基于DSP和USB的三维感应测井数据采集系统

TMS320F2812的ADC模块

TMS320F2812芯片中集成了一个12位A/D转换模块。为了满足系统多传感器的需求，F2812的A/D转换模块有16个通道，可配置为两个8通道模块，这样就形成了两个A/D转换器。在内部逻辑的控制下，用户可同时启动这两个或是其中某一个A/D转换模块。

F2812的ADC模块是嵌入式的，它与传统的A/D相比具有以下特点：A/D模块的硬件资源配置好了之后，用户可以用软件指令随时启动A/D采样，并获得A/D转换的结果。同传统A/D不同的是，采集功能单元的硬件资源配置还有一部分是通过软件完成的。

在TMS320F2812芯片中，A/D转换单元的模拟电路包括前向模拟多路开关（MUX）、采样/保持（S/H）电路、A/D转换内核以及其他模拟辅助电路。A/D转换单元的数字电路包括可编程转换序列器、结果寄存器、与模拟电路的接口等。图5为ADC模块的构成框图。

图5 ADC模块构成框图

ADC模块功能包括：

1）内置双采样/保持（S/H）的12位A/D转换模块，模拟输入为0-3V。

2）同时或顺序采样模式。

3）快速转换时间，可运行在25MHz的数模转换时钟或12.5MSPS。

4）多输入通道达16通道。

5）自动排序能力。一次可执行多达16通道的“自动抓换”。

6）两个独立的可选择8个模拟通道的排序器（SEQ1和SEQ2）可独立工作于双排序器模式，或级联后工作在可选择16个模拟转换通道的排序器模式。

7）可分别访问的16个结果寄存器用来保存转换结果。

输入模拟电压转换为数字值可由下式得到：

其中，ADCLO是A/D转换低电压参考值。

8）使用多个触发信号启动数模转换（SOC），比如：

? S/W：软件立即启动。

? EVA：时间管理器EVA（在EVA中有多个时间源可以启动转换）。

? EVB：时间管理器EVA（在EVB中有多个时间源可以启动转换）。

9）在双排序模式下，EVA和EVB触发器可各自独立的出发SEQ1和SEQ2。

10）中断控制方式灵活，可在每次转换结束或每隔一次转换结束发出中断。

数据采集系统A/D采样设计

本系统信号输入设计为24路。DSP本身的A/D输入通道是16路，所以要外接多路模拟转换器进行扩展。在电路设计中，使用3条DSP的A/D输入通道ADCINA0- ADCINA2，每一通道挂接一片8输入1输出多路模拟转换器4051，这样就可以扩展为24路模拟信号输入。为了减小信号通道之间切换带来的串扰，需在通道切换后加放大器减小信号输入阻抗，为了减小A/D转换产生的误差，用两路己知信号电平输入引入信号参考，提高采集精度。