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TMS320VC33控制的地震记录仪设计

时间：2023-02-21 00:06:07 电子通信论文我要投稿

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摘要：本文详细介绍TMS320VC33控制下的地震记录仪的整体设计过程。本系统是采用TMS320VC33为主控芯片采集由16位模数转换芯片AD976转换后的16位数字量；经TMS320VC33处理后的16位数字量完成与上位计算机通信。主要应用过采样技术、滤波技术、数字滤波技术、DSP技术、数字信号处理技术等现代电路设计技术，使本系统成为数据采集的精典产品。

关键词：DSP（数字信号处理）、过采样、滤波、模数转换（A/D）

TMS320VC33控制的地震记录仪设计

引言

本次设计主要采用TI公司生产的32位浮点数字信号处理芯片TMS320VC33作为系统的主控芯片；采用Analog公司生产的16位模数转换芯片AD976作为模数转换芯片；采用Linear公司生产的八阶开关电容式低通滤波器LTC1064－2作为硬件滤波芯片。本系统功能的实现主要分为两个部分即：硬件电路设计和DSP软件程序设计。

1. 硬件电路设计

考虑到系统功能的实现，硬件电路设计主要分为四个部分即：信号前置处理和信号滤波处理、信号AD转换、DSP功能实现，计算机接口电路。系统框图如图1：

1.1 信号前置处理和滤波处理

信号前置主要是通过DG419二选一模拟开关对两个量程的信号进行切换选通，DG419的控制端由DSP直接控制，模拟信号通过DG419送给LF356运算放大器，进行信号的放大和一级滤波。这里用运算放大器人为作了一个二阶滤波器，将信号整形处理幅值为±10V的准备供给AD的电压信号。通过前置处理的模拟信号经过DG419进行选择由DSP控制分成两种情况即通过LTC1064－2滤波通道或者直接送给AD976，通过LTC1064－2的将前置信号的高频滤掉，滤波器的转折频率由DSP提供的滤波时钟控制。

1.2 模数转换

信号经前置整形和滤波后的±10V电压信号送到模数转换器AD976，一个模拟量经AD转换后产生16位数字电压量，在转换结束后由AD976的BUSY管脚的状态给后面的74HC574一个锁存脉冲，将16位数字量信号锁存到74HC574上，等待DSP来读取数据。这里面AD976的转换及前置DG419的信号选通都是由DSP主控的，从时间上能够保证读取AD转换后的有效数据。

1.3 DSP功能实现

TMS320VC33是TI公司生产的高性能浮点数字信号处理芯片，根据DSP芯片本身的特点需要考虑几个方面：

(1) 电源供给

DSP本身使用3.3V工作电压，使用1.8V锁向环电压，需要采用TI公司推荐的电源芯片TPS767D318将＋5V电源电压转换成3.3V和1.8V。

(2) 晶振产生电路

根据使用的晶振不同采用的晶体振荡起振电阻和电容不同，这里采用10M晶振，起振电阻和电容分别选用470欧姆和15pF电容。

(3) 锁向环电路

锁向环需要采用推荐电路，注意用的电阻分别为100欧姆和103电容。

(4) 电平转换电路

由于DSPVC33只能接受3.3V电平信号，因此需要用电平转换芯片74LVT245进行电平转换，同时考虑对74LVT245的读写逻辑操作。

1.4 计算机接口电路设计

计算接口电路框图如图2所示。