基于DSP的分布式温度采集记录仪的设计与实现

TMS320F2812是TI公司推出的150MHz高速处理能力的高精度定点数字信号控制器。本设计采用TMS320F2812作为数据处理与控制单元，以Maxim公司的单线数字温度计DS28EA00为基础，通过DSP控制温度传感器顺序采集各个测量点的温度，经处理送LED显示并暂存到外扩RAM中，当满足特定的要求时，将数据存储到U盘或SD卡以便于以后分析处理。温度采集记录仪的硬件电路主要包含6个部分：DS28EA00温度测量模块、USB接口模块、SD卡接口模块、外扩RAM模块、LED显示模块和TMS320F2812数字信号处理模块，系统总体框图如图1所示。 系统总体设计方案介绍 本文主要探讨了基于DSP的分布式温度采集记录仪的设计与实现，利用了TMS320F2812作为核心处理器，它是一款由TI公司推出的高速、高精度的数字信号控制器，具备150MHz的处理能力。设计中，TMS320F2812负责数据处理和控制，与Maxim公司的DS28EA00单线数字温度计配合，实现对多个测量点温度的顺序采集。采集到的温度数据经过处理后在LED显示器上显示，并暂存到外部RAM中。在特定条件满足时，这些数据会被存储到U盘或SD卡，便于后续分析。 温度测量模块 DS28EA00是设计中选用的温度传感器，它是一款1-Wire数字温度计，具有9位到12位的温度分辨率，能提供精确的温度测量。此外，DS28EA00还具有可编程的温度上限和下限报警功能，其独特的链路功能可以快速定位超出设定范围的器件。每个DS28EA00都有唯一的64位序列号，通过1-Wire协议进行数据传输，支持两种通信速率。传感器内部包含序列号、暂存器和报警及配置寄存器，能实现可靠的通信和数据存储。通过GPIO接口，DSP与DS28EA00的1-Wire总线接口相连接，实现数据交互。 序列检测硬件电路 DS28EA00的序列检测功能允许按物理顺序检测器件，通过输入引脚EN和输出引脚DONE实现线性网络的器件检索。在连接中，PIOB复用为EN输入，PIOA产生DONE信号，形成一个连续的链路，其中第一个器件的EN输入接地。 USB接口模块 系统采用Cypress公司的SL811HST芯片作为USB接口，它可以作为主控或从控，支持全速和低速数据传输，并自动识别连接设备的速度。SL811HST内部的256字节RAM用作控制寄存器和数据缓冲。USB接口映射到TMS320F2812的扩展区域0，硬件电路图展示了连接方式。 SD卡接口模块 为了存储大量温度数据，系统设计了SD卡接口，这允许将数据保存在高容量的SD卡上。SD卡接口模块的实现未给出详细电路图，但通常会包括与DSP的接口电路，用于读写操作。 总结 该分布式温度采集记录仪通过结合高性能的TMS320F2812 DSP和DS28EA00温度传感器，实现了高效、准确的温度监测。通过USB和SD卡接口，系统提供了灵活的数据存储方案，适应不同的数据分析需求。设计中的硬件模块化结构增强了系统的可扩展性和可靠性，为复杂环境下的温度监控提供了有效的解决方案。