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由于TMS320LF2407内嵌CAN模块,所以通过一个CAN驱动器就可以与CAN总线相连。为了增强CAN总线结点的抗干扰能力,CANTX与CANRX并不直接与CAN驱动器82C250的TXD和RXD相连,而是通过高速光耦6N137进行电气隔离后,再与82C250相接。这样就很好的实现了总线上各CAN节点间的电气隔离,避免了相互之间的电气干扰。本系统中6N137所采用的电源3.3V.html">3.3v、5V及5V-CAN是相互隔离的,保证了光耦器件的电气隔离功能。82C250与CAN总线的接口部分也采用了一定的安全和抗干扰措施。82C250的CANH和CANL引脚各自通过一个5欧的电阻与CAN总线相接,电阻起到限制电流的作用,保护82C250免受过流的冲击。CANH与CANL与地之间并联了两个30pF的小电容,可以起滤除总线上的高频干扰,并具有一定的防电磁辐射的能力。另外在两根CAN总线输入端与地之间分别接了一个防雷击管,当输入端与地之间出现瞬变干扰时,通过防雷击管的放电可以起到一定的保护作用。
3.2 时钟和复位电路设计
3.2.1 时钟电路设计
本文采用6M的晶体振荡器,晶振的输出直接连接到X2引脚,并将DSP的X1引脚悬空。在设计程序时,设置DSP内部的时钟锁相环为4倍频,则CPU的工作时钟就可达到24M。
3.2.2 复位电路设计
在设计中,使用了上电复位和按键复位相结合的简单电路.在上电的瞬时,电容相当于短路,在上电的瞬时,电容C16相当于短路,此时RST为低电平,对芯片进行复位处理。经这一段时间后,电容的电压达到2V,则复位过程结束,芯片进入正常工作区。当按下K1时,RST直接与地相连接,芯片进行复位处理。因此操作者可以根据自己的需要随时对系统进行复位操作。
3.3 电源电路设计
TM3S20LF2407A的工作电压是.33v,而设计中用到的晶体振荡器、光耦隔离器件6N137、CAN驱动器均为SV供电,因此以TMS320LF2407A为核心所构成的应用系统是一个混合电压系统,需要对电压进行转换.系统中采用TI公司的甘57333Q电压转换芯片为DSP转换.33V电压。
3.4 外扩存储电路设计
TMs320LF2407片内带有4K程序/数据RAM,32KFLASH程序存储器,芯片自带的数据和程序存储器己经满足了本监控系统的要求,所以在实际应用中硬件设计时不用扩展数据和程序存储器。但是作为初期的电路设计,为了方便在线调试,设计了一片64K静态随机读写存储器,在线调试时供程序、数据共同使用。
3.5 信号调理电路设计
从传感器传来的信号均为电压或电流信号,在本智能结点上,设计了放大电路及滤波电路,对初始信号进行放大处理和滤波处理。为了保证测量的精度,对于精度要求较高的信号采用仪用放大器AD6523来进行放大。而对于精度要求不高的信号,则采用价格低廉的LM324来进行放大处理。
AD623可工作于单电源方式下,此时AD623的供电电压范围为3V-12V;DS623也可以工作在双电源方式下,此时的电压范围为±5V到±6V。在本智能结点中,电源电路只提供3.3V和5V的电压,且DSP的工作电压为3.3V,所以采用单电源方式。为了去藕,在靠电源脚处加了10μf的电容。
4 测控仪的软件设计
智能结点的软件包括系统的初始化模块、数据采集模块、数据处理模块和系统的传输模块。初始化模块完成以下工作:根据芯片本身的功能和特征,所用的寄存器清零,程序FLASH区和数据RAM区初始化,中断口设置等为主程序运行准备工作;还要检查和保护系统电源,利用本身自带的看门狗（WATCHDOG）监视DSP芯片的各资源的硬件运行情况。在DSP芯片能正常运行后,进入数据采集软件的主程序运行。使用默认配置参数分配数据采集卡系统的通道资源、存储器资源和总线占用资源.数据采集模块以EMA中断（事件管理中断）中的定时器软中断启动LS7266R1采集一帧数据;与其同时,数据处理模块对已采集完前一帧各通道数据做处理。数据的传输是通过CAN总线来完成的,所以数据传输模块必须完成CAN总线通信功能。在下面的两节里,将根据TMS320LF2407的特点详细介绍数据采集、处理和传输模块的设计。
