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基于飞机救生装备数据采集系统设计及CAN总线传输

作　者: 周伟
导　师: 蒋立平
学　校: 南京理工大学
专　业: 电子与通信工程
关键词: TMS320F2812 数据采集 FIR MATLAB CAN
分类号: TP274.2
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
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内容摘要


信息技术的高速发展使得数据采集及处理已经成为一门重要技术,数字信号处理器(DSP)的出现为实时数据采集和处理提供了可能性。DSP芯片采用哈佛结构,以独特的硬件体系以及指令体系迅速成为实时数字信号处理的首选工具,强大的数据处理功能使其广泛应用于通信领域。本文是在对美国德州仪器(TI)公司的TMS320F2812的结构、特点以及性能了解的基础上,根据系统技术指标、最小系统设计要求以及硬件电路设计注意事项等设计外围电路,主要包括电源电路,时钟电路,复位电路,外扩存储器电路,AD数据采集前端信号调理电路以及CAN总线通信电路等。软件部分在CCS3.3中完成,主要完成对信号的数据采集,滤波以及CAN总线传输。数据采集部分主要是通过TMS320F2812内嵌的12位ADC模块完成对信号的采集,介绍ADC模块的功能与特点以及工作方式等,给出AD转换实现的流程图,并分析产生AD采样误差的原因并给出软件校正方法。数字滤波部分主要包括FIR低通滤波器的参数设计以及在DSP中的硬件实现。FIR数字滤波器设计借助MATLAB软件完成,采用窗函数设计法,利用fdatool工具设计满足系统指标要求的滤波器,得到滤波器系数。两种方法在CCS3.3中完成软件开发：第一种是直接将滤波器系数加载到CCS3.3的主程序中,调试麻烦；第二种是将滤波器系数单独以头文件的形式出现在CCS3.3中。本文采用第二种方法,仿真调试简便易行,大大缩短了DSP软件的开发周期。数据传输部分由CAN模块完成。采用TMS320F2812本身自带的eCAN模块,需要在CAN总线与处理器之间增加收发装置,采用的是TI公司3.3V的SN65HVD230转换器来实现。软件开发在CCS3.3中完成,主要包括系统软件整体设计、CAN模块初始化和CAN消息发送等。

全文目录


摘要  3-4
英文摘要  4-7
1 绪论  7-13
  1.1 选择课题的背景  7-9
    1.1.1 数据采集技术  7-8
    1.1.2 数字滤波技术  8
    1.1.3 CAN总线通信技术  8-9
  1.2 相关领域的研究进展  9-12
    1.2.1 数据采集系统的发展及现状  9-10
    1.2.2 滤波器的发展及现状  10-11
    1.2.3 CAN总线的发展与现状  11-12
  1.3 本文的主要工作  12-13
2 TMS320F2812处理器概述  13-19
  2.1 DSP的选型  13-14
  2.2 TMS320F2812性能  14-15
  2.3 TMS320F2812外设功能  15-16
  2.4 软件集成开发环境CCS3.3  16-18
  2.5 小结  18-19
3 硬件设计  19-28
  3.1 系统总体方案  19
  3.2 系统硬件电路设计  19-26
    3.2.1 电源电路  19-21
    3.2.2 时钟与复位电路  21-22
    3.2.3 存储器扩展  22-24
    3.2.4 AD信号调理电路  24
    3.2.5 CAN模块电路  24-25
    3.2.6 JTAG电路  25-26
  3.3 印制电路板设计基本原则  26-27
  3.4 小结  27-28
4 数据采集的实现  28-37
  4.1 TMS320F2812的ADC模块的基本理论  28-31
    4.1.1 ADC模块的功能与特点  28-29
    4.1.2 ADC模块的工作方式  29-30
    4.1.3 ADC时钟控制  30-31
  4.2 AD转换的实现  31-34
    4.2.1 AD转换程序的实现  31-33
    4.2.2 CMD文件配置  33-34
  4.3 AD校正  34-36
  4.4 小结  36-37
5 数字滤波器的设计  37-44
  5.1 数字滤波器的概述  37
  5.2 FIR滤波器窗函数设计法  37-41
  5.3 FIR滤波器的DSP实现  41-42
  5.4 小结  42-44
6 CAN总线传输设计  44-55
  6.1 CAN总线概述  44-45
    6.1.1 CAN总线特点  44
    6.1.2 CAN总线数据格式  44-45
    6.1.3 CAN总线的协议  45
  6.2 TMS320F2812的eCAN模块  45-48
    6.2.1 eCAN模块的概述  45-47
    6.2.2 eCAN模块的特点  47-48
  6.3 CAN模块的软件设计  48-54
    6.3.1 eCAN模块的初始化  48-49
    6.3.2 eCAN模块波特率的配置  49
    6.3.3 消息发送  49-54
  6.4 小结  54-55
7 总结  55-56
致谢  56-57
参考文献  57-59

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中图分类: > 工业技术 > 自动化技术、计算机技术 > 自动化技术及设备 > 自动化系统 > 数据处理、数据处理系统 > 数据收集和处理系统
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