一种基于DSP的暂态电流波形记录与调用系统技术方案

本发明专利技术公开了一种基于DSP的暂态电流波形记录与调用系统，包括电流传感器、信号调理电路、DSP处理器、复位电路、电平转换电路、外部存储器、时钟模块、电源模块和显示模块；所述DSP处理器集成了ADC模块、JTAG模块和GPIO模块；所述电流传感器与信号调理电路连接；所述信号调理电路通过ADC模块与DSP处理器连接；所述DSP处理器分别与电源模块、时钟模块和复位电路连接；所述DSP处理器的JTAG模块通过仿真器与计算机连接；所述DSP处理器的GPIO模块通过电平转换电路与显示模块连接；所述DSP处理器与外部存储器连接。本发明专利技术能够精确地测量毫安级别的电流信号，对持续时间为毫秒甚至微秒的信号也能够捕捉。

【技术实现步骤摘要】
一种基于DSP的暂态电流波形记录与调用系统
本专利技术属于电子设计领域，具体为一种基于DSP的暂态电流波形记录与调用系统。
技术介绍
在电路暂态过程中，有时会出现非周期性的暂态电流，其波形变化很快，持续时间非常短。整个暂态过程在几毫秒甚至几微秒内完成，电流大小为毫安级，用模拟示波器观察暂态电流信号波形时，由于不能进行周期重复扫描显示而无法得到稳定清晰的波形，也无法获得暂态过程中的时间常数、峰值、峰值时间等参数。在科研过程中，大多采用数字存储示波器存储暂态电流波形，并通过计算机的后期处理得到波形的参数。由于使用成本高，操作起来比较复杂，使得其在许多场合的应用受到限制。
技术实现思路
针对现有技术的不足，本专利技术拟解决的技术问题是，提供一种基于DSP的暂态电流波形记录与调用系统。本专利技术解决所述技术问题的技术方案是，提供一种基于DSP的暂态电流波形记录与调用系统，其特征在于该系统包括电流传感器、信号调理电路、DSP处理器、复位电路、电平转换电路、外部存储器、时钟模块、电源模块和显示模块；所述DSP处理器集成了ADC模块、JTAG模块和GPIO模块；所述电流传感器与信号调理电路连接；所述信号调理电路通过ADC模块与DSP处理器连接；所述DSP处理器分别与电源模块、时钟模块和复位电路连接；所述DSP处理器的JTAG模块通过仿真器与计算机连接；所述DSP处理器的GPIO模块通过电平转换电路与显示模块连接；所述DSP处理器与外部存储器连接。与现有技术相比，本专利技术有益效果在于：1、本专利技术能够精确地测量毫安级别的电流信号，对持续时间为毫秒甚至微秒的信号也能够捕捉，数据通过DSP处理器能够完成对暂态电流信号的采集并将其储存至外部存储器中，待采样结束后，调用外部存储器中的采样数据，对其进行滤波、运算等处理来得到暂态电流值和波形参数，并通过显示模块显示出来。通过CCS4.1软件，在计算机上可以对外部存储器中的数据进行绘图来观察电流波形。此外，本专利技术不仅可以测直流信号，还可以测交流信号，具有比较广泛的适用性。2、本专利技术所选N2782B型电流传感器噪声较低、频率响应平坦、插入损耗低，对负载特性不会产生影响，其内置DEMAG功能可消除因通断电源开关或输入过多电流在磁芯中所生成的残余磁性。3、本专利技术的滤波方式由MATLAB辅助DSP实现，除了可避免模拟滤波器固有的电压漂移、温度漂移和噪声等问题外，还能满足滤波器对幅度和相位的严格要求。4、显示模块选用ST7920芯片驱动控制的12864液晶显示器，与同类液晶显示模块比较，程序和电路结构相对简洁，价格相对较低。5、DSP处理器作为系统核心，其数据处理能力强、存储容量大、可靠性高、稳定性好。附图说明图1为本专利技术基于DSP的暂态电流波形记录与调用系统一种实施例的系统整体结构示意框图。图2为本专利技术基于DSP的暂态电流波形记录与调用系统一种实施例的信号调理电路原理图。图3为本专利技术基于DSP的暂态电流波形记录与调用系统一种实施例的JTAG模块原理图。图4为本专利技术基于DSP的暂态电流波形记录与调用系统一种实施例的复位电路原理图。图5为本专利技术基于DSP的暂态电流波形记录与调用系统一种实施例的电平转换电路的第一74LVC4245芯片原理图。图6为本专利技术基于DSP的暂态电流波形记录与调用系统一种实施例的电平转换电路的第二74LVC4245芯片原理图。图7为本专利技术基于DSP的暂态电流波形记录与调用系统一种实施例的外部存储器原理图。图8为本专利技术基于DSP的暂态电流波形记录与调用系统一种实施例的显示模块的接口电路原理图。具体实施方式下面给出本专利技术的具体实施例。具体实施例仅用于进一步详细说明本专利技术，不限制本申请权利要求的保护范围。本专利技术提供了一种基于DSP的暂态电流波形记录与调用系统(简称系统，参见图1-8)，其特征在于该系统包括电流传感器1、信号调理电路2、DSP处理器3、复位电路4、电平转换电路5、外部存储器6、时钟模块7、电源模块8和显示模块9；所述DSP处理器3集成了ADC模块、JTAG模块和GPIO模块；所述电流传感器1与信号调理电路2连接；所述信号调理电路2通过ADC模块与DSP处理器3连接；所述DSP处理器3分别与电源模块8、时钟模块7和复位电路4连接；所述DSP处理器3的JTAG模块通过仿真器与计算机连接，计算机通过仿真软件CCS4.1能够访问DSP处理器3的所有资源，完成在线仿真和调试；所述DSP处理器3的GPIO模块通过电平转换电路5与显示模块9连接；显示模块9的高电平为5V，DSP处理器3的高电平为3.3V，需要在DSP处理器3和显示模块9之间加设电平转换电路5才能将二者连接；所述DSP处理器3与外部存储器6连接，将采集和处理后的数据存储在外部存储器6中。所述电流传感器1的型号为N2782B；所述仿真器的型号是索思达电子的XDS510PLUS。所述信号调理电路2(参见图2)为基于四运放集成芯片TLC2274的小信号放大电路，实现了对电压信号的100倍放大并进行1.5V电压抬升的功能；输出电压信号Vo与输入电压信号Vi之间的关系为：Vo＝100Vi+1.5；在电路输出端接入了开关二极管BAV99，对输出电压幅值进行限幅，起保护作用。所述信号调理电路2的电路构成是：电阻R1的引脚1接电流传感器1的输入电压信号；电阻R1的引脚2接R3的引脚2和TLC2274芯片的引脚3；电阻R3的引脚1接1.5V电压；TCL2274芯片的引脚4接3.3V电压；电阻R2的引脚1接TCL2274芯片的引脚2和R4的引脚1；电阻R2的引脚2接TCL2274芯片的引脚1和电阻R5的引脚1；电阻R4的引脚2接地；电阻R5的引脚2接电容C3的引脚1和开关二极管BAV99的引脚3；电容C1的引脚2接地；开关二极管BAV99的引脚1接地；开关二极管BAV99的引脚2接3V电压。所述DSP处理器3为TMS320F28335型DSP芯片；所述JTAG模块的电路构成是(参见图3)：引脚1为选择测试模式；引脚2为测试复位端；引脚3为测试数据输入端；引脚5接电源；引脚7为测试数据输出端；引脚9和引脚11为测试时钟输入端；引脚13和引脚14为仿真器的两个中断输入端；引脚4、引脚6、引脚8、引脚10和引脚12接地。所述复位电路4采用SP708S芯片；DSP处理器3为低电平复位，当系统上电时，芯片SP708S通过引脚7产生一个200ms的低电平脉冲，使DSP处理器3完成复位；在DSP处理器3工作过程中，也可以通过按键S1进行手动复位。复位电路4的电路构成是(参见图4)：SP708S芯片引脚1为手动复位；SP708S芯片引脚2接电容C2的引脚1和电源；电容C2的引脚2接地；SP708S芯片引脚7接DSP处理器3的复位引脚；SP708S芯片引脚3、引脚4和引脚5接地；SP708S芯片引脚6和引脚8空置。所述电平转换电路5的芯片采用74LVC4245(参见图5和图6)：通过74LVC4245芯片来完成电平转换功能，实现DSP处理器3对显示模块9的读写控制进而显示数据；对12864液晶模块的读写操作需8个数据引脚和3个控制引脚，而一片74LVC4245可最多对8路信号进行转换，故需要使用两片74LVC4245芯片；第一74LVC4245芯片的引脚本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于DSP的暂态电流波形记录与调用系统，其特征在于该系统包括电流传感器、信号调理电路、DSP处理器、复位电路、电平转换电路、外部存储器、时钟模块、电源模块和显示模块；所述DSP处理器集成了ADC模块、JTAG模块和GPIO模块；所述电流传感器与信号调理电路连接；所述信号调理电路通过ADC模块与DSP处理器连接；所述DSP处理器分别与电源模块、时钟模块和复位电路连接；所述DSP处理器的JTAG模块通过仿真器与计算机连接；所述DSP处理器的GPIO模块通过电平转换电路与显示模块连接；所述DSP处理器与外部存储器连接。

【技术特征摘要】
1.一种基于DSP的暂态电流波形记录与调用系统，其特征在于该系统包括电流传感器、信号调理电路、DSP处理器、复位电路、电平转换电路、外部存储器、时钟模块、电源模块和显示模块；所述DSP处理器集成了ADC模块、JTAG模块和GPIO模块；所述电流传感器与信号调理电路连接；所述信号调理电路通过ADC模块与DSP处理器连接；所述DSP处理器分别与电源模块、时钟模块和复位电路连接；所述DSP处理器的JTAG模块通过仿真器与计算机连接；所述DSP处理器的GPIO模块通过电平转换电路与显示模块连接；所述DSP处理器与外部存储器连接。2.根据权利要求1所述的基于DSP的暂态电流波形记录与调用系统，其特征在于所述电流传感器的型号为N2782B；所述仿真器的型号是索思达电子的XDS510PLUS。3.根据权利要求1所述的基于DSP的暂态电流波形记录与调用系统，其特征在于所述信号调理电路为基于四运放集成芯片TLC2274的小信号放大电路；所述信号调理电路的电路构成是：电阻R1的引脚1接电流传感器1的输入电压信号；电阻R1的引脚2接R3的引脚2和TLC2274芯片的引脚3；电阻R3的引脚1接1.5V电压；TCL2274芯片的引脚4接3.3V电压；电阻R2的引脚1接TCL2274芯片的引脚2和R4的引脚1；电阻R2的引脚2接TCL2274芯片的引脚1和电阻R5的引脚1；电阻R4的引脚2接地；电阻R5的引脚2接电容C3的引脚1和开关二极管BAV99的引脚3；电容C1的引脚2接地；开关二极管BAV99的引脚1接地；开关二极管BAV99的引脚2接3V电压。4.根据权利要求1所述的基于DSP的暂态电流波形记录与调用系统，其特征在于所述DSP处理器为TMS320F28335型DSP芯片。5.根据权利要求1所述的基于DSP的暂态电流波形记录与调用系统，其特征在于所述JTAG模块的电路构成是：引脚1为选择测试模式；引脚2为测试复位端；引脚3为测试数据输入端；引脚5接电源；引脚7为测试数据输出端；引脚9和引脚11为测试时钟输入端；引脚13和引脚14为仿真器的两个中断输入端；引脚4、引脚6、引脚8、引脚10和引脚12接地。6.根据权利要求1所述的基于DSP的暂态电流波形记录与调用系统，其特征在于所述复位电路采用SP708S芯片；复位电路的电路构成是：SP708S芯片引脚1为手动复位；SP708S芯片引脚2接电容C2的引脚1和电源；电容C2的引脚2接地；SP708S芯片引脚7接DSP处理器3的复位引脚；SP708S芯片引脚3、引脚4和引脚5接地；SP708S芯片引脚6和引脚8空置。7.根据权利要求1所述的基于DSP的暂态电流波形记录与调用系统，其特征...

【专利技术属性】
技术研发人员：汪友华，李发展，
申请(专利权)人：河北工业大学，
类型：发明
国别省市：天津,12