基于DSP和USB技术的数据采集与处理系统

与可访问辅助设备的数据交换。通过一个由主机分配的令牌协议，辅助设备共享USB的带宽。一个完整的USB系统是由USB主机、集线器、连接电缆和USB外设组成。本文研究的给水泵运行状态监测仪属于USB外设。

本文选用的USB通信芯片是PDIUSBD12。它是一款性价比很高的器件，通常用在基于MCU的系统中，能够通过高速通用并行接口与微控制器通信，同时也支持本地的DMA传输。PDIUSBD12与TMS320F240的接口电路如图3所示。

PDIUSBD12和其他常见的接口芯片一样，也是通过向芯片写入控制字来操作的。首先向芯片写入一个字节的命令字，通知芯片按一定的方式处理下面的数据，然后对芯片读写一个或多个字节的数据，这些数据包括的内容可能是地址、数据以及一些设置位。

4 系统软件设计

本系统采用C和汇编混合编程，主程序框架采用C语言编制，关键算法(如FIR、FFT等)用汇编语言实现。
给水泵运行状态监测仪的主要任务是:完成过程量与机械量的采集，滤波，对机械量进行谱分析，将所采集的数据和分析结果上传给PC机，同时，就地简单显示给水泵的运行状态信息等。

我们把系统设计成前后台系统，也可称作为超循环系统。应用程序是一个无限的循环，循环中调用相应的函数来完成相应的操作，这部分可以看成后台行为。中断服务程序处理异步事件，这部分可以看成前台行为。后台也可以叫做任务级，前台也叫中断级。时间相关性很强的关键操作一定是靠中断程序保证的。

后台程序完成的功能包括:过程量的采集和滤波，轴振采样周期的确定，并根据采样周期初始化定时器0，FFT变换，将采集的数据和分析后的数据放在发送缓冲区，将待显示的信息写入显示缓冲区，对PC机传下来的命令和数据信息做相应处理。后台程序的流程图如图4所示。

前台程序主要包括3个定时中断和键盘中断服务子程序。定时器0中断，主要用于机械量数据采集和抗混叠滤波;定时器1中断，为RS232串行通信提供发送节拍;定时器2中断，为显示器的刷新提供时钟节拍;键盘中断，完成键盘的扫描和获取键值。以定时器0中断子程序的程序流程图如图5所示。

5 结束语

本文虽以给水泵为例，但并不局限于给水泵，更换信号调理板，对于其他转子机械的运行状态监测同样适用。本系统也可以作为数据采集与处理的一个通用平台，具有广阔的应用前景。