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基于DSP技术的湿度传感器测试系统的设计及固件开发(最终版) 基于DSP技术的湿度传感器测试系统的设计及固件开发(最终版)

格式:word 上传:2022-06-25 16:22:42

《基于DSP技术的湿度传感器测试系统的设计及固件开发(最终版)》修改意见稿

1、“.....系列降低了系统功耗,并节省了电路板的空间,提高系统的可靠性。通过把个高性能的内核和微处理器的片内外设计成为个芯片的方案,成为传统的微控制单元和昂贵的多片设计的种廉价的替代品。每秒万条指令的处理速度,使的控制器可以提供远远超过传统位微控制器的性能。的主要特点有在个指令周期内可完成次乘法和次加法。程序和数据空间分开,可以同时访问指令和数据。片内具有快速,通常可通过独立的数据总线在两片芯片中同时访问。具有低开销或无开销循环及跳转的硬件支持。具有单周期内操作的多个硬件地址产生器。可以并行执行多个操作。支持流水线操作,使取指译码和执行等操作可以重叠执行。基本结构包括哈佛结构流水线操作专用硬件乘法器特殊指令快速的指令周期。的资源丰富,采用高性能的静态技术,使得供电电压降为,减小的控制器功耗基于的核,保证了系列代码和系列代码兼容片内有高达字位的程序存储器......”

2、“.....电源管理,具有种低功耗模式,能独立地将外围器件转入低功耗工作模式。以上介绍了所有具备的核心功能和外围模块功能,给予全方面的考虑,我们的设计应尽可能的把其功能都用上。图将的外围模块资源都列出来了,设计首先要完成湿度传感器的测试功能,需要用其自身的高频产生正弦波,这里选用了同步串行口来完成这项工作,高速芯片产生的正弦波经湿敏原件后返回到位输入通道进行采样,采样后的结果可以通过异步串口,或者传输到机,由上位机进行结果数值的显示。设计包括基本振荡电路锁相环电路存储器的扩展电路下载口模拟方大电路以及备用口的引出等其电路图如图......”

3、“.....锁相环电路电路这个电路使用了两个电容和个电阻串并联。外部晶振通过此电路后,频率扩大到,以满足信号发生的需要。程序存储器和数据存储器的扩展使用了两片芯片,将程序存储器和数据存储器都扩展到,使用此芯片的原因主要因素是考虑到速度匹配,芯片可达的存储速度。图的外围模块资源电源电路这里使用了的内核电压,由于采样是高精度测量,所以需要个精密参考电压,这里使用了产生的参考电压,芯片使用的是电压,这个电压可以直接由外部输入。由于用到串口,这个串口本身就带电压,所以做了个跳线,电压可以由外部输入,也可以由串口直接提供。拨码开关说明接地运行时,接伏硬件仿真时默认模拟电压,必须透视度输出使能,默认接高电平,微处理器用外部程序存储器接低电平,微控制器使用片内外部接口信号,调试过程中,使用外部扩展引导使能,默认模拟电路经过湿度传感器的信号经过放大后,直接进入采样。通用口结合湿度开关扳......”

4、“.....这里是用来了的根口线,配上需要的电压和模拟地即可,其余直接引出各用。事件管理器事件管理器外部储存扩展口锁相环电路接口位输入异步串行口同步串行口下载口内核和外围资源正弦波产生电路的设计选用美信公司的高速同步串行转换芯片,它引脚图及其功能如图表所示。利用的同步串口送出正弦波数据到,从而产生正弦波。图的引脚图采用的设计,运行低功耗模式只有的电流,采用总线的简单接口,运行频率可达,两路并行输出。在到。之间输出稳定,具有很宽的环境输出温度范围。引脚贴片封装,外围电路简单,比较参考电压范围在之间,位数字量精确输出转换。它是可编程器件,通过对寄存器的写入,可将输出控制为单路输出和双路输出,是种理想的可以和等高速芯片相接合的器件。串行通讯口设计本文设计使用了公司的器件。下面首先介绍下芯片特点和内部结构是个性能优化的器件......”

5、“.....也支持本地传输。该器件采用模块化的方法实现个接口,允许在众多可用的微控制器中选择最合适的作为系统微控制器,允许使用现存的体系结构并使固件投资减到最小。这种灵活性减少了开发时间风险和成本,是开发低成本且高效的外围设备解决方案的种最快途径。完全符合规范,也能适应大多数设备类规范的设计,如成像类大容量存储类通信类打印类和人工输入设备等,因此非常适合做很多外围设备,如打印机扫描仪外部大容量存储器驱动器和数码相机等。现在用实现的很多设备,如果用来实现可以直接降低成本。的内部框图如图所示图内部结构框图模拟收发器集成的收发器直接通过终端电阻与电缆接口。电压调整器片上集成的个电压调整器为模拟收发器供电,也提供连接到外部上拉电阻的输出电压。作为选择,提供集成上拉电阻的技术。片上集成个的倍频锁相环,允许使用的晶振,也由于使用低频晶振而减小。的工作不需要外部器件......”

6、“.....能跟踪规范中指出的信号抖动和频率漂移。串行接口引擎的完全实现协议层。考虑到速度,它是全硬件的,不需要固件微程序介入。这个模块的功能包括同步模式识别并串转换位填充不填充校验确认地址识别以及握手鉴定。高速设备的连接是靠把通过个的上拉电阻接到高电平来建立的,在中,这个上拉电阻是集成在芯片内的,缺省是没有连接到,这个连接是靠外部发个命令来建立的。这使得系统微处理器可以在决定建立连接之前完成初始化。重新初始化总线连接也可以不用拔掉电缆来完成。是靠个引脚接发光二极管实现的。在设备枚举时指示灯将立即闪亮当被成功枚举并配置时,指示灯将会始终亮经过的数据传输过程中,将闪闪,传输成功后熄灭在挂起期间,熄灭这种特性可以使我们知道的状态,方便电路调试。存储器管理单元和集成和集成能缓冲工作在数据传输和微控制器之间并行接口之间的速度差异......”

7、“.....并行和接口并行接口容易使用速度快并且能直接与主微控制器接口。对于微控制器,可以看成是个有位数据总线和位地址线的存储设备。支持多路复用和非多路复用的地址和数据总线。在主端点端点和局部共享存储器之间也可使用直接存储器存取传输。它支持单周期模式和块传送模式两种传输。在本系统中,采用通讯,其接口设计图如图岁所示可以为提供个通用的并行接口。可以实现更快的高达运算放大器反馈电阻和转换参考电压这几个部分,下面对各个部分所产生的误差以及大小给予具体分析。反馈电阻模拟开关湿度传感器图单路湿度传感器测量电路加载到传感器的正弦波电压的影响加载到传感器的正弦波电压是通过转换芯片得到,所以,通过它转换过来的模拟量会是阶梯状的正弦波规律变换,由于是位,其阶梯的大小为,远远小于千分之,所以,运用这样的正弦波来测量是可行的。模拟开关的影响由于是多通道的测量......”

8、“.....导通电阻就有可能不同,不同厂家生产的电子开关其导通电阻是不相同的,选用统的国产,它的导通电阻在之间,由于湿度传感器的阻抗为兆级,所以电子开关的导通电阻只是它的百万分之,其阻值可以忽略不计。反馈电阻的影响为了能用示波器看到正弦波,必须将出来的正弦波放大,放大的倍数和反馈电阻成正比。由于有电流经过此电阻,加上环境的因素,这个电阻需要用精确电阻来保证输出正弦波的稳定。转换参考电压的影响输出后,要返回到本身自带的位转换器进行采集处理,为了保证数据的准确性,参考电压的稳定尤为重要,这里选用精确电压源位基准参考电压。精确电压源本身自带温度补偿电路,输出低阻抗,在度范围内,输出保持稳定在,适应了本测试电路的要求。此外,还有环境温度的影响,测量时要求在个稳定的温度下进行。下面计算下整体误差,假设输入电压为,输入电阻为反馈电阻为,输入电压为......”

9、“.....反馈电阻使用的精确电阻,输入阻抗可表示为将这些表达式替换,式为由于反馈电阻使用的是精确电阻,其值在范围内精确度保持在万分之内,根据前面所述,电子开关的导通电阻为运算放大器电阻的百万分之,将这些关系带入式可算出输出电压的范围为,而实际计算时,忽略电子开关导通电阻和反馈电阻的漂移,即从而可以计算测量的引用误差。由于这个模拟电压保持啦精确度,而这个电压也真是中转换所需要的电压,参考电压如前所述保持了稳定,所以,旧整个电路来说,旧保证了整个电路的精确度。结果及分析利用了串口和器件连接产生的标准正弦波。标准正弦波经过湿度传感器后,理论上会产生的相位差,实际结果要小于。湿度传感器电容值的测量范围在之间,要求测量的引用误差达到,下表是组测量数据中的其中几个数值从表中的数据我们可以看出......”

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