基于DSP便攜式數(shù)控測井系統(tǒng)的設(shè)計

3 系統(tǒng)硬件設(shè)計
3．1 數(shù)字信號處理器簡介
CPU采用TI公司的面向控制領(lǐng)域的高性能定點TMS320F2812型DSP。該器件采用改進的哈佛總線結(jié)構(gòu)，片內(nèi)共6條總線(3條地址總線，3條數(shù)據(jù)總線)，指令執(zhí)行采用8級流水線結(jié)構(gòu)，帶有片上MAC單元，最高工作頻率150 MHz。其內(nèi)部集成2個事件管理單元、1個12位的A/D轉(zhuǎn)換器、2個SCI口，1個CAN控制器等片內(nèi)外設(shè)．同時具有128 KB的Flash程序存儲器，18 KB的RAM數(shù)據(jù)操作空間。由此可見，該器件是一款功能強大的DSP，是系統(tǒng)設(shè)計的核心。
3．2 CAN通信接口電路
傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)通信接口通常采用EPP并口方式實現(xiàn)，這樣雖能提高數(shù)據(jù)的處理速度。但易于引入外界干擾．同時不利縮小PCB制板面積且布線復雜。基于以上考慮，本系統(tǒng)設(shè)計采用CAN2．OB協(xié)議完成整個系統(tǒng)內(nèi)部總線設(shè)計，其硬件電路由TMS320F2812、CAN總線收發(fā)器SN75LBC031構(gòu)成，如圖3所示。其中引腳CANRX和引腳CANTX是DSP的內(nèi)部CAN控制模塊的接收、發(fā)送端，其內(nèi)部CAN控制器完全符合CAN2．OB規(guī)范、ISOll898―1標準?？偩€數(shù)據(jù)傳輸速率可以達到1 Mb／s，保證系統(tǒng)內(nèi)部總線可靠、高速地進行數(shù)據(jù)通信。

3．3 USB通信接口電路
USB通信接口電路主要由TMS320F2812和CH375構(gòu)成，如圖4所示。引腳RXD和TXD是DSP內(nèi)部的SCI模塊的接收、發(fā)送引腳：引腳CS和INT連接到DSP的GPIO接口，用作該器件的控制線；XPl是USB端口，它包括一對5 V的電源線和一對數(shù)據(jù)信號線，該總線可提供500 mA的電流驅(qū)動能力。系統(tǒng)設(shè)計中，使CH375工作于串口方式，從而減少器件外圍的PCB布線，提高系統(tǒng)的抗干擾能力。

3．4 模擬信號調(diào)理電路
測井儀上傳的接箍信號、磁定位信號等都是模擬信號，其幅度變化范圍為一lO~+10V。為了盡量恢復原始的模擬信號，滿足不同的測量要求，需對模擬信號進行相應調(diào)理，使送入ADS8507的輸入信號既不超過其輸入閾值，又保證一定的幅度，提高A／D轉(zhuǎn)換精度。該系統(tǒng)利用TL084完成模擬信號的放大、濾波，如圖5所示，其中Uin為井下儀器上傳的模擬信號，Uout為通過模擬信號調(diào)理電路后的輸出信號。該輸出信號通過可編程的放大器PGA204處理后，送給ADS8507完成A/D轉(zhuǎn)換操作。