[发明专利]一种高精度AD同步采集系统

说明书

本发明设计一种高精度AD同步采集系统，包括三个AD7734芯片、CPLD芯片和TMS320VC33芯片；所述三个AD7734芯片同步采集三路加速度模拟信号，并将转换完成的数据通过SPI串口输出给TMS320VC33芯片；所述CPLD芯片用于进行AD7734的模数转换触发、AD7734的片选以及系统中断。本发明按系统设计的加速度模拟信号采集系统采样精度和三轴加速度数据同步性显著提升，以满足惯性导航及姿态控制系统数据解算精度。该方法工程实用性强，在惯导、航姿系统设计领域具有一定的指导意义。

技术领域

本发明属于惯导、航姿设计领域，特别涉及一种高精度AD同步采集系统。

背景技术

在惯导、航姿系统中，为实现加速度模拟信号的高精度采样，使用24位高精度AD转换器AD7734来完成加速度信号的模数转换。由于AD7734芯片的数据通讯串口为SPI串口，国内使用较多的方法是采用TMS320LF2407型DSP处理器来实现与AD7734的通讯。但由于TMS320LF2407运行速度及浮点处理效率低等缺点难以适应目前高速、高精度系统的要求。

此外对于惯导、航姿系统，其对敏感载体三轴加速度信号的同步性有很高的要求，目前在使用AD7734来完成加速度信号的模数转换过程中，只是利用AD7734芯片的RDY引脚信号来判断A/D芯片是否完成模数转换，进而采集加速度数据，这将难以保证三轴加速度信号的同步性。

发明内容

为满足武器装备的更新换代需求，解决现有处理器运行速度低、浮点处理效率低等缺点的问题，以及使用高精度A/D转换器AD7734进行加速度信号模数转换未实现三轴同步采集的问题。在现有惯导、航姿系统的设计基础上，使用TMS320VC33作为主处理器，改进惯导、航姿系统产品的硬件架构，完善加速度信号高精度同步采集航姿，以满足惯导、航姿系统产品对于加速度信号的高精度以及三轴同步性的要求。

本发明的技术方案是：一种高精度AD同步采集系统，包括三个AD7734芯片、CPLD芯片和TMS320VC33芯片；

所述三个AD7734芯片同步采集三路加速度模拟信号，并将转换完成的数据通过SPI串口输出给TMS320VC33芯片；

所述CPLD芯片用于进行AD7734的模数转换触发、AD7734的片选以及系统中断。

进一步的，所述AD7734芯片上的引脚包括：片选信号引脚CS、同步转换信号引脚SYNC、SPI时钟引脚SCLK、控制输入信号引脚DIN、转换数据输出信号DOUT；三个AD7734芯片共用一个主时钟信号MCLK和复位信号RESET；AD_CS通过TMS320VC33地址线进行控制，经过CPLD锁存输入AD7734的CS引脚。同步转换信号AD_SYNC由CPLD输出400Hz给AD7734的SYNC引脚，驱动三片AD7734进行数据的同步转换；系统中断信号INT0由CPLD输出400Hz给TMS320VC33的INT0引脚。

进一步的，所述TMS320VC33芯片的CLKX与CLKR引脚与AD7734芯片的SCLK引脚相连接；TMS320VC33的FSX和FSR引脚进行短接，使TMS320VC33发送与接收数据同步；TMS320VC33的控制信号由DX引脚发送给AD7734，由AD7734的DIN引脚来接收TMS320VC33的控制信号；TMS320VC33的控制信号控制AD7734的模数转换，当AD7734转换过程结束后，AD7734将转换结果通过DOUT引脚发送给TMS320VC33，最后由TMS320VC33的DR引脚接收转换结果。

进一步的，所述TMS320VC33芯片在完成串口寄存器配置后，能够实现与AD7734间的SPI串口数据通讯；需要配置的串行口控制寄存器包括串行口全局控制寄存器0x0003044、发送端口控制寄存器0x333、接收端口控制寄存器0x110、收发定时器控制寄存器0x1CF和收发周期寄存器0x000F000F。

进一步的，所述串行口全局控制寄存器0x0003044配置如下：