图6展示了TMS320F2812内嵌的A/D转换模块与输入信号之间的接口。
图6 A/D模块与信号接口
对于每一个转换，CONVxx位确定采样和转换的外部模拟量引脚。使用顺序采样模式时，CONVxx的4位都用来确定输入引脚，最高位确定采用哪个采样并保持缓冲器，其他3位定义偏移量。例如，如果CONVxx的值是0001b，ADCINA1就被选为输入引脚。如果CONVxx的值是1111b，ADCINB7被选为输入引脚 。
TMS320F2812 ADC的精度校正
理想情况下，F2812的ADC模块转换方程为y =x ? mi，x=输入电压×4095/3，y为输出计数值。在实际中，ADC的误差不可避免，定义有增益误差和失调误差的转换方程为y=x ? ma±b，式中ma为实际增益，b为失调误差。F2812的ADC理想状态与实际转换精度较差的主要原因是存在增益误差和失调误差，因此必须对这两种误差进行补偿。校正方法如下：选用ADC的任意两个通道作为参考输入通道，分别提供给它们已知的直流参考电压作为输入（两个电压不能相同），通过读取相应的结果寄存器获取转换值，求得校正增益和校正失调，再利用这两个值对其他通道的转换数据进行补偿，从而提高了ADC模块转换的精准度。图7显示了如何利用方程获取ADC的校正增益和校正失调。
图7 理想转换与实际ADC转换
TMS320F2812与PDI USB D12接口设计
TMS320F2812与PDIUSBD12之间采用并口连接方式，并且都工作在3V电压下，给PDIUSBD12分配一个片选，可以通过读写地址对其进行操作，它们之间的电气连接不需要特殊处理，按照管脚功能一一对应连接即可。图8是TMS320F2812与PDIUSBD12的硬件连接图。
图8 TMS320F2812与PDIUSBD12的硬件连接图
系统软件设计
该数据采集系统可以通过USB接口直接与PC机相连，在CCS集成开发环境下通过JTAG接口来调试、烧写程序，可使用C语言来实现。
主程序流程
图9是系统主程序流程图。在系统上电之后，先对DSP的时钟等系统参数进行初始化，然后对片上A/D、I/O、存储器设备等进行初始化，再对USB设备初始化，之后程序进入循环等待主机通过USB口发送命令，然后对命令进行相应处理。
图9 系统主程序流程图
A/D转换流程
在使用TMS320F2812的内嵌A/D转换器进行数据采集时，首先对A/D进行初始化，并且设置中断程序入口地址，通过Timer中断的配置控制采样频率。在开启中断后，程序进入中断服务子程序，它将A/D转换结果读入数组Ad_data1[ ]中，并重新启动A/D，进行数据转换，如此循环往复。流程图如图10所示。
图10 系统程序流程图
结束语
本文利用TMS320F2812与PDIUSBD12相结合，设计了一套 三维感应 测井 探测器的数据采集系统。其接口电路简单，采集精度高，可完成对24路通道的同时采样和顺序采样，并且能对单通道实行多次采样。系统还采用了USB接口，采集到的数据经过处理后，通过USB上传到主机，由上层软件进一步处理，从而能够更有效地测得油井中的油气分布。
本文关键字：数据采集 DSP/FPGA技术，单片机-工控设备 - DSP/FPGA技术
