基于TMS320LF2407的高速测温仪的研制
摘要
本课题针对高能量密度加热过程中高速测温的需要进行专用测温仪的研制。该测温仪具有对高速加热或降温过程进行高速测量的功能，测量的温度值经过FFT滤波处理后送显示或打印。
本文首先介绍了测温仪器的发展现状，并结合广泛的市场调研论证了在我国用DSP芯片研制高速测温仪的必要性和可行性。接着在介绍了DSP芯片的发展与应用领域、DSP芯片的主要结构特点及分类的基础上，针对高速测温仪系统的特点进行DSP芯片的选型，并对所选芯片—TMS320LF2407的结构和特征进行了详细说明。然后详细说明了测温仪所要实现的功能，在测温仪所要实现的功能的基础上对测温仪各部分硬件进行了设计与优化。在硬件设计的基础上，利用代码调试器CCS2(Code Composer Studio Version 2.0)完成了各部分的软件设计。最后详细说明了系统的抗干扰设计，印刷电路板设计以及程序调试过程。
经过了硬件和软件调试，测温仪工作正常，实现了预期的高速测温的功能。
This dissert aims at developing the high-speed temperature-measuring instrument for the application of high energy density heating. The instrument developed has the ability to fast measure a temperature that can be displayed or printed after being processed by the FFT algorithm.
In Section I, this dissert firstly gives the introduction of the temperature- measuring instruments, and demonstrates the necessity and practicability of the development of the high-speed temperature measuring instruments based on the high technology of the DSP chip capable of processing data at high speed by the wide survey of the civil markets. Then on the basis of the introduction of the development and the features of the DSP chip, this paper discusses how to select the DSP type in my developed system. As a result, based on the good configuration and characters of the TMS320LF2407 DSP chip, it is selected as the DSP chip of our developed high-speed temperature-measuring instrument for fast processing the temperature data. In Section II, the functions of my developed instrument are explained in detail. Based on them, we optimally design all hard wares in my developed instrument system by their delicate selections. Accordingly, We design the software system for the hardware system using CCS2.0 (code composer studio version 2.0). Finally, in particular, this dissert explains the key techniques of our developed instrument system such as the designs for resistant interference and for printing circuit board.
After the hardware and the software of it are carefully debugged and tested many times, my developed high-speed temperature-measuring instrument based on the DSP chip technology meets the request of measuring temperatures at a high speed and works well.
本文首先介绍了测温仪器的发展现状，并结合广泛的市场调研论证了在我国用DSP芯片研制高速测温仪的必要性和可行性。接着在介绍了DSP芯片的发展与应用领域、DSP芯片的主要结构特点及分类的基础上，针对高速测温仪系统的特点进行DSP芯片的选型，并对所选芯片—TMS320LF2407的结构和特征进行了详细说明。然后详细说明了测温仪所要实现的功能，在测温仪所要实现的功能的基础上对测温仪各部分硬件进行了设计与优化。在硬件设计的基础上，利用代码调试器CCS2(Code Composer Studio Version 2.0)完成了各部分的软件设计。最后详细说明了系统的抗干扰设计，印刷电路板设计以及程序调试过程。
经过了硬件和软件调试，测温仪工作正常，实现了预期的高速测温的功能。
This dissert aims at developing the high-speed temperature-measuring instrument for the application of high energy density heating. The instrument developed has the ability to fast measure a temperature that can be displayed or printed after being processed by the FFT algorithm.
In Section I, this dissert firstly gives the introduction of the temperature- measuring instruments, and demonstrates the necessity and practicability of the development of the high-speed temperature measuring instruments based on the high technology of the DSP chip capable of processing data at high speed by the wide survey of the civil markets. Then on the basis of the introduction of the development and the features of the DSP chip, this paper discusses how to select the DSP type in my developed system. As a result, based on the good configuration and characters of the TMS320LF2407 DSP chip, it is selected as the DSP chip of our developed high-speed temperature-measuring instrument for fast processing the temperature data. In Section II, the functions of my developed instrument are explained in detail. Based on them, we optimally design all hard wares in my developed instrument system by their delicate selections. Accordingly, We design the software system for the hardware system using CCS2.0 (code composer studio version 2.0). Finally, in particular, this dissert explains the key techniques of our developed instrument system such as the designs for resistant interference and for printing circuit board.
After the hardware and the software of it are carefully debugged and tested many times, my developed high-speed temperature-measuring instrument based on the DSP chip technology meets the request of measuring temperatures at a high speed and works well.
引文
[1] 王魁汉，李友，王柏忠．温度测量技术的最新动态及特殊与实用测温技术．自动化仪表，2001；22(8)：P1-P5
[2] 刘迎晖．激光点火煤周围的温度场．工程物理学报，1998
[3] 胥军，吴旭敏，余小华．提高测温系统数据精度的方法及其应用．武汉理工大学学报·信息与管理工程版，2002：24(5)：P138-P142
[4] 熊江，黄启俊，李华民，戴峰，何民才．基于主从式双处理器的光纤比色测温仪硬件设计．测控技术，2003：22(4)：P13-P19
[5] 殷勇，巩建鸣，涂善东．新型测温技术探讨．中国仪器仪表，2000．4
[6] 王红萍．铂电阻温度传感器研究．抚顺石油学院学报，2003；23(2)：P58-P60
[7] 姜世昌．第8届国际工业与科学中的温度和热测量学术讨论会评述．自动化仪表，2002；23(1)：P5-P8
[8] 齐怀琴，李春林，王英杰．高精度温度测量仪的研究．电子测量与仪器学报，2001：15(2)：P49-P53
[9] 杨小玲，伍水顺．高准确度测量系统信号调理．传感器技术，2003：22(6)：P47-P52
[10] 曹辉，胡俊，黄均鼎．数字式温度测量电路的设计及其实现．微电子学，2001：31(3)：P229-P232
[11] 王魁汉．温度测量技术的现状及展望(上)．基础自动化，1997(1)：P1-P6
[12] 王魁汉．温度测量技术的现状及展望(上)．基础自动化，1997(2)：P1-P6
[13] 张继培．温度计量技术进展近况．上海计量测试，2002：29(1)：P4-P9
[14] 倪震楚，袁宏勇，蔬学明．现代温度测量技术综述．消防科学与技术，2003：22(4)：P270-P272
[15] 李延龙．单片机在测温仪表中的应用．信息技术，2000(7)：P24-P25
[16] 孙坚，陈乐．低成本高精度测温仪的研制．仪表技术，2000(4)：P26-P27
[17] 罗涛．简述几种国际上先进的测温技术．计量与测试技术，2001(4)：P8
[18] 郝丽萍．实用的智能测温仪．电测与仪表，2000：37(412)：P15-P17
[19] Digital Signal Processing Selection Guide. Texas Instruments, 1999
[20] 刘和平，王维俊，江渝，邓力．TMS320LF240X DSP C语言开发应用，北京：北京航空航天大学出版社，2003．1
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[24] 张卫宁．TMS320C2000 系列DSPS原理及应用，北京：国防工业出版社，2002(4)
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[26] TMS320LF2407 Evaluation Module Technical Reference. Wintech Digital 2000
[27] 李军，李赋海．检测技术及仪表，北京：中国轻工业出版社，2002(4)
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[31] TPup-T系列微型点阵式打印机说明书
[32] 沙占友，王晓君，马洪涛，张苏英．智能化集成温度传感器原理与应用，北京：机械工业出版社，2002．7
[33] DS18820用户手册
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[35] 毛楠，孙瑛．电子电路抗干扰实用技术，北京：国防工业出版社，1996．1
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[39] Code Composer Studio Getting Started Guide. Texas Instruments, 2001
[40] 伊勇，欧光军，关荣峰．DSP集成开发环境CCS开发指南，北京：北京航空航天大学出版社，2003．11
[41] 邱大年，阎承沛，左演声．计算机在材料科学中的应用，北京：北京工业大学出版社，1990．1
[42] 冷建华，李萍，王良红．数字信号处理，北京：国防工业出版社，2002．7
[43] 孙综瀛，谢鸿琳．TMS320C5X DSP 原理设计与应用，北京：清华大学出版社，2002．3
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