ADS1271与TMS320F2812的数据采集模块.doc

该【ADS1271与TMS320F2812的数据采集模块 】是由【windurst】上传分享，文档一共【4】页，该文档可以免费在线阅读，需要了解更多关于【ADS1271与TMS320F2812的数据采集模块 】的内容，可以使用淘豆网的站内搜索功能，选择自己适合的文档，以下文字是截取该文章内的部分文字，如需要获得完整电子版，请下载此文档到您的设备，方便您编辑和打印。ADS1271与TMS320F2812的数据采集模块
数据的采样在工业控制中有着重要的应用,精度的要求也越来越高,于是高精度的ADC越来越多的被用到。ADS1271是高带宽的24位工业用模/数转换器(ADC),他实现了DC精度与AC性能的突破性结合ADS1271拥有50kHz的带宽,105kSPS的转换速率,/?的失调漂移以及高达109dB的信噪比(SNR),进一步将工业、医疗及汽车应用中的高精度测量提升到了新的水平。
传统上讲,漂移性能较高的工业用Δ-ΣADC采用具有较大带通固定偏差的数字滤波器,这就导致信号带宽有限,正好适用于DC测量。而音频应用的高分辨率ADC能够提供更大的可用带宽,但偏移和漂移规范则比工业用ADC差得多(常常无规范)。ADS1271将两种转换器的优势相结合,实现了高精度测量,同时符合DC与AC规范,并确保可在-40+105?的温度范围内工作。此外,诸如OPA2227与OPA1632等一系列放大器正好适合与ADS1271协同工作,从而实现最高性能。由于OPA1632不是轨到轨的运放,性能比较差。所以改用THS4521对输入信号进行调理。
ADS1271主要特性表现在:高阶限幅自稳调制器利用专有设计技术,实现了非常低的偏移(/?),带内噪声也很低()。板上线性相位抽取滤波器可抑制调制器与信号带外噪声,实现了90%奈奎斯特速率的信号带通,。ADS1271具有3种可选的工作模式,可实现高速度(105kSPS的数据速率)、高分辨率(109dBSNR)以及低功耗(35mW)的优化。可选帧同步或SPI串行接口能够提供至DSP与微控制器的方便连接。所有操作(包括内部偏移校验)都由引脚直接控制,不必对寄存器进行编程。ADS1271具有级联输出引脚及同步功能,因此可方便地用于多通道的系统中。ADS1271具有3种工作模式:高速度、高分辨率以及低功耗模式,可由引脚MODE来选择:当MODE引脚为低电平(DGND)时,工作在高速度模式;当MODE引脚浮空时,工作在高分辨率模式;当MODE引脚为高电平(DVDD)时,工作在低功耗模式。
ADS1271内部具有1个Δ-Σ调制器,后面连接1个数字滤波器。调制器基于差分参考电压VREF=(VREFP-VREFN)来测量差分输入信号VIN=(AINP-AINN)。数字滤波器接收调制器送来的信号并进行低噪声的数字输出。
数据采集模块的设计原理
系统的总体框图如图一示:
参考电压
ADS1271信号调理TMS320F2812
图一总体框图
信号调理模块的功能由railtorail运放THS4521完成,驱动24位模数转换ADS1271,具体的外围电路设计如图二示,VIN+,VIN-是差分模拟信号输入,AINN、AINP是调理后的信号。
图二信号调理模块
,具体的外围电路如图三所示:
图三参考电压模块
由于DSP的SPI接口的可编程的数据字长为1-16位。而ADS1271是24位的ADC,而且,它只支持SPI以及帧同步传输,不支持并口。这样可以节约2812的数据口的资源,可以在工业控制中完成其他的工作。故采用DSP的McBSP来完成SPI接口的功能。
TMS320F2812的McBSP在时钟停止模式下工作时与串行外围接口(SPI)相兼容,这便于与SPI器件连接。当McBSP配置为时钟停止模式时,发送器和接收器内部同步,这样McBSP可以作为一个SPI主设备或从设备。在此模式下,
McBSP的发送时钟信号CLKX相当于SPI总线的SCLK信号,输出信号DX作为SPI主设备的MOSI信号,接收输入信号DR作为SPI主设备的MISO信号。将McBSP配置为SPI主设备时,需要配置相应的寄存器,在时钟停止模式中,由于采用内部同步模式,因此不使用时钟信号CLKR和接收帧同步信号FSK。ADS1271与TMS320F2812的通信模块如图四所示:
图四ADS1271与2812的连接原理图
图五ADS1271的时序图
总之结合相关数据手册,特别是TMS320F2812的多通道缓冲串行口的应用,以及图五所示的时序图,可以完成24位模数转换的硬件设计。