)3.4运放电路的设计 (21)3.4.1 跟随电路 (22)3.4.2 二阶低通有源滤波电路 (22)3.4.3 偏置电路 (24)3.4.4 反相电路 (25)3.5 TL431 5V偏置电压产生电路的设计 (25)3.6 LM2596 5V电源的设计 (26)3.7 继电保护电路的设计 (27)3.8 合闸电路的设计 (27)3.9 数码管显示电路的设计 (28)3.10 系统软件的设计 (28)第四章系统的硬件调试和系统测试 (30)4.1 系统硬件的调试 (30)4.1.1 采样电路的调试 (30)4.1.2显示电路的调试 (30)4.1.3 继电保护电路的调试 (30)4.2系统误差分析 (31)4.3调试过程中存在的问题及解决方法 (39)结束语 (40)致谢 (41)参考文献 (42)附录 (43)第一章绪论1.1研究背景与意义电力系统在运行中，可能发生各种故障和不正常运行状态，最常见同时也是最危险的故障是发生各种形式的短路。
电力系统中电气元件的正常工作遭到破坏，但没有发生故障，这种情况属于不正常运行状态。
故障和不正常运行状态都可能在电力系统中引起事故，系统事故的发生，除了由于自然条件的因素以外，一般都是由于设备制造上的缺陷、设计和安装的错误、检修质量不高或运行维护不当而引起的。
在电力系统中，除应采取各项积极措施消除或减少发生故障的可能性意外，故障一旦发生，必须迅速而有选择性的切除故障元件，这是保证电力系统安全运行的最有效方法之一。
继电保护装置到目前为止大部分都被电子元件或计算机代替，在微机保护系统当中，交流采样装置是微机保护很重要的一部分，其采样精度直接影响到了微机保护的准确度。
近几年来随着半导体技术的高速发展，各种种类的新型处理器相继问世，让开发运用在电力系统中的高速采样系统成为了可能。
随着数字信号处理器（DSP）的不断普及，其优异的性能逐渐被人们所知，将DSP运用于电力系统的各个环节已经是一种趋势。
本课题介绍的交流采样系统使用运算放大器和DSP对交流信号进行采样，具有实时性好、高准确高的优点，研究一种高实时性、高准确性的采样系统，对提高微机保护的性能至关重要，这是本课题研究的意义。
1.2研究现状在电力系统的实际运行中，随着电力系统的快速发展，电网容量的扩大使其结构更加复杂，电网存在谐波，还会有各种顺势干扰，采用时间继电器、电流继电器、信号继电器等组成的采样系统，存在硬件电路复杂等诸多弊端，因此本系统求取系统中交流参数采用软件代替硬件，进一步优化了交流采样系统，做到了简化硬件、提高实时性，并能快速、准确地采集各种电力参数，具有一定的应用价值。
随着国家GDP快速增长，电力系统的供电负荷日益增大，对其稳定性的要求越来越高，对电网的建设的投入也相当的大，在厂矿企业中，对电的需求十分的大，供配电的稳定性直接与效益挂钩。
随着微型计算机、DSP系统价格的逐步降低和技术的不断成熟，在工厂用电中，6.3kV、380V电压等级的继电保护设备也逐步向微机保护发展，基于DSP 的交流采样系统将大量运用于此类场合。
1.3课题的总体设计思路本设计是一个交流电压、电流采样、继电保护系统。
要求是明确该系统的基本构成，了解均方根算法等相关控制算法，熟悉DSP采样原理，完成采样电路硬件设计，实现交流采样。
其设计要求如下：1）用数码管显示当前线路的电压、电流和功率2）电压峰值采样范围为0V-480V,电流峰值采样范围为0-7.07A。
3）当采样所得电流或电压超出设定范围时，继电器动作，切断负载线路。
文章介绍了以DSP F2812为核心的交流采样系统的设计，该设计采用了两路AD转换器以同时检测电流与电压的大小，并在程序上进行监控。
控制部分使用继电器切断线路。
本系统由硬件设计和软件变成构成，一下逐步对整个系统的软硬件作出介绍。
第二章交流采样系统的器件介绍2.1 DSP芯片介绍我们通常所说的DSP有两个含义：其一是Digital Signal Processing的简称，是指数字信号处理技术，它不仅涉及许多学科，还广泛应用于多种领域。
特别是20世纪60年代，随着计算机和信息技术的迅猛发展，进一步推动了数字信号处理技术的理论和应用领域的发展；DSP的第二个含义是 Digital Signal Processor的简称，即数字信号处理器，也称为DSP芯片，它不仅具有可编程性，而且其实时运行速度远远超过通用微处理器。