1 引言
20世纪80年代，由于个人计算机的应用，出现了以个人计算机为基础的卡式仪器(Personal Computer Card Instrument简称PCCI)，也称为个人仪器(Personal Computer)或PC仪器(PCI)，它将传统的独立仪器与个人计算机的软硬件资源融为一体，以较高的性能价格比、较强的灵活性以及菜单式操作的方便性等突出特色进入测量测试领域，使仪器领域掀起了一次改进设计的高潮。随着计算机技术发展和便携式电脑的出现，国内外相继推出了基于笔记本电脑的便携式测试仪器，这是虚拟仪器的新发展，它除了具有卡式仪器的所有功能之外，为野外操作和自动测试提供了很大的方便。
本文设计了一种基于TI公司的DSP 芯片320LF- 2407A的数据采集系统，它可通过串口RS232与便携式PC实现实时通讯，通过开发基于便携式PC机(笔记本电脑)的专用软件系统(基于Lab Windows/CVI 6.0)，可对采得的数据进行实时处理，并以图、表、文字等多种形式给出测量结果，采样和处理得出的数据还可自动存储到文本文件中，便于查询，从而避免了由于意外而造成的实验失败，同时替代了价格昂贵的磁带记录仪和数字处理专用机。
2 数据采集系统设计
2.1 数据采集模块总体设计
数据采集硬件，由TI公司的DSP芯片320LF2407A，通过两个信号调理电路，完成对两个加速度传感器ADXL105传输信号的调理，去掉 ADXL105的输出中由于供电电源带来的低频噪声，DSP2407完成A/D转换之后，通过串口实现与笔记本电脑的数据传输。
数据采集模块的硬件设计包括电源板、控制板设计。其硬件构成框图见图1所示。控制板采用DSP芯片作为系统的主控制器，完成信号采样、数据处理及输出控制与监测等功能，包括时钟电路、复位电路、报警电路、仿真接口电路、信号调理电路、隔离保护电路等外围电路。
图1 控制板硬件结构
DSP芯片通过串口RS-232与上位机便携式PC进行通讯，加速度传感器的信号经过A/D转换之后，通过串口，传输到便携式PC上，通过测试软件，完成对振动信号的各种分析。
DSP2407基本电路主要设计包括时钟电路、复位电路及外扩存储器的设计。DSP2407的时钟频率是决定CPU运行时序和速度的重要性能指标。为了获取较高的运算速度，我们采用了15MHz晶振，与XTAL1和XTAL2构成一个具有感抗特性的晶体振荡器。二倍频后为系统提供30MHZ时钟频率的内部时钟电路。
TI320LF2407有两种工作方式:微处理器模式(MP)和微控制器模式(MC)。模式的选择是通过TI320LF2407的管脚(MP/MC)来实现的。所谓微处理器模式是指DSP只作为处理单元来使用，和其它的处理单元一起组成系统。而微控制器模式可以用DSP构成单独的系统，DSP在系统中不仅作为处理单元，也作为整个系统的核心部分起到控制整体的作用。设计中把TI320LF2407设置为微控制器模式。
存储器分程序存储器和数据存储器两部分，选用高速存储器以简化电路。外扩ROM以及可编程逻辑器件GAL16V8用于在控制板上进行实时仿真调试，实现程序下载后不再使用外扩ROM。图2给出了DSP2407基本电路设计的原理图。
