基于TMS320VC5416的20M虚拟示波器的研究
摘要
虚拟示波器是随着计算机技术、现代测量技术发展起来的一种新型智能测试仪器，它不但能实现一般模拟或数字示波器的全部功能，而且能充分利用现有的计算机资源，实现如数据存储、数据分析等在普通示波器上很难实现的特殊功能。对于虚拟示波器的理论研究与样机的开发，可以在很大程度上弥补传统示波器的不足。
本论文采用PC-DAQ方式，设计了一台采样率为40M的虚拟示波器实验样机，它采用TI公司高速模数转换器(ADC)TLC5540实现模数信号的转换，同时用TI公司的DSP芯片TMS320VC5416实现逻辑控制与数据存储，用串口器件TL16C752实现DSP与计算机的数据传送，用图形式编程G语言LabVIEW作为软件开发平台。该虚拟示波器具有如下优点：硬件成本相对较低，用户可自定义其功能；通过升级PC软件和DSP软件便可完成示波器功能的升级与扩充；具有良好的可靠性、移植性和维护性。
The virtual oscilloscope is a newly emerged intelligent instrument along with the development of computer technology and measurement technology. In addition to all the common functions of a traditional oscilloscope, it makes full use of computer's resources and makes such functions as data storage and analyses possible, which were very difficult to realize on a traditional one. Therefore it is of much practical importance to carry out theoretical and experimental research on virtual oscilloscopes.
The dissertation developed a virtual oscilloscope in way of PC-DAQ method, in which TLC5540 from Texas Instruments Corporation was used for analogy to digital conversion, TMS320VC5416 was used for logic control and Data storing, UART interface device TL16C752 was used for data transfer from data acquisition board to PC, and LabVIEW was utilized as software platform. The virtual oscilloscope offered such advantages as relatively low cost, function redefinitionable by the user, updating and expending by PC software and DSP software, good reliability, transplantation and easy maintenance.
本论文采用PC-DAQ方式，设计了一台采样率为40M的虚拟示波器实验样机，它采用TI公司高速模数转换器(ADC)TLC5540实现模数信号的转换，同时用TI公司的DSP芯片TMS320VC5416实现逻辑控制与数据存储，用串口器件TL16C752实现DSP与计算机的数据传送，用图形式编程G语言LabVIEW作为软件开发平台。该虚拟示波器具有如下优点：硬件成本相对较低，用户可自定义其功能；通过升级PC软件和DSP软件便可完成示波器功能的升级与扩充；具有良好的可靠性、移植性和维护性。
The virtual oscilloscope is a newly emerged intelligent instrument along with the development of computer technology and measurement technology. In addition to all the common functions of a traditional oscilloscope, it makes full use of computer's resources and makes such functions as data storage and analyses possible, which were very difficult to realize on a traditional one. Therefore it is of much practical importance to carry out theoretical and experimental research on virtual oscilloscopes.
The dissertation developed a virtual oscilloscope in way of PC-DAQ method, in which TLC5540 from Texas Instruments Corporation was used for analogy to digital conversion, TMS320VC5416 was used for logic control and Data storing, UART interface device TL16C752 was used for data transfer from data acquisition board to PC, and LabVIEW was utilized as software platform. The virtual oscilloscope offered such advantages as relatively low cost, function redefinitionable by the user, updating and expending by PC software and DSP software, good reliability, transplantation and easy maintenance.
引文
1．赵会兵．虚拟仪器技术规范与系统集成[M]．北京：清华大学出版社，2003．1～2
2．詹赞．基于虚拟仪器思想的数字存储示波器系统的研究与实现：[硕士学位论文]．武汉：武汉科技大学，2002
3．赵中义．示波器原理、维修与检定[M]．北京：电子工业出版社，1990．1～12
4．TEKTRONIX Measurement Products Catalog, 1992～1995
5．赵茂泰．智能仪器原理及应用(第二版)[M]．北京：电子工业出版社，2004．230～232
6．HP Test and Measurement Catalog, 1992～1995
5．陈景波．基于高速数据采集卡的虚拟示波器设计：[硕士学位论文]．西安：西北工业大学信号与信息处理专业，2005
7．孙晓云等．基于LabWindows／CVI的虚拟仪器设计与应用[M]．北京：电子工业出版社，2005．220
8．于雪莲．基于DSP的通用测井信号采集处理系统的研究：[硕士学位论文]．西安：西安科技大学，2004
9．清源科技．TMS320VC54x DSP硬件开发教程[M]．机械工业出版社，2003．2
10．清源科技．TMS320VC54x DSP应用程序设计教程[M]．机械工业出版社，2004．5～8
11. TMS320VC5416 Fixed-Point Digital Signal Processor Data Manual, 2001.10
12. TMS320C54x DSP Reference Set, Volume 1: CPU. Texas Instruments Inc, 2001.3
13. Interfacing the A/D Converters TLC5540/10 to the DSKplus Starter Kit TMS320C54x, TI, 2005.8
14. TLC5540 Datasheet, TI, 1999.5
15. TMS320C54x DSP Reference Set, Volume 4: Application Guide. TI, 1996.10
16．陈永东，李继峰，付强．DSP与PC机的数据通信的软硬件设计．微处理机，2001．2：35～37
17．邓勇，施文康．DSP与PC机串行通信的几种方法[J]，微电子学，2002．32：74～80
18. TL16C752 Datasheet, TI, 2000.1
19．合众达．SEED-DEC5416用户指南，2004．23
20. MAX3160 Datasheet, MAXIM, 2000
21. 74AHC245 Datasheet, TI, 1996.5
22. TPS70348 Datasheet, TI, 2002.10
23. Connecting TMS320C54x DSP with Flash Memory, TI, 2001
24．刘高平，顾伟康，TMS320系列DSP芯片用户程序加载方法的探讨[J]，微处理机，1996．4
25．詹振球．基于DSP的数字存储示波器显示系统的设计：[硕士学位论文]．南京：南京航天航空大学，2005
26．公茂忠，刘汉奎，徐殿国．Flash存储器的在系统编程及其在DSP系统中的应用[J]，电子技术应用，2002．3
27. TMS320C54x Optimizing C/C++ Compiler User's Guide. TI, 2001.6
28. TMS320C54x DSP Programmer's Guide. TI, 2001.6
29. TMS320C54x Assembly Language Tools User's Guide. TI, 2001.6
30. Code Composer Studio Getting Started Guide. TI, 2001.5
31. TMS320VC54X DSP Reference Set, Volume 4: Applications Guide, TI, 1998
32. TMS320C54x DSP Reference Set, Volume 3: Algebraic Instruction Set. TI, 2001.3
33. TMS320C54x DSP Reference Set, Volume 2: Mnemonic Instruction Set. TI, 2001.3
34. TMS320C54x C Source Debugger User's Guide. TI, 1998.4
35. TMS320C54x DSP Library Programmer's Reference. TI, 2002.8
36. TMS320CS4x Chip Support Library API Reference Guide. TI, 2002.4
37．张勇．C／C++语言硬件程序设计，西安：西安电子科技大学出版社，2003．62～71
38．候国屏，王珅，叶齐鑫．LabVIEW编程与虚拟仪器设计[M]．清华大学出版社，2004．2
39．史延龄．虚拟示波器的设计研究，仪表技术，2001．3
40．李刚，林凌．LabVIEW—易学易用的计算机图形化编程语言[M]．北京航天航空大学出版社，2001．92～113
41．钱志鸿等．虚拟仪器与LabVIEW~(TM) 7 Express程序设计[M]．北京航天航空大学出版社，2004．82～91
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