汽车行驶姿态参数采集系统设计方案解析

基于DSP与LabVIEW的汽车行驶姿态参数采集系统设计
　　2011-03-31 09:51:03 来源：电子技术应用
　　分享到：标签：实时数据采集 LabVIEW 行驶姿态
　　随着现代科学技术的发展，人们更加注重汽车驾驶的安全问题，不断将各种先进技术应用到汽车上，以提高汽车的安全性，如防抱死制动系统，ESP（电子稳定性控制）系统。汽车行驶姿态参数采集作为汽车安全系统动力学研究的基础，对其有重要影响。本设计通过ADIS16355传感器及DSP TMS320F2812构成数据采集系统，采集汽车在行驶过程中纵向加速度、侧向加速度以及Z轴角速度，并通过串口传送到上位机，以LabVIEW作为软件平台对采集数据进行处理及分析。
　　ADIS16355是ADI公司生产的一款数字输出、6自由度微惯性测量系统。其通过SPI（Serial Peripheral Interface）串行接口输出X、Y、Z三轴方向的角速度及加速度，核心传感器测量部件采用iMEMS？誖运动信号处理技术，测量精度高。DSP作为运算、控制处理器以其高速、高精度的性能广泛应用于数据采集系统领域。本系统采用的TMS320F2812芯片的CPU是32位的定点内核，包含SPI串行外设，很简便地建立了与ADIS16355的硬件电路。另外上位机采用NI公司开发的LabVIEW虚拟仪器平台，其采用强大的图形化编程（G语言）语言，面向测试工程师而非专业程序员，编程非常简便，研发周期短，人机交互界面直观友好［1］，具有各种常用的总线节点和丰富的软件包及驱动程序，能简捷地实现DSP与PC机之间的串口通信；同时LabVIEW还具有强大的数据处理及分析功能，能对采集的数据进行处理和分析。
　　1 系统硬件设计
　　系统硬件框图如图1所示，硬件电路的主要芯片包括TMS320F2812、ADIS16355、MAX2323。
　　
　　1.1 TMS320F2812与ADIS16355硬件接口模块
　　TMS320F2812是TI公司研发的高性能、多功能、高性价比的DSP芯片。该芯片最高可在主频150 MHz下工作，带有18 K×16 bit 零等待周期片上ARAM和128 K×16 bit片上Flash（存取时间36 ns），片内集成了大量的外设，包括双通道串行通信接口SCIA/SCIB、串行外设接口SPI、看门狗定时器Watchdog、通用输入/输出引脚GPIO等［2］。TMS320F2812作为本数据采集系统的控制核心，直接控制ADIS16355的工作状态及数据采集，并将ADIS16355数据通过串口传入PC机进行处理。
　　TMS320F2812与传感器通过SPI接口进行通信，其电路如图2所示。SPI是一个可编程的高速同步串行输入/输出接口，提供了一个高速同步串行总线，可用于CPU与外围设备或其他控制器之间的通信。该接口提供了四个外部引脚：串行时钟引脚（SPISCLK）、主设备输入/从机输出引脚（SPISOMI）、从输入/主输出引脚（SPISIMO）及从发送使能引脚（SPISTE）［2］，可根据需要使用其中的2～4条信号线。SPI以主从方式工作， SPISCLK串行时钟由主设备控制，从设备不能控制该信号。在主设备的时钟脉冲下，数据从高位到低位依次传输，速率可达到几兆至几十兆位每秒。