如何使用DSP器件實現(xiàn)高精度電表校驗

　　在進(jìn)行常規(guī)電量測量裝置的校驗中，作為校驗裝置，一定要對電壓、電流的幅值、頻率、相位等進(jìn)行高精度測量，在校驗裝置中采用 TI 公司 DSP 器件 TMS320F206 控制 A/D 轉(zhuǎn)換、數(shù)據(jù)采集和數(shù)字濾波處理，并把濾波處理后的數(shù)據(jù)傳送給微機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)的進(jìn)一步處理，實現(xiàn)了高精度電表校驗的要求。

　　測量單元的組成及其功能

　　測量單元是作為系統(tǒng)的高精度標(biāo)準(zhǔn)表，要完成對交 / 直流電壓、電流的多個電量測量，測量的精度小于 0.05 級，測量單元采取插卡式設(shè)計，直接插入 IPC（工業(yè)控制微機(jī)）的 ISA 總線中使用。本單元結(jié)構(gòu)框圖如圖 1 所示。

　　其中：A/D 轉(zhuǎn)換器采用 BB 公司的 ADS7805，這是 16-Bit，轉(zhuǎn)換頻率可達(dá) 100KHz，的高精度轉(zhuǎn)換器，芯片有 28 腳雙排直插式或貼片式封裝，轉(zhuǎn)換結(jié)果 16 位并行輸出，啟動轉(zhuǎn)換和讀取上次轉(zhuǎn)換的結(jié)果可以同時進(jìn)行，用它完成變換后的電壓、電流信號的 A/D 轉(zhuǎn)換;雙口 RAM 采用 CY7133-25，它是一個雙邊均 16 位數(shù)據(jù)位的 2KBRAM，兩邊可以分別對片內(nèi)的存儲單元進(jìn)行存取，在電路中分別受 DSP 和 IPC 的控制，以實現(xiàn) IPC 和 TMS320F206 之間的數(shù)據(jù)交換;過零比較用 LM339，實現(xiàn)對交流 v、I 的過零檢測，用于獲取計算頻率、相位差等數(shù)據(jù)的信號。 DSP 采用的是 TI 公司的 16-bit 定點 DSP TMS320F206，運算速度 40MIPS，是一種低功耗器件，采用了改進(jìn)的哈佛結(jié)構(gòu)，有 1 條程序總線和 3 條數(shù)據(jù)總線，流水線操作，有高度并行 32-bit 算術(shù)邏輯單元、16*16-bit 并行硬件乘法器、片內(nèi)存儲器、片內(nèi)外設(shè)和高度專業(yè)化的指令集，從而使該芯片速度高、操作靈活。片內(nèi)資源還有：內(nèi)部時鐘發(fā)生器，可以對外接時鐘源進(jìn)行 *1、*2、*4 和 /2 來產(chǎn)生 CPU 時鐘;片內(nèi)有 RAM4.5K，F(xiàn)lash32K，能夠適合于許多工程應(yīng)用，特別是 32K Flash 作為程序存儲器，給系統(tǒng)的設(shè)計和程序的調(diào)試帶來很大方便;3 個外部中斷 INT1、INT2、INT;1 個同步串口和一個異步串口;1 個軟件可編程定時器;JTAG 掃描仿真接口（IEEE 標(biāo)準(zhǔn)），用來實現(xiàn)在線仿真測試;具有 4 個獨立可編程 I/O 腳（I/O0、I/O1、I/O2、 I/O3），1 個輸出腳 XF 和 1 個輸入腳 /BIO。由于 DSP 的取指和執(zhí)行能完全重疊運行，再加上多級流水線操作、專用的硬件乘法器、特殊的 DSP 指令和快速的指令周期等結(jié)構(gòu)特點，使得其數(shù)字處理速度大大提高，這也為 DSP 和外部電路和器件的接口提出了一些新的要求和問題，在設(shè)計 DSP 應(yīng)用系統(tǒng)時必須要認(rèn)真考慮。