dsPIC30F实现高精度数据采集
为提高数据采集系统的采集精度和转换速度，设计基于ad7862和dstpic30f6010a的数据采集系统，详细介绍ad7862和dspic30f6010a的特点和性能;并介绍该系统硬件部分和软件部分，实践证明，该系统取得很好的效果。本系统还采用sd卡作为存储器，实现数据存储功能。
引言：
本采集系统采用adi公司生产的12位模数转换器ad7862，它是一款高速、低功耗、双核12位模数转换器。能够满足系统对采样精度和采样速度的要求。控制器件采用dspic30f6010a数字信号控制芯片，它是microchip公司生产的高性能16位数字信号控制器，内核包含一个dsp引擎，从而能够显著增强系统的运算和吞吐能力。
在某些数据采集系统中，不仅对数据采集系统的精度和实时性提出要求，而且要求其具有数据存储功能，为了实现存储功能，本系统使用sd卡。sd卡(seeure digital memory card)为安全数码卡，是一种基于半导体快闪记忆器的新一代记忆设备，它具有存储容量大，速度快等特点，被广泛用于便携式装置上。
1 ad7862简介
ad7862是一款高速、低功耗、双核12位模数转换器(adc)，采用+5 v单电源供电。该器件内置2个4μs逐次逼近型adc、2个采样保持放大器、1个+2.5 v内部基准电压源和1个高速并行接口。其内部结构如图l所示。
由于ad7862内置2个adc和2个采样保持放大器，可以对2路模拟输入信号进行同时采样和转换，从而保留这两个模拟输入信号的相对相位信息。这一功能适用在逆变器采集系统中。它共有4个模拟输入，分成2个通道(a和b)，通过ao输入选择通道。每个通道的2个输入(va1与va2或vb1与vb2)使用不同的adc和采样保持放大器可同时进行采样和转换。该器件可接收的模拟输入范围为±10 v(ad7862～10)、±2.5 v(ad7862-3)和o～2.5 v(ad7862-2)。本系统采用ad7862-10。模拟输入均具有过压保护，允许输入电压分别达到±17 v、±7 v或+7 v而不会造成损坏。
转换开始信号低电平有效，同时将2个采样保持放大器置于保持状态，并启动两个输入转换操作。转换开始后，置busy信号为高电平，表示转换还未结束，当再次回到低电平时，表示转换结束，此时便可读取2个通道的转换结果。实际应用中，先置为低电平一段时间，然后检测busy信号，当为低电平时，就开始读取转换结果。转换结束后的第一次读取操作访问va1或vb1的结果，而第二次读取操作访问va2或vb2的结果，具体取决于多路复用器选择ao是低电平还是高电平。ao为低电平时，读取va1或va2;a0为高电平时，读取vb2或vb2。该器件的时序如图2所示。
2 dspic30f6010a简介
16位dspic30f6010a数字信号控制器是16位处理器系列。它是dspic30f电机控制和电源转换系列，用于支持电机控制应用，也适用于不间断电源、逆变器、开关电源及相关设备。
内部有144 kb片上闪存程序空间，8 kb片上数据ram，4 kb非易失性数据eeprom：工作速度最高可达30mi/s;5个16位定时器/计数器;可选择将16位定时器配对组成32位定时器模块;16位捕捉输入功能;8个pwm输出通道：具有互补或独立输出模式、边沿对齐模式和中心对齐模式，4个占空比发生器、互补模式的死区时间控制：2个uart、2个spi、1个i2c总线和2个can总线：最大i/o引脚数为68个。
dspic30f601oa处理器采用改进的哈佛架构，具有独立的程序和数据存储器总线。在执行访问数据ram当前指令的同时可从程序存储器中预取下一条指令，这就加快了处理速度。数据空间为64 kb，大多数指令将其看作一个线性地址空间。当使用某些dsp指令，如dsp乘法指令时，该存储空间被分成2块，分别称为x和y数据空间。因此，这些dsp指令支持双操作数读操作，即，同一条指令可同时从x存储空间和y存储空间中取数据。
3 系统设计
本采样系统主要分为硬件部分设计和软件部分设计。硬件部分是以dspic30f601oa为控制和处理核心，去控制ad7862和sd卡来实现数据的高精度、实时采集和实时存储。信号的高精度和实时模数转换由ad7862来实现，数据的存储由控制器通过spi接口访问sd卡来实现。软件部分主要由控制器i/o引脚的初始化、模数转换开始控制、数据读取和数据存储等部分组成。
3.1 硬件部分实现
数据采集系统以16位dspic30f6010a数字信号控制器作为系统的控制和数据处理核心，产生控制信号控制ad7862实现高精度的实时数据采集。ad7862共需4个控制信号，分别为、ao、和。为转换开始控制信号，a0为读取通道选择控制信号，它控制该通道进行a/d转换和读取其a/d转换结果。为片选信号，低电平有效，在本系统中使其直接与地相连。为读控制信号，低电平有效，当为低电平时可以按顺序读取va1、va2或vbl、vb2上的a/d转换结果。通过以上分析共需3个控制信号，即dspic230f6010a的i/o接口rb8、rb9和rbl0，通过软件产生。
ad7862还产生busy信号，通过它告知控制器a/d转换完成，可以读取结果。dspic30f6010a的中断控制器支持5种外部中断请求信号：in-t0～int4。这些输入是边沿敏感的;它们要求一个由低到高或由高到低的跳变以产生一个中断请求。intcon2寄存器具有5个位(intoep～in-t4ep)，用于选译边沿检测电路的极性。本系统中采用由高到低的跳变产生中断请求，blisy控制信号与dspic30f60loa的into相连。数据转换结果通过dspic30f60ioa的i/o口，读到控制器内部。ad7862与控制器的电路连接图如图3所示。
3.2 软件部分实现
软件部分流程如图5所示，系统启动后先初始化i/o、sd卡、ad7862和设置int0中断，为a/d采样和数据存储做准备。由于ad7862有两个通道。需对这两个通道分别进行a/d转换，先采样a通道后采样b通道，具体是哪个通道由ao决定，也就是控制器的rb8引脚。
数据采集过程中要获知a/d转换已结束的方法有：
1)定时 使用定时器，转换开始后过一段时间读取转换结果;
2)扫描 扫描busy引脚，当变为低电平时，即可知转换结束，读取转换结果;
3)中断 busy作为中断信号，输入到into中，并设置为从高到低触发中断，当转换结束后，busy信号由高变低，触发中断。
本系统采用第3种方法，即中断方法。中断服务子程序如图6所示，进入中断服务子程序后，首先清中断标示，然后分两次读取，即vx1和vx2(x代表a或b)，读完之后对数据进行处理并存储到sd卡相应位置中，最后置采样结束标示。
4 结束语
实践表明，通过对模数转换器件的正确使用，完全可以达到很高的采样精度，并能满足系统实时性的需要。通过外扩模拟电路部分，可以用于各种高精度高速的数据采集存储系统。
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引言：
本采集系统采用adi公司生产的12位模数转换器ad7862，它是一款高速、低功耗、双核12位模数转换器。能够满足系统对采样精度和采样速度的要求。控制器件采用dspic30f6010a数字信号控制芯片，它是microchip公司生产的高性能16位数字信号控制器，内核包含一个dsp引擎，从而能够显著增强系统的运算和吞吐能力。
在某些数据采集系统中，不仅对数据采集系统的精度和实时性提出要求，而且要求其具有数据存储功能，为了实现存储功能，本系统使用sd卡。sd卡(seeure digital memory card)为安全数码卡，是一种基于半导体快闪记忆器的新一代记忆设备，它具有存储容量大，速度快等特点，被广泛用于便携式装置上。
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ad7862是一款高速、低功耗、双核12位模数转换器(adc)，采用+5 v单电源供电。该器件内置2个4μs逐次逼近型adc、2个采样保持放大器、1个+2.5 v内部基准电压源和1个高速并行接口。其内部结构如图l所示。
由于ad7862内置2个adc和2个采样保持放大器，可以对2路模拟输入信号进行同时采样和转换，从而保留这两个模拟输入信号的相对相位信息。这一功能适用在逆变器采集系统中。它共有4个模拟输入，分成2个通道(a和b)，通过ao输入选择通道。每个通道的2个输入(va1与va2或vb1与vb2)使用不同的adc和采样保持放大器可同时进行采样和转换。该器件可接收的模拟输入范围为±10 v(ad7862～10)、±2.5 v(ad7862-3)和o～2.5 v(ad7862-2)。本系统采用ad7862-10。模拟输入均具有过压保护，允许输入电压分别达到±17 v、±7 v或+7 v而不会造成损坏。
转换开始信号低电平有效，同时将2个采样保持放大器置于保持状态，并启动两个输入转换操作。转换开始后，置busy信号为高电平，表示转换还未结束，当再次回到低电平时，表示转换结束，此时便可读取2个通道的转换结果。实际应用中，先置为低电平一段时间，然后检测busy信号，当为低电平时，就开始读取转换结果。转换结束后的第一次读取操作访问va1或vb1的结果，而第二次读取操作访问va2或vb2的结果，具体取决于多路复用器选择ao是低电平还是高电平。ao为低电平时，读取va1或va2;a0为高电平时，读取vb2或vb2。该器件的时序如图2所示。
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1)定时 使用定时器，转换开始后过一段时间读取转换结果;
2)扫描 扫描busy引脚，当变为低电平时，即可知转换结束，读取转换结果;
3)中断 busy作为中断信号，输入到into中，并设置为从高到低触发中断，当转换结束后，busy信号由高变低，触发中断。
本系统采用第3种方法，即中断方法。中断服务子程序如图6所示，进入中断服务子程序后，首先清中断标示，然后分两次读取，即vx1和vx2(x代表a或b)，读完之后对数据进行处理并存储到sd卡相应位置中，最后置采样结束标示。
4 结束语
实践表明，通过对模数转换器件的正确使用，完全可以达到很高的采样精度，并能满足系统实时性的需要。通过外扩模拟电路部分，可以用于各种高精度高速的数据采集存储系统。
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