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摘 要：随着数字技术的飞速发展，数据采集、数据处理在很多领域得到广泛应用，对大容量的数据存贮提出了更高的要求。该文完成了基于DSP2812数据采集系统的大容量存储单元的设计，利用DSP2812的A/D功能完成数据采集，设计DSP2812与CF卡接口电路，对CF卡进行基本的扇区读写，完成采样数据的大容量存储。
关键词：DSP2812 数据采集 CF卡 大容量存储单元
中图分类号：TP274.2 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2013）04（a）-00-01
1 课题研究的目的及意义
在电力系统中，对数据采集的速度和精度要求越来越高，采样的数据量也越来越大。为了能够实现基于DSP2812的监测系统的独立高效运行，就需要用一个大容量的存储介质专门用于保存A/D采样结果。
但是，DSP本身板载的Flash容量通常不大，SARAM掉电后数据会丢失，并且他们都不能很方便地把数据转移到计算机主机上。
一种便携式、容量大、易操作的存储介质就成为的首选。CF卡全称是Compact Flash Card。CF卡兼容3.3 V和5 V工作电压，工作时没有运动部件，其体积小、容量大，具有很高的性价比。
2 DSP2812系统硬件电路及接口设计
本次设计实现的数据采集系统包括A/D采样和外部扩展两个主要部分，A/D采样通过采样通道可以对外部输入的电压信号进行实时采样，并通过DSP内部控制系统，可以将A/D转换结果保存于外部扩展的CF卡存储器中。
DSP2812有专门的外部扩展接口，可以很方便的实现外部设备的扩展。同时，CF卡采用标准IDE接口，使得硬件接口的设计比较简单。
虽然CF卡的处理速度很高，与DSP比较起来还是比较慢的，所以要在访问的过程中加入延时等待，实现DSP与CF卡的时序匹配，这可以通过软件编程来实现。
DSP2812的扩展接口每个映射空间都可以通过相应寄存器来单独设置读写时序，可以很方便的实现上述时序要求。
A/D采样部分主要实现从外部引入一个电压信号，并不需要进行专门的接口设计。该调理电路的输入为一个模拟信号，即模拟一个电压信号，将要监测的系统电压经电压互感器变换后得到同频率、小幅度的电压信号，然后经低通滤波电路和电压跟随电路得到可以为DSP接收的稳定的电压正弦信号。
该电路输入电压为Uin左右，经过一个低通滤波器和电压抬升电路后，最后输出电压信号为Uout，完全满足DSP2812信号采集的要求。
CF卡电气特性符合ATA/IDE磁盘接口规范，其连接装置与PCMCIA卡相似，只不过CF卡是50引脚，而PCMCIA是68引脚，可以很容易插入无源68引脚TYPEII适配卡，并完全符合PCMCIA电力和机械
规格。
CF卡的操作与标准的IDE接口操作基本类似，转换后即成为标准的IDE接口，其管脚定义如表3-1所示。而且CF卡可以支持5 V和3.3 V电源工作，允许不同系统对硬件和软件的设计要求。数据访问是以512Byte为一个扇区单元进行访问，完全和磁盘接口兼容，可用PC I/O、Memory mapped、IDE等格式进行访问。
DSP通过外部接口与CF卡连接，包括16根数据线、20根地址线、三个片选信号线及读写信号线等。
CF卡在True IDE模式下的接线为16根数据线、三根地址线、两个寄存器选择线及读写信号线等，其他的管脚可以根据实际需要接高电平或接地。
3 DSP2812采集系统软件设计
ADC模块总共有3个16位控制寄存器，要完成模块的功能设置，需要对每一个寄存器中的每一位进行合适的设置。
控制寄存器1为ADC模块的初始化寄存器，对该寄存器进行设置，实现ADC模块的初始化，作为整个ADC模块的基础。
CF卡存储空间的寻址是通过命令寄存器组和控制寄存器组来实现的。命令寄存器组用来给磁盘驱动器发送命令和数据交换，控制寄存器组用来控制磁盘驱动器。
在True IDE方式时，这两组寄存器组通过CS0和CS1信号来区分。CS0选通命令寄存器组，CS1选通控制寄存器组。
下面简要介绍各命令寄存器：数据寄存器（R/W）：这是一个16位数据寄存器，用于对扇区的读写操作。主机通过该寄存器向CF卡控制器写入或从CF卡控制寄存器读出扇区缓冲区的数据；错误寄存器（R）和特性寄存器（W）：错误寄存器反映控制寄存器在诊断方式或操作方式下的错误原因，特性寄存器一般不使用。
错误寄存器只用于读，而特性寄存器只用于写；主程序为软件核心，实现A/D采样、CF卡读写的主要功能。
其中A/D采样主要通过EVA中定时器1的周期中断来启动，首先将采样结果存入RAM中，当RAM中存入的数据到达一定量时，设标志位进行CF卡写操作，即将RAM中数据写入CF卡中，每次至少写一个扇区512字节。写完成后标志清零并返回主程序，继续执行A/D采样。这样循环来实现CF卡在数据采集系统中的大容量存储功能。
4 实验结果及分析
本次设计是针对A/D采样过程及其结果的存储来实现的数据采集和大容量存储单元的研究。通过最后的不断实验分析，得到实验结果如下。DSP内部设置A/D采样频率为5.74 kHz，每秒钟采样5740个点，满足大部分信号采集系统的需要，实现数据采样的多种环境下的可适性。实验过程中，采用一个通道采样和转换，一个结果寄存器来存放转换结果，在实验室条件下简单易行且具有代表性，这样就比较好分析，采样结果存入外扩的采样结果可以用波形表示，该波形为A/D采样过来经过简单的模数转换后得到的正弦波形，输入信号波形与采样结果波形相似，实现了A/D模块的实时准确性采样，符合设计需要，能够为后续的数据处理和分析做好充分的准备，同时也实现了大容量的数据存储。通过以上的设计试验结果分析可知，本次设计完成了DSP2812的A/D采样并进行简单的模数转换，并最后将结果存入外扩存储器中，实现大容量数据存储。
参考文献
[1] 林世隆.电网电气设备在线监测综合平台数据采集系统的设计[J].电力与电工，2009（2）：20-23.
关键词：DSP2812 数据采集 CF卡 大容量存储单元
中图分类号：TP274.2 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2013）04（a）-00-01
1 课题研究的目的及意义
在电力系统中，对数据采集的速度和精度要求越来越高，采样的数据量也越来越大。为了能够实现基于DSP2812的监测系统的独立高效运行，就需要用一个大容量的存储介质专门用于保存A/D采样结果。
但是，DSP本身板载的Flash容量通常不大，SARAM掉电后数据会丢失，并且他们都不能很方便地把数据转移到计算机主机上。
一种便携式、容量大、易操作的存储介质就成为的首选。CF卡全称是Compact Flash Card。CF卡兼容3.3 V和5 V工作电压，工作时没有运动部件，其体积小、容量大，具有很高的性价比。
2 DSP2812系统硬件电路及接口设计
本次设计实现的数据采集系统包括A/D采样和外部扩展两个主要部分，A/D采样通过采样通道可以对外部输入的电压信号进行实时采样，并通过DSP内部控制系统，可以将A/D转换结果保存于外部扩展的CF卡存储器中。
DSP2812有专门的外部扩展接口，可以很方便的实现外部设备的扩展。同时，CF卡采用标准IDE接口，使得硬件接口的设计比较简单。
虽然CF卡的处理速度很高，与DSP比较起来还是比较慢的，所以要在访问的过程中加入延时等待，实现DSP与CF卡的时序匹配，这可以通过软件编程来实现。
DSP2812的扩展接口每个映射空间都可以通过相应寄存器来单独设置读写时序，可以很方便的实现上述时序要求。
A/D采样部分主要实现从外部引入一个电压信号，并不需要进行专门的接口设计。该调理电路的输入为一个模拟信号，即模拟一个电压信号，将要监测的系统电压经电压互感器变换后得到同频率、小幅度的电压信号，然后经低通滤波电路和电压跟随电路得到可以为DSP接收的稳定的电压正弦信号。
该电路输入电压为Uin左右，经过一个低通滤波器和电压抬升电路后，最后输出电压信号为Uout，完全满足DSP2812信号采集的要求。
CF卡电气特性符合ATA/IDE磁盘接口规范，其连接装置与PCMCIA卡相似，只不过CF卡是50引脚，而PCMCIA是68引脚，可以很容易插入无源68引脚TYPEII适配卡，并完全符合PCMCIA电力和机械
规格。
CF卡的操作与标准的IDE接口操作基本类似，转换后即成为标准的IDE接口，其管脚定义如表3-1所示。而且CF卡可以支持5 V和3.3 V电源工作，允许不同系统对硬件和软件的设计要求。数据访问是以512Byte为一个扇区单元进行访问，完全和磁盘接口兼容，可用PC I/O、Memory mapped、IDE等格式进行访问。
DSP通过外部接口与CF卡连接，包括16根数据线、20根地址线、三个片选信号线及读写信号线等。
CF卡在True IDE模式下的接线为16根数据线、三根地址线、两个寄存器选择线及读写信号线等，其他的管脚可以根据实际需要接高电平或接地。
3 DSP2812采集系统软件设计
ADC模块总共有3个16位控制寄存器，要完成模块的功能设置，需要对每一个寄存器中的每一位进行合适的设置。
控制寄存器1为ADC模块的初始化寄存器，对该寄存器进行设置，实现ADC模块的初始化，作为整个ADC模块的基础。
CF卡存储空间的寻址是通过命令寄存器组和控制寄存器组来实现的。命令寄存器组用来给磁盘驱动器发送命令和数据交换，控制寄存器组用来控制磁盘驱动器。
在True IDE方式时，这两组寄存器组通过CS0和CS1信号来区分。CS0选通命令寄存器组，CS1选通控制寄存器组。
下面简要介绍各命令寄存器：数据寄存器（R/W）：这是一个16位数据寄存器，用于对扇区的读写操作。主机通过该寄存器向CF卡控制器写入或从CF卡控制寄存器读出扇区缓冲区的数据；错误寄存器（R）和特性寄存器（W）：错误寄存器反映控制寄存器在诊断方式或操作方式下的错误原因，特性寄存器一般不使用。
错误寄存器只用于读，而特性寄存器只用于写；主程序为软件核心，实现A/D采样、CF卡读写的主要功能。
其中A/D采样主要通过EVA中定时器1的周期中断来启动，首先将采样结果存入RAM中，当RAM中存入的数据到达一定量时，设标志位进行CF卡写操作，即将RAM中数据写入CF卡中，每次至少写一个扇区512字节。写完成后标志清零并返回主程序，继续执行A/D采样。这样循环来实现CF卡在数据采集系统中的大容量存储功能。
4 实验结果及分析
本次设计是针对A/D采样过程及其结果的存储来实现的数据采集和大容量存储单元的研究。通过最后的不断实验分析，得到实验结果如下。DSP内部设置A/D采样频率为5.74 kHz，每秒钟采样5740个点，满足大部分信号采集系统的需要，实现数据采样的多种环境下的可适性。实验过程中，采用一个通道采样和转换，一个结果寄存器来存放转换结果，在实验室条件下简单易行且具有代表性，这样就比较好分析，采样结果存入外扩的采样结果可以用波形表示，该波形为A/D采样过来经过简单的模数转换后得到的正弦波形，输入信号波形与采样结果波形相似，实现了A/D模块的实时准确性采样，符合设计需要，能够为后续的数据处理和分析做好充分的准备，同时也实现了大容量的数据存储。通过以上的设计试验结果分析可知，本次设计完成了DSP2812的A/D采样并进行简单的模数转换，并最后将结果存入外扩存储器中，实现大容量数据存储。
参考文献
[1] 林世隆.电网电气设备在线监测综合平台数据采集系统的设计[J].电力与电工，2009（2）：20-23.