一種虛擬儀器實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型揭示了一種虛擬儀器實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，所述的虛擬儀器實(shí)驗(yàn)裝置設(shè)有第一DSP模塊和第二DSP模塊，所述的第一DSP模塊和第二DSP模塊之間通過(guò)外擴(kuò)雙口RAM芯片進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，所述的第一DSP模塊的A/D轉(zhuǎn)換器接口連接信號(hào)調(diào)理模塊，所述的信號(hào)調(diào)理模塊設(shè)有4路模擬輸入端，所述的第二DSP模塊的SPI端口設(shè)有USB接口模塊，所述的第一DSP模塊和第二DSP模塊均通過(guò)SCI端口連接異步串行接口，且均設(shè)有擴(kuò)展存儲(chǔ)器。本實(shí)用新型解決傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)設(shè)備會(huì)受到實(shí)驗(yàn)時(shí)間、地點(diǎn)和實(shí)驗(yàn)裝置數(shù)量不足的限制，其結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理，構(gòu)思巧妙新穎，借助虛擬儀器技術(shù)能夠完成實(shí)驗(yàn)的數(shù)據(jù)采集和分析，可提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)的水平和質(zhì)量。
【專利說(shuō)明】一種虛擬儀器實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及教學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)備，具體涉及一種虛擬儀器實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]數(shù)字信號(hào)處理器(Digital Signal Processor, DSP)是以數(shù)字信號(hào)來(lái)處理信息的器件，其工作原理是將接收到的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)再處理為現(xiàn)實(shí)信號(hào)。
[0003]在實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集中，DSP處理器一直承擔(dān)著相當(dāng)重要的角色，除了完成現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)的預(yù)處理以及輸出外，也能對(duì)現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理。在信息處理系統(tǒng)中對(duì)系統(tǒng)本身精度要求越來(lái)越高，所需處理的數(shù)據(jù)量越來(lái)越大，要求數(shù)據(jù)處理的速度也越來(lái)越高，這對(duì)系統(tǒng)的硬件提出了更高的要求。在通常的數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)中，采用單一 CPU擔(dān)任數(shù)據(jù)采集和處理工作，但在實(shí)時(shí)性要求嚴(yán)格的高速數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)中，單一 CPU常常因?yàn)榇罅康臄?shù)據(jù)輸入/輸出和接口突發(fā)信號(hào)直接影響數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的正常工作。同時(shí)傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)設(shè)備會(huì)受到實(shí)驗(yàn)時(shí)間、地點(diǎn)和實(shí)驗(yàn)裝置數(shù)量不足的限制，給師生帶來(lái)了不便，現(xiàn)有的實(shí)驗(yàn)教學(xué)裝置也不便于所有學(xué)生同時(shí)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作，也不易于教師進(jìn)行教學(xué)操作，另外，實(shí)驗(yàn)教學(xué)裝置占地面積大，實(shí)驗(yàn)經(jīng)費(fèi)高，不利于現(xiàn)代化教學(xué)。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0004]本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問(wèn)題是實(shí)現(xiàn)一種數(shù)據(jù)采集和分析快速可靠，并能夠?qū)崿F(xiàn)被測(cè)信號(hào)的分析和處理的虛擬儀器實(shí)驗(yàn)裝置。
[0005]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案為:一種虛擬儀器實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，所述的虛擬儀器實(shí)驗(yàn)裝置設(shè)有第一 DSP模塊和第二 DSP模塊，所述的第一 DSP模塊和第二 DSP模塊之間通過(guò)外擴(kuò)雙口 RAM芯片進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，所述的第一 DSP模塊的A/D轉(zhuǎn)換器接口連接信號(hào)調(diào)理模塊，所述的信號(hào)調(diào)理模塊設(shè)有4路模擬輸入端，所述的第二 DSP模塊的SPI端口設(shè)有USB接口模塊，所述的第一 DSP模塊和第二 DSP模塊均通過(guò)SCI端口連接異步串行接口，且均設(shè)有擴(kuò)展存儲(chǔ)器。
[0006]所述的虛擬儀器實(shí)驗(yàn)裝置由電源模塊供電。
[0007]所述的電源模塊供電提供五路直流電源穩(wěn)，分別為土 15V、+5V、+3.3V、+1.9V。
[0008]所述的第一 DSP模塊和第二 DSP模塊采用主頻為150MHz的TMS320F28335芯片。
[0009]本實(shí)用新型解決傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)設(shè)備會(huì)受到實(shí)驗(yàn)時(shí)間、地點(diǎn)和實(shí)驗(yàn)裝置數(shù)量不足的限制，其結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理，構(gòu)思巧妙新穎，借助虛擬儀器技術(shù)能夠完成實(shí)驗(yàn)的數(shù)據(jù)采集和分析，可提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)的水平和質(zhì)量。此外基于本實(shí)用新型可以實(shí)現(xiàn)利用計(jì)算機(jī)的超強(qiáng)計(jì)算能力和多種軟件實(shí)現(xiàn)被測(cè)信號(hào)的分析和處理，實(shí)現(xiàn)各種測(cè)試功能。可完全解決了傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中實(shí)驗(yàn)時(shí)間、地點(diǎn)和實(shí)驗(yàn)裝置數(shù)量不足的限制。成本較低，操作方便，易于推廣使用。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0010]下面對(duì)本實(shí)用新型說(shuō)明書(shū)中每幅附圖表達(dá)的內(nèi)容及圖中的標(biāo)記作簡(jiǎn)要說(shuō)明:[0011]圖1是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)框圖；
[0012]圖2是本實(shí)用新型外部擴(kuò)展存儲(chǔ)器接口硬件電路原理圖；
[0013]圖3是本實(shí)用新型信號(hào)調(diào)理電路原理圖。
【具體實(shí)施方式】
[0014]參見(jiàn)圖1可知，虛擬儀器實(shí)驗(yàn)裝置設(shè)有兩個(gè)DSP模塊，DSP芯片采用高性能、低功耗主頻為150MHz的TMS320F28335，分別為第一 DSP模塊和第二 DSP模塊，兩個(gè)模塊均需要擴(kuò)展 256kX16bitRAM、16kX16bit 雙口 RAM、高速 4 路 12bitD/A、l 路 RS-422 異步串行接口，512kX 16bitFLASH、USB接口模塊，4路模擬輸入信號(hào)通過(guò)信號(hào)調(diào)理模塊連接A/D轉(zhuǎn)換器接口。虛擬儀器實(shí)驗(yàn)裝置由電源模塊供電，電源模塊提供五路直流電源:±15V(模擬)、+5V (數(shù)字)、+3.3V (數(shù)字)、+1.9V (數(shù)字)。
[0015]第一 DSP模塊和第二 DSP模塊之間通過(guò)外擴(kuò)雙口 RAM芯片進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，OMHz外部晶振(時(shí)鐘源)。第一 DSP模塊的A/D轉(zhuǎn)換器接口連接信號(hào)調(diào)理模塊，且信號(hào)調(diào)理模塊設(shè)有4路模擬輸入端，電路如圖3所示，使用信號(hào)調(diào)理模塊是由于雙極性模擬輸入信號(hào)不能直接接入DSP模塊A/D輸入引腳，需要經(jīng)過(guò)信號(hào)調(diào)理模塊，將信號(hào)的最大電壓幅值調(diào)整到TMS320F28335-DSP芯片A/D輸入允許的范圍之內(nèi)(O至+3Vp-p)，再輸入到ADC，輸入模擬信號(hào)最大幅值是±15Vp-p，輸入模擬通道反相增益調(diào)節(jié)范圍是-0.1至-10，輸出模擬信號(hào)最大幅值是O至-10V，輸出模擬通道反相增益調(diào)節(jié)范圍是-0.1至-10。
[0016]第一 DSP模塊和第二 DSP模塊均通過(guò)SCI端口連接異步串行接口，且均設(shè)有擴(kuò)展存儲(chǔ)器，如圖2所示。兩個(gè)DSP模塊的SPI端口設(shè)有USB接口模塊，通過(guò)USB接口實(shí)現(xiàn)DSP模塊與PC機(jī)的連接，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)DSP處理器與LabVIEW平臺(tái)的數(shù)據(jù)交互。
[0017]該系統(tǒng)完成實(shí)驗(yàn)操作，是一個(gè)多功能化的數(shù)據(jù)采集虛擬儀器實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)裝置，還可完全解決了傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中實(shí)驗(yàn)時(shí)間，地點(diǎn)和實(shí)驗(yàn)裝置數(shù)量不足的限制。給師生帶來(lái)的不便，現(xiàn)有的實(shí)驗(yàn)教學(xué)裝置也不便于所有學(xué)生同時(shí)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作，也不易于教師進(jìn)行教學(xué)操作。本實(shí)用新型所述的一種雙DSP系統(tǒng)的虛擬儀器實(shí)驗(yàn)裝置設(shè)計(jì)成本較低，操作方便，人機(jī)接口友好，易于推廣使用。
[0018]上面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了示例性描述，顯然本實(shí)用新型具體實(shí)現(xiàn)并不受上述方式的限制，只要采用了本發(fā)明的方法構(gòu)思和技術(shù)方案進(jìn)行的各種非實(shí)質(zhì)性的改進(jìn)，或未經(jīng)改進(jìn)將本發(fā)明的構(gòu)思和技術(shù)方案直接應(yīng)用于其它場(chǎng)合的，均在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種虛擬儀器實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，其特征在于:所述的虛擬儀器實(shí)驗(yàn)裝置設(shè)有第一 DSP模塊和第二 DSP模塊，所述的第一 DSP模塊和第二 DSP模塊之間通過(guò)外擴(kuò)雙口 RAM芯片進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，所述的第一 DSP模塊的A/D轉(zhuǎn)換器接口連接信號(hào)調(diào)理模塊，所述的信號(hào)調(diào)理模塊設(shè)有4路模擬輸入端，所述的第二 DSP模塊的SPI端口設(shè)有USB接口模塊，所述的第一 DSP模塊和第二 DSP模塊均通過(guò)SCI端口連接異步串行接口，且均設(shè)有擴(kuò)展存儲(chǔ)器。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的虛擬儀器實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，其特征在于:所述的虛擬儀器實(shí)驗(yàn)裝置由電源模塊供電。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的虛擬儀器實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，其特征在于:所述的電源模塊供電提供五路直流電源穩(wěn)，分別為± 15V、+5V、+3.3V、+1.9V。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的虛擬儀器實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，其特征在于:所述的第一DSP模塊和第二DSP模塊采用主頻為150MHz的TMS320F28335芯片。
【文檔編號(hào)】G09B23/18GK203644279SQ201320811954
【公開(kāi)日】2014年6月11日 申請(qǐng)日期:2013年12月10日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月10日
【發(fā)明者】周鵬, 劉繼闊, 張明艷, 孟櫻, 曹志峰, 李堅(jiān), 宋娜, 郭旭東, 林園勝, 宛元生, 胡丁亮, 劉伍洋 申請(qǐng)人:安徽工程大學(xué)