dsPIC30F實現(xiàn)高精度數(shù)據(jù)采集

為提高數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的采集精度和轉(zhuǎn)換速度，設(shè)計基于AD7862和dstPIC30F6010A的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，詳細(xì)介紹AD7862和dsPIC30F6010A的特點和性能;并介紹該系統(tǒng)硬件部分和軟件部分，實踐證明，該系統(tǒng)取得很好的效果。本系統(tǒng)還采用SD卡作為存儲器，實現(xiàn)數(shù)據(jù)存儲功能。

引言：

　 本采集系統(tǒng)采用ADI公司生產(chǎn)的12位模數(shù)轉(zhuǎn)換器AD7862，它是一款高速、低功耗、雙核12位模數(shù)轉(zhuǎn)換器。能夠滿足系統(tǒng)對采樣精度和采樣速度的要求?？刂破骷捎?a class="contentlabel" href="http://m.butianyuan.cn/news/listbylabel/label/dsPIC">dsPIC30F6010A數(shù)字信號控制芯片，它是Microchip公司生產(chǎn)的高性能16位數(shù)字信號控制器，內(nèi)核包含一個DSP引擎，從而能夠顯著增強(qiáng)系統(tǒng)的運(yùn)算和吞吐能力。

　　在某些數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)中，不僅對數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的精度和實時性提出要求，而且要求其具有數(shù)據(jù)存儲功能，為了實現(xiàn)存儲功能，本系統(tǒng)使用SD卡。SD卡(Seeure Digital Memory Card)為安全數(shù)碼卡，是一種基于半導(dǎo)體快閃記憶器的新一代記憶設(shè)備，它具有存儲容量大，速度快等特點，被廣泛用于便攜式裝置上。

　　1 AD7862簡介

　　AD7862是一款高速、低功耗、雙核12位模數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC)，采用+5 V單電源供電。該器件內(nèi)置2個4μs逐次逼近型ADC、2個采樣保持放大器、1個+2.5 V內(nèi)部基準(zhǔn)電壓源和1個高速并行接口。其內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖l所示。

　　由于AD7862內(nèi)置2個ADC和2個采樣保持放大器，可以對2路模擬輸入信號進(jìn)行同時采樣和轉(zhuǎn)換，從而保留這兩個模擬輸入信號的相對相位信息。這一功能適用在逆變器采集系統(tǒng)中。它共有4個模擬輸入，分成2個通道(A和B)，通過AO輸入選擇通道。每個通道的2個輸入(VA1與VA2或VB1與VB2)使用不同的ADC和采樣保持放大器可同時進(jìn)行采樣和轉(zhuǎn)換。該器件可接收的模擬輸入范圍為±10 V(AD7862～10)、±2.5 V(AD7862-3)和O～2.5 V(AD7862-2)。本系統(tǒng)采用AD7862-10。模擬輸入均具有過壓保護(hù)，允許輸入電壓分別達(dá)到±17 V、±7 V或+7 V而不會造成損壞。

　　轉(zhuǎn)換開始信號低電平有效，同時將2個采樣保持放大器置于保持狀態(tài)，并啟動兩個輸入轉(zhuǎn)換操作。轉(zhuǎn)換開始后，置BUSY信號為高電平，表示轉(zhuǎn)換還未結(jié)束，當(dāng)再次回到低電平時，表示轉(zhuǎn)換結(jié)束，此時便可讀取2個通道的轉(zhuǎn)換結(jié)果。實際應(yīng)用中，先置為低電平一段時間，然后檢測BUSY信號，當(dāng)為低電平時，就開始讀取轉(zhuǎn)換結(jié)果。轉(zhuǎn)換結(jié)束后的第一次讀取操作訪問VA1或VB1的結(jié)果，而第二次讀取操作訪問VA2或VB2的結(jié)果，具體取決于多路復(fù)用器選擇AO是低電平還是高電平。AO為低電平時，讀取VA1或VA2;A0為高電平時，讀取VB2或VB2。該器件的時序如圖2所示。

　　2 dsPIC30F6010A簡介

　　16位dsPIC30F6010A數(shù)字信號控制器是16位處理器系列。它是dsPIC30F電機(jī)控制和電源轉(zhuǎn)換系列，用于支持電機(jī)控制應(yīng)用，也適用于不間斷電源、逆變器、開關(guān)電源及相關(guān)設(shè)備。

　　內(nèi)部有144 KB片上閃存程序空間，8 KB片上數(shù)據(jù)RAM，4 KB非易失性數(shù)據(jù)EEPROM：工作速度最高可達(dá)30MI/s;5個16位定時器/計數(shù)器;可選擇將16位定時器配對組成32位定時器模塊;16位捕捉輸入功能;8個PWM輸出通道：具有互補(bǔ)或獨立輸出模式、邊沿對齊模式和中心對齊模式，4個占空比發(fā)生器、互補(bǔ)模式的死區(qū)時間控制：2個UART、2個SPI、1個I2C總線和2個CAN總線：最大I/O引腳數(shù)為68個。

　　dsPIC30F601OA處理器采用改進(jìn)的哈佛架構(gòu)，具有獨立的程序和數(shù)據(jù)存儲器總線。在執(zhí)行訪問數(shù)據(jù)RAM當(dāng)前指令的同時可從程序存儲器中預(yù)取下一條指令，這就加快了處理速度。數(shù)據(jù)空間為64 KB，大多數(shù)指令將其看作一個線性地址空間。當(dāng)使用某些DSP指令，如DSP乘法指令時，該存儲空間被分成2塊，分別稱為X和Y數(shù)據(jù)空間。因此，這些DSP指令支持雙操作數(shù)讀操作，即，同一條指令可同時從X存儲空間和Y存儲空間中取數(shù)據(jù)。