3.2 系统控制单元
系统控制单元采用32位定点数字信号处理器TMS320F2812。该器件采用高性能的静态CMOS技术,主频达150 MHz,使得指令周期缩短6.67 ns,从而提高控制器的实时控制能力。其高性能32位CPU,单周期32x32乘法累加运算操作特性,能够完成64位的数据处理,实现高精度的处理任务。高效的代码转换功能(支持C/C++和汇编)并与TMS320F24x/LF240x程序代码兼容。片内存储器资源包括:片内128 K×16位的Flash,128 K×16位ROM,18 K×16位的SARAM,1 Kxl6位一次可编程的存储器OTP。片上Flash/ROM具有可编程加密特性,便于现场软件升级。TMS320F2812带有128位保护密码,防止非法用户通过JTAG仿真接口查看Flash/OTP/L0/L1的内容,访问外设和装载某些不合法的软件,保证相关数据的安全性。A/D转换器有16个通道,可配置成2个独立的8通道模块,便于服务事件管理器A和事件管理器B。这2个独立的8通道模块可级联成一个16通道的模块。A/D转换器虽具有丰富的输入通道和2个排序器,但只有1个转换器。2个8通道模块自动排序转换,通过多路开关选择任意一个8通道模块。在级联模式下自动排序器作为一个16通道的排序器。每个排序器一旦转换完成,就将所选择通道的值存储在各自的ADCRESULT寄存器中。自动排序允许对同一通道多次转换,允许用户使用过采样算法,相对传统单次采样转换,这将提高结果的精度。
为了获得规定的A/D转换器精度,须采用正确的线路板布局。为了获得最佳效果,引脚ADCINxx要尽量远离数字信号线,可最大程度地消除数字电路中开关噪声与A/D转换器输入之间的耦合;同时,A/D模块的电源引脚与数字电源之间需采用适当隔离。
3.3 显示模块LCD
CMl2864-10是一种图形点阵液晶显示器,它主要由行驱动器/列驱动器及格128x64全点阵液晶显示器组成,可实现显示图形以及8×4个汉字(16×16点阵)。LCD与DSp的接口电路如图3所示,由于TMS320F2812DSP是低功耗设计,所有的数字输入都与TTL兼容,所有输出都是3.3 V CMOS电平,不能接收5 V输入,而显示模块LCD接口为5 V的输入输出,所以在实际应用时还需电平转换器SN74ALVCl64245。
4 系统软件设计
系统软件包括主程序,捕获中断服务子程序,T1的周期中断服务子程序、A/D转换中断服务程序,FFT运算子程序和LCD显示子程序。主程序主要完成系统初始化,包括CPU、PIE寄存器、PIE中断向量表、LCD液晶屏,A/D转换器初始化等,以及查询工作模式设定。根据不同的工作模式进入相应的服务子程序,其主程序流程如图4所示。
设置两个断点,当程序执行到断点时,观察接收数据和显示图像。运行到第一个断点处,A/D采样完成,此时可设置图像观察A/D采样的结果(即显示Ad_data1数组);运行到第二个断点处,FFT变换完成,可设置图像观察FFT变换后没有取模时的结果(即显示ipcb数组);继续运行程序,停止运行后,程序会停在循环语句处,同样可设置图像观察取模后的结果,即显示mod数组,图5从上至下分别为1 024点的Ad_datal数组,ipcb数组,mod数组的图像显示,其中,横坐标是采样点数.纵坐标是信号幅度。