基于DSP與FPGA的藍牙數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)設計
數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)廣泛地應用于工業(yè)、國防、圖像處理、信號檢測等領域。DSP處理器是一種高速的數(shù)字信號處理器,藍牙技術作為一種低成本、低功耗、近距離的無線通信技術,已廣泛應用于許多行業(yè)和領域[1]。本設計采用了DSP與FPGA協(xié)同控制處理,并用藍牙傳輸代替有線電纜傳輸,有效地解決了DSP和FPGA單獨處理的不足與有線電纜傳輸?shù)谋锥?,大大提高了?shù)據(jù)采集處理能力,拓寬了系統(tǒng)在環(huán)境較為惡劣或特殊場所的應用。
1 系統(tǒng)硬件設計
1.1系統(tǒng)總體設計
基于DSP與FPGA的藍牙數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)由下位機和上位機兩部分組成。其中下位機主要由前端傳感器、信號調理電路、ADC模數(shù)轉換電路、DSP與FPGA協(xié)同處理模塊以及藍牙模塊組成,主要完成前端數(shù)據(jù)的采集、轉換、處理等功能,并將處理后的數(shù)據(jù)傳輸給上位機;上位機主要由USB藍牙適配器和PC機組成,完成數(shù)據(jù)的顯示、監(jiān)控、存儲等功能,并向下位機發(fā)送命令。該系統(tǒng)主要實現(xiàn)現(xiàn)場數(shù)據(jù)高精度、高速度、多通道實時采集,利用藍牙的無線傳輸特性實現(xiàn)數(shù)據(jù)的無線傳輸。系統(tǒng)硬件框圖如圖1所示。
本系統(tǒng)中,DSP與FPGA協(xié)同控制處理是系統(tǒng)的核心部分,通過動作指令控制前端調理模塊進行數(shù)據(jù)采集,同時將采集到的數(shù)據(jù)經DSP和FPGA協(xié)同處理,后由藍牙模塊將數(shù)據(jù)傳輸給上位機,由上位機完成后續(xù)的相應處理工作。
1.2 前端調理模塊
前端調理電路主要包括傳感器、信號調理電路、ADC模數(shù)轉換模塊。
信號調理電路包括模擬信號調理電路和數(shù)字信號調理電路。其模擬信號調理主要實現(xiàn)對模擬信號的緩沖、放大、衰減、隔離、濾波以及線性化等處理,以獲得ADC所需要的歸一化信號;數(shù)字信號調理主要完成對數(shù)字信號的整形、分頻、隔離、緩沖等處理,以便與FPGA模塊相連。
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