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《基于串口通信的虚拟仪器平台的设计与测试》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。
1、第40卷第5期航空计算技术Vo.l40No.52010年9月AeronauticalComputingTechniqueSep.2010基于串口通信的虚拟仪器平台的设计与测试张怡,黄劲松,郑乐(西北工业大学电子信息学院,陕西西安710072)摘要:设计了一套基于串口通信的虚拟仪器平台。系统硬件采用DSP平台和PC平台协同工作的模式,其中DSP芯片为协处理器,负责信号采集和预处理。PC平台负责信号分析与工作状态控制,用户可以通过开发好的PC平台软件完成对系统的控制,PC机与DSP的通信采用串口实现。分析了串口通信质量对信号测量的影响,实验结果显示串口通信稳定可靠,通信误码对信号分析影响不大,
2、能够满足串口通信虚拟仪器平台的需求。关键词:虚拟仪器平台;串口通信;DSP中图分类号:TP391.6文献标识码:A文章编号:1671O654X(2010)05O0095O04引言1总体设计随着计算机技术、信号处理技术的飞速发展,并与1.1系统硬件结构测试技术的进一步结合,由传统的测试仪器模式发展在硬件上本系统主要由PC平台和DSP电路组出新概念的测试仪器)))虚拟仪器(VirtualInstru-成。DSP电路也就是虚拟仪器的信号采集和前端处理ment),简称VI。经过十几年的发展,虚拟仪器技术在模块,它由DSP芯片及其外围电路构成。PC平台则由军事和民用领域获得了广泛的应用,对现代测控技
3、术计算机和信号转换处理电路部分组成,主要完成信号产生了深远的影响。这是由于虚拟仪器利用了计算机分析、存储、显示和网络传输。硬件的整体结构功能如的强大资源使本来需要传统硬件实现的功能软件化,图1所示。不仅大幅度地降低了测试系统成本,而且增加了系统[1-2]的功能和灵活性。开发物美价廉的实验仪器以满足人才培养的需求,是许多高校着重研究的课题之一。虚拟仪器技术的采用,在降低使用成本的同时,可满足高校教学需[3]要。目前,主流的虚拟仪器平台基于PC总线。这些平台虽然技术比较成熟,且在Labview等软件的支持下开发方便,但是存在造价昂贵的缺点。而基于串口的虚拟仪器平台,虽然精度有所降低,但是造价低
4、廉图1硬件整体结构图且使用方便,尤其适用于高校教学的需要,有着巨大的潜力。本设计选用DSP芯片TMS320VC5509A控制实现本文使用串口作为通信方式,构建了一套用于信信号的采集和预处理。TMS320VC5509A芯片是TI公号频谱分析的虚拟仪器平台,该平台基于DSP芯片司生产的一款DSP处理器,它采用低功耗设计,比上TMS320VC5509A实现,具有结构简单,易于实现,费用一代C54XX器件功耗低30%左右,并且处理速度更低廉的优点;而且由于其协议的通用性以及硬件电路快,采用双核结构,速度大约为400MIPS。由于本系统的可移植性,所以具有较大的实际意义。应用于信号频谱分析,所以DS
5、P电路首先对信号发生器的输入信号进行采样和AD转化,利用DSP芯片的强大数字信号处理能力对转换后的数据进行预处理即收稿日期:2010O07O17基金项目:国家自然科学基金资助项目(60672184);航空科学基金资助项目(20085553016);国家大学生创新实验计划资助项目(07GZ1601)作者简介:张怡(1958-),女,上海市人,副教授,硕士生导师,博士研究生,研究方向为通信、导航系统的信息传输与处理、数字信号处理、多媒体与计算机通信。#96#航空计算技术第40卷第5期FFT变换,得到信号的频谱数据。使用串口将输入信为了能够同计算机接口或终端的TTL器件连接,必须号的频谱数据发送
6、到PC主机,PC系统会自动将数据在EIA-RS-232C与TTL电路之间进行电平和逻辑存入数据库,再根据用户的要求对信号进行分析显示,关系的变换。实现这种变换的方法可用分立元件,也也可以将数据上传至Internet。可用集成电路芯片。目前较为广泛地使用集成电路转系统中PC机承担主控任务,负责该测控系统的换器件,本设计选用MAX232芯片完成TTL与EIA的通信参数设定、数据的采集处理及对DSP运行的控制双向电平转换。信号进行采集。通信协议为:采用RS-232异步通信方式,DSP串口通信方式为8位异步串行通信方式,2软件设计其波特率是可变的,1位起始位,8位数据位,1位停止系统软件设计主要包
7、括硬件驱动和应用程序两个位,无奇偶校验。DSP接收PC机的指令,根据指令部分,硬件驱动的主要功能是底层硬件的初始化配置,信息实现相应的通信波形的发生和结束,调整相应的硬件寄存器的读写;应用程序主要实现读取缓存区的寄存器可以改变系统波特率。下位机按接收到的指令采集数据,然后通过DSP前端处理后发送至PC平台,工作,若PC平台发出无效或错误指令,将不作任何PC平台完成数据的后续处理并显示结果。控制。2.1串口下位机程序设计本
