2022年dsp温度采集.docx

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1、名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -电子与信息工程学院综合试验课程报告课题名称 基于 DSP的温度采集系统专 业 08 电子信息工程班 级 电子（ 2）班同学姓名 高 深学 号 08205010233 指导老师 宋 杨2022 年 6 月 29 日细心整理归纳 精选学习资料 - - - - - - - - - - - - - - - 第 1 页,共 20 页 - - - - - - - - - 名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -目 录1 综合试验目的 . 3 2 总体方案介绍 . 3 2.1

2、设计任务 . 3 2.2 设计思路 . 3 3 硬件设计 . 6 3.1 最小系统设计 . 6 3.2 温度采集电路 . 6 3.3 A/D 模数转换模块 . 7 3.4 LCD 液晶显示模块 . 7 4 软件设计 . 8 4.1 软件系统分析 . 8 4.2 软件系统流程图 . 9 5 系统调试 . 9 6 课程设计总结 . 10 7 参考文献 . 10 8 附件 . 11 8.1 元件清单 . 11 8.2 原理图 . 11 8.3 源程序 . 112 细心整理归纳 精选学习资料 - - - - - - - - - - - - - - - 第 2 页,共 20 页 - - - - - -

3、- - - 名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -1 综合试验目的（1） 熟识并把握硬件设计方面的温度采集技术（2） 熟识并把握软件设计方面的 A/D 转换技术（3） 熟识并把握软件设计方面的 DSP 液晶显示功能（4） 熟识 TMS320F2812 的硬件资源和使用方法2 总体方案介绍2.1 设计任务（1）熟识 MC1403 芯片的应用（2）设计由 MC1403 和热门电阻组成的温度采集电路（3）将温度采集电路中热敏电阻的阻值变化转变为输入端的变化,依据电压温度转换公式,检 测温度变化（4）完成程序流程图的设计（5）完成软件设计方面的 A/D

4、转换和 LCD 显示程序（6）软硬件联合调试（7）最终结果在液晶显示屏上显示相应的文字及温度2.2 设计思路第一设计由MC1403 和热敏电阻组成的温度采集电路,利用热敏电阻输出电压值与温度间的函数关系,检测温度的变化；然后将采集到的温度送入TMS320F2812 中的 A/D 转换模块,将电压转换为数字信号；最终通过编写 LCD 显示函数来掌握相应的温度及文字的变化；系统设计原理框图如下图：温度采集电路TMS320F2812 A/D 转换模块LCD 显示模块本设计是基于TMS320F2812的水温掌握系统,使用TMS320F2812的片上 A/D；它功能强大 ,3 细心整理归纳 精选学习资料

5、 - - - - - - - - - - - - - - - 第 3 页,共 20 页 - - - - - - - - - 名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -运行速度快 , 是特地为电动机掌握应用优化的掌握芯片 种模拟、数字信号的采样及转换；使用的元件如下：, 在本设计中,它主要完成各（1）TMS320F2812主控芯片； 它是一种特别用途的单片机,其结构如下图所示：数据 RAM 程序 ROM/FLASH 3 个定时器544 字16K 字9 个比较单元程序 /数据 /I/O 总线12 个 PWM 输出死区掌握器件4 个输入捕捉16 位桶式16

6、 位寄存器外正交编码脉冲掌握左移移位16*6 乘法器设7 个 8 位 I/O 口器32 位寄存器左移移位器总看门狗定时器32 位 ALU 线SPI 串口32 位累加器左移移位器SCI 串口3 个帮助寄存器8 层硬件堆栈8 路 12 位 A/D 转换器 重复计数器2 个状态寄存器 8 路 12 位 A/D 转换器TMS320F2812 芯片的内核概述TMS320F2812DSP 内核采 Harvard 结构体系 , 即相互独立的数据总线,供应了片内程序储备器和数据储备器、运算单元、一个 32位算术规律单元、一个 32位累加器、4 细心整理归纳 精选学习资料 - - - - - - - - - -

7、 - - - - - 第 4 页,共 20 页 - - - - - - - - - 名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -一个16位乘法器和一个 16位桶形移位器组成 , 体系实行串行结构, 运用流水线技术加快程序的运行,可在一个处理周期内完成乘法加法和移位运算, 其内核运算速度为20MIPs一个指令周期为 50 ns ；外设有 AD转换大容量储备器, l6 位和 32位的定时器比较单元、捕捉单元、 PWM 波形发生器、高速异同步串行口和独立可编程复用 I O等组成,其中通过三个通用定时器和九个比较器的结合产生多达 l2 路的 PWM 输出结合敏

8、捷的波形发生规律和死区发生单元能生成对称、不对称以及带有死区时间的空间矢量PWM 波形 DSP芯片中集成的这些功能大大简化了整个掌握系统；此外 , 该DSP仍具有快速的中断处理才能,及硬件寻址掌握、数据指针逆序寻址等多种特有的功能,将有利于TMS320F2812A 在电机掌握中的作用；（2）MC1403 芯片（图 2）图 2 MC1403是低压基准芯片,为模数转换模块供应基准电压；由于MC1403的输出是固定的,所以只需要用到 Vin ,Vout ,GND三个引脚； MC1403芯片为模数转换供应基准电压,利用热敏电阻进行温度采集,采集后的输出电压与 DSP的引脚相连；将采集到的电压送入 A/

9、D 转换模块,编程序实现A/D 转换,转换结果是放在结果寄存器的高 12 位上,编写函数猎取 A/D 转换结果,将处理后的温度值的各个位对应显示带 LCD上；为了确保 A/D 转换精度,这里采纳多次取值求平均；（3）热敏电阻 LM35 适当阻值的热敏电阻感应肯定范畴内的温度变化,供应相对精确的值；5 细心整理归纳 精选学习资料 - - - - - - - - - - - - - - - 第 5 页,共 20 页 - - - - - - - - - 名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -3 硬件设计3.1 最小系统设计最小系统设计：TMS320F2

10、812 芯片包含33 个电源引脚,时钟模块,分别有电源复位,复位引脚/RS,软件复位,非法地址,看门狗定时器溢出,欠电压复位这6 种信号使 DSP 掌握器复位；在设计中采纳了由 PCRESET 引脚 PCRESET 电源复位的方式；为了牢靠复位,高电平的有效时间至少保持 6 个时钟周期； DSP 平最小系统指的是由 F2812 芯片组成的电源模块,复位电路和晶振电路组成的无外围设备的系统；最小系统如图 1：图 1 DSP 最小系统图3.2 温度采集电路由 MC1403 和热敏电阻组成温度采集电路；MC1403 的 Vin 端接入一个5V 左右的模拟电压值,并在此端（ 1 脚）接入电容滤除其它频

11、率重量；在Vout 端（ 2 脚）输出一个稳固的电压值,接、TMS320F2812 的 23 引脚； GND 端3 脚直接接地,接TMS320F2812 的 33 引脚；原理图如图3：6 细心整理归纳 精选学习资料 - - - - - - - - - - - - - - - 第 6 页,共 20 页 - - - - - - - - - 名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -图 3 温度采集电路原理图3.3 A/D 模数转换模块当模 /数转换完成后,读取结果寄存器前,最好先读取模 /数转换掌握寄存器 ADCTRL2 的 ADCFIFO1 或 ADC

12、FIFO2 ,以确定当前结果寄存器的状态,保证读取的结果是正确的；并且 12 位的转换结果放在结果寄存器的高 12 位上,该 12 位数据与外部模拟输入电压的关系为：12 位数字结果 =4095* （输入电压 /基准电压）3.4 LCD 液晶显示模块DSP 需要对读写周期较慢的液晶显示模块进行拜访,这样就存在DSP 与慢速设备之间的输入/输出时序匹配问题；直接拜访方式是将DSP 的读写信号线与慢速设备口掌握板引出的读写信号线直接相连,时序由 DSP 内部读写规律掌握；由于慢速外设的读写周期相对 DSP 较慢,要使两者的时序匹配, 仍必需进行一些时序方面的掌握处理,一种处理方法是软件编程等待状态

13、发生器,将外部总线周期扩展到数个机器周期；由于受硬件条件的限制,这种扩展通常也是有限的；另一种处理方法是利用DSP 的 READY 外部设备预备就绪引脚,通过硬件扩展实现外部状态7 细心整理归纳 精选学习资料 - - - - - - - - - - - - - - - 第 7 页,共 20 页 - - - - - - - - - 名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -自动等待,从而使 DSP 与慢速设备之间的时序匹配；虽然可以将总线周期扩展到任意个机器周期,但是需要进行硬件扩展,增加了系统设计的复杂度；间接拜访是用DSP 的数字 I/O 间接掌握

14、慢速设备通过软件掌握 DSP 的 I/O 口来实现与慢速设备的时序匹配；此种方式无需硬件扩展即可实现与任意时序慢速设备之间的时序匹配；本设计采纳间接拜访方式来实现 DSP 与 LCD 之间的时序匹配,即在程序中加入大量延时语句；由于 DSP 为 3.3V 设备,而液晶显示模块属于 +5V 设备,所以在连接掌握线、数据线时需要加电平隔离和转换设备；液晶模块如下图：4 软件设计4.1 软件系统分析第一要初始化 A/D 转换模块,然后等待中断,当产生中断后对采集到的模拟信号进行处理,为了确保转换精度应多次取值求平均,将其转换结果放在结果寄存器的高 12 位上,最终将处理后的温度值送到 LCD 上显示

15、；系统设计原理框图如图 4：温度采集电路 TMS320F2812 A/D 转换模块 LCD 显示模块8 细心整理归纳 精选学习资料 - - - - - - - - - - - - - - - 第 8 页,共 20 页 - - - - - - - - - 名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -图 4 系统设计原理框图4.2 软件系统流程图开头初始化 DSP 时钟初始化 CTR 初始化 AD 采样时钟清晰并显示相关文字启动 AD0 通道采集中断采集,数据存入 Voltagel 中数据处理后的温度值送到 LCD 显示5 系统调试 MC1403 芯片 V

16、in 端输入一个 +5V 的模拟电压值；在输入端接一个电容滤除其它频率重量；在 Vout 端输出了一个稳固的电压值；GND 端直接接模拟地；给试验箱供电,打开 Setup CCS2C2000, 在弹出的对话框中挑选 ICETEK-5100 USB Emulator for TMS320F2812 导入,进行配置设置然后进入 CCS2C2000, 打开工程文件进行编译生成 .out 文件下载到硬盘中然后调试, 观看液晶显示屏, 第一行显示 “ 温度” ,其次行显示 “ 显示” ,第三行显示 “ 35.91 ” ,当用手触摸时,温度显示不断变化,实现了温度的采集与显示；9 细心整理归纳 精选学习资

17、料 - - - - - - - - - - - - - - - 第 9 页,共 20 页 - - - - - - - - - 名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -6 设计总结这次的课程设计,我们小组的设计题目是：温度采集与显示；通过这段时间的学习使我对C 语言编程方法有了更深化的明白,从中学到了许多编程思想,并且进一步明白了 DSP 芯片的机制,经过这次课程设计,我不仅对以前所学的学问有了较深刻的懂得,而且动手才能、独立解决问题的才能有所提高；这个课程设计对于以后搞科研项目很有帮忙通过我们组成员的共同努力,我们最终完成了设计要求；主要是通过使用

18、MC1403 芯片、电容、热敏电阻等元器件,设计并制作一个硬件电路,通过软件编程得到电压关于温度的函数,经过 A/D 转换电路把模拟电压信号转换成数字信号,再利用公式,在 LCD 液晶显示屏上显示出转换后对应的温度变化数值；在这次课程设计中,我主要负责的是软件编程及调试；在这里我遇到了很大的困难,虽然有书籍和网络上查找的辅导资料,但是由于软件设计是看法敏捷的东西,它不仅需要有过硬的编程学问,仍必需有敏捷的应用,因此在这方面的调试时花费了大量的时间；第一,我把编程想的过于简洁,以为只是把每个模块的子程序编写胜利便可以,却忽视了模块与模块之间的相关性和连接性,因此总显现参数定义不精确和函数声明不相

19、符的错误；其次, 由于自已的马虎不严谨,导致显现大小写不符,缺少分号或大括号的低级错误；但是,在这一过程中主要感谢老师的耐心指导和组员的帮忙,顺当的完成了任务,实现了软硬件的调试,最终在 LCD 显示屏幕上显示相应的文字和温度；通过课程设计,不仅锤炼了我们动手动脑的才能,而且提高了我们分析问题、解决问题的能力,更重要的是提高了我们的团队合作的才能,遇到问题时不要慌张,冷静摸索,实在解决不了时应向老师和同学寻求帮忙；最终感谢宋老师在课程设计中给我们的指导；通过本次设计试验对C语言编程和仿真有了更深一步的明白,为以后的工作打好了基础 做一次实战演习；7 参考文献,也为将来毕业设计报告的完成1 吴冬

20、梅,张玉杰DSP 技术及应用北京高校出版社,2007 2006 2 万山明TMS320F281x DSP 原理及应用实例北京航空航天高校出版社,2007 3 郑红,王鹏,董云凤,吴冠,DSP 应用系统设计实践北京航空航天高校出版社,4 徐科军,张瀚,陈智渊TMS320F281xDSP 原理与应用北京航空航天高校出版社,2006 10 细心整理归纳 精选学习资料 - - - - - - - - - - - - - - - 第 10 页,共 20 页 - - - - - - - - - 名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -8 附件8.1 元件清单（

21、1）TMS320F2812 芯片；（2）热敏电阻 LM35 （3）TPS73HD318 （4）SN74LS08 （5）MC1403 （6）1602 液晶 . （7）晶振,电容,电阻等等；8.2 原理图8.3 源程序（1）等待 ADC 中断程序 #define ADC_usDELAY 8000L #define ADC_usDELAY2 20L interrupt void adc_isrvoid; Uint16 LoopCount; 11 细心整理归纳 精选学习资料 - - - - - - - - - - - - - - - 第 11 页,共 20 页 - - - - - - - - - 名师

22、归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -Uint16 ConversionCount; Uint16 V oltage11024; Uint16 V oltage21024; float temp; Uint16 i,j; void InitAdcvoid; interrupt void adc_isrvoid Voltage1ConversionCount = AdcRegs.ADCRESULT0 4; Voltage2ConversionCount = AdcRegs.ADCRESULT1 4; / If 40 conversions have b

23、een logged, start over ifConversionCount = 200 ConversionCount = 0; else ConversionCount+; ifConversionCount=0 temp=0; fori=0;i200;i+ temp=temp+V oltage1i; temp=temp/200.0; temp=temp*3.0/4095.0; / Reinitialize for next ADC sequence AdcRegs.ADCTRL2.bit.RST_SEQ1 = 1; / Reset SEQ1 AdcRegs.ADCST.bit.INT

24、_SEQ1_CLR = 1; / Clear INT SEQ1 bit PieCtrlRegs.PIEACK.all = PIEACK_GROUP1; / Acknowledge interrupt to PIE return; void InitAdcvoid extern void DSP28x_usDelayUint32 Count; AdcRegs.ADCTRL3.bit.ADCBGRFDN = 0x3; / Power up bandgap/reference circuitry DELAY_USADC_usDELAY; / Delay before powering up rest

25、 of ADC AdcRegs.ADCTRL3.bit.ADCPWDN = 1; / Power up rest of ADC DELAY_USADC_usDELAY2; / Delay after powering up ADC （2）延时子程序void Delayunsigned int nDelay int ii,jj,kk=0; for ii=0;iinDelay;ii+ 12 细心整理归纳 精选学习资料 - - - - - - - - - - - - - - - 第 12 页,共 20 页 - - - - - - - - - 名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - -

26、 - - - - - - -for jj=0;jj1024;jj+ kk+; （3）打开显示子程序 void TurnOnLCD *int *0x108001=LCDCMDTURNON; DelayLCDDELAY; *int *0x108002=0; Delay2048; *int *0x108001=LCDCMDSTARTLINE; DelayLCDDELAY; *int *0x108002=0; DelayLCDDELAY; （4）清屏程序void LCDCLS int i,j; *int *0x108001=LCDCMDSTARTLINE; DelayLCDDELAY; *int *0

27、x108002=0; DelayLCDDELAY; for i=0;i8;i+ *int *0x108001=LCDCMDPAGE+i; DelayLCDDELAY; *int *0x108002=0; DelayLCDDELAY; *int *0x108001=LCDCMDVERADDRESS; DelayLCDDELAY; *int *0x108002=0; DelayLCDDELAY; for j=0;j64;j+ *int *0x108003=0; DelayLCDDELAY; *int *0x108002=0; DelayLCDDELAY; 13 细心整理归纳 精选学习资料 - -

28、- - - - - - - - - - - - - 第 13 页,共 20 页 - - - - - - - - - 名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - - *int *0x108001=LCDCMDPAGE+i; DelayLCDDELAY; *int *0x108002=0; DelayLCDDELAY; *int *0x108001=LCDCMDVERADDRESS; DelayLCDDELAY; *int *0x108002=0; DelayLCDDELAY; for j=0;j64;j+ *int *0x108004=0; DelayLC

29、DDELAY; *int *0x108002=0; DelayLCDDELAY; （5）显示模块/汉字模块 void LCDWriteunsigned int x,unsigned int y,unsigned int LR,unsigned int n unsigned char lcdkey532= 0x10,0x21,0x86,0x70,0x00,0x7E,0x4A,0x4A,0x4A,0x4A,0x4A,0x7E,0x00,0x00,0x00,0x00, 0x02,0xFE,0x01,0x40,0x7F,0x41,0x41,0x7F,0x41,0x41,0x7F,0x41,0x41,0

30、x7F,0x40,0x00,/ 温 0x00,0x00,0xFC,0x04,0x24,0x24,0xFC,0xA5,0xA6,0xA4,0xFC,0x24,0x24,0x24,0x04,0x00, 0x80,0x60,0x1F,0x80,0x80,0x42,0x46,0x2A,0x12,0x12,0x2A,0x26,0x42,0xC0,0x40,0x00,/ 度 0x00,0x00,0x00,0x3E,0x2A,0xEA,0x2A,0x2A,0x2A,0xEA,0x2A,0x3E,0X00,0X00,0X00,0X00, 0x20,0x21,0x22,0x2C,0x20,0x3F,0x20,0

31、x20,0x20,0x3F,0x28,0x24,0x23,0x20,0x20,0x00,/ 显 0x00,0x20,0x20,0x22,0x22,0x22,0x22,0xE2,0x22,0x22,0x22,0x22,0x22,0x20,0x20,0x00, 0x10,0x08,0x04,0x03,0x00,0x40,0x80,0x7F,0x00,0x00,0x01,0x02,0x0C,0x18,0x00,0x00,/ 示 0x00,0x02,0x05,0xE2,0x18,0x04,0x02,0x02,0x02,0x02,0x02,0x02,0x04,0x1E,0x00,0x00, 0x00,0

32、x00,0x00,0x07,0x18,0x20,0x40,0x40,0x40,0x40,0x40,0x40,0x20,0x18,0x00,0x00,/; ifLR=0 int j; int k=n; *int *0x108001=LCDCMDPAGE+x; Delay1; *int *0x108002=0; Delay1; 14 细心整理归纳 精选学习资料 - - - - - - - - - - - - - - - 第 14 页,共 20 页 - - - - - - - - - 名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -*int *0x108001=

33、LCDCMDVERADDRESS+y; Delay1; *int *0x108002=0; Delay1; forj=0;j16;j+ *int *0x108003=lcdkeykj; Delay10; *int *0x108002=0; Delay10; x+; *int *0x108001=LCDCMDPAGE+x; Delay1; *int *0x108002=0; Delay1; *int *0x108001=LCDCMDVERADDRESS+y; Delay1; *int *0x108002=0; Delay1; forj=16;j32;j+ *int *0x108003=lcdke

34、ykj; Delay100; *int *0x108002=0; Delay100; else int j; int k=n; *int *0x108001=LCDCMDPAGE+x; Delay1; *int *0x108002=0; Delay1; *int *0x108001=LCDCMDVERADDRESS+y; Delay1; *int *0x108002=0; Delay1; forj=0;j16;j+ *int *0x108004=lcdkeykj; Delay100; 15 细心整理归纳 精选学习资料 - - - - - - - - - - - - - - - 第 15 页,共 20 页 - - - - - - - - - 名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -*int *0x108002=0; Delay100; x+; *int *0x10