基于DSP与FPGA的蓝牙数据采集系统设计

MS320F1812主要功能:控制FPGA及数据的读取,通过向FPGA发送复位信号、控制信号以及读指令，使FPGA从SDRAM中读取存储的数据，并将数据传输给TMS320F1812；完成输入数据的计算、打包等处理，与蓝牙模块连接。

1.4 蓝牙模块

蓝牙模块设计可选用CSR公司的BlueCore2-External单芯片蓝牙模块。该模块核心工作电压为1.8 V，输入输出口的工作电压为3.3 V,符合蓝牙规范V1.1和V1.2，集成有射频收发、基带控制和管理以及蓝牙主控制器接口协议HCI，具有SPI、UART、USB、PIO、PCM接口。BlueCore2-External支持8 MB的外部Flash和ROM，可实现100 m内的通信[1]。其结构框图如图3所示。

本系统设计中，上位机通过USB蓝牙适配器，将控制、动作指令发送给下位机，BlueCore2-External模块接收指令经DSP处理后传给其他功能模块，完成前端数据采集处理；下位机接收上位机命令，执行相应命令，并通过BlueCore2-External模块将采集处理后的数据无线传输给上位机，完成数据的显示、监控、存储等。

2 系统软件实现

本采集系统软件设计主要包括数据采集和蓝牙传输。其中，由于采用蓝牙接口模块和USB蓝牙适配器，这部分协议已经固化在模块中。因此，用户只需要在DSP和FPGA中编写数据采集、处理和收发程序。系统软件流程图如图4所示。

DSP和FPGA编程的主要任务是初始化、逻辑控制、前端数据采集和数据的处理传输。系统上电复位后，首先完成系统的初始化，包括FPGA、TMS320F1812和蓝牙模块的初始化；然后等待上位机蓝牙适配器发送的控制指令，通过下位机的蓝牙模块完成与上位机的连接、数据传输、断开连接等操作。在DSP收到上位机的控制信息后，选择相应的处理算法，向FPGA发出动作指令，同时FPGA发出采集参数指令，控制A/D转换器完成数据的采集，并将ADS8364输出数据进行预处理后存入SDRAM中。当上位机通过蓝牙提出读取数据指令时，DSP向FPGA发出读指令，FPGA从SDRAM中读取数据并发送给DSP，由DSP完成数据的计算，打包等处理，最后通过蓝牙发送给上位机。

基于DSP与FPGA的蓝牙数据采集系统，可以同时具备DSP与FPGA的优势，支持更高的计算处理能力。其良好的重构方案，可以很好地完成多路信号、大量信号的实时、快速、精确的采集，适用于恶劣复杂的环境，且开发成本低，具有较高的使用价值[4],有很好的应用前景。

参考文献
[1] 钱志鸿,杨帆. 蓝牙技术原理、开发与应用 [M].北京: 北京航空航天大学出版社,2006.
[2] TI公司. ADS8364数据手册[Z]. 2002.
[3] 苏奎峰. TMS320F2812原理与开发[M].北京:电子工业出版社,2005.
[4] 华清远见嵌入式培训中心. FPGA应用开发入门与典型实例[M]. 北京:人民邮电出版社,2008.