TMS320VC5402在加速度式波浪传感器中的应用
1 引言
海浪观测是海洋调查的一项重要内容，采用装有加速度式波浪传感器的波浪浮标是一种有效的海浪测量方式。当装有波浪传感器的浮标随波面起伏运动时，浮标内传感器输出反映波面升沉加速度变化的信号，对其进行二次积分处理，即可得到与波面起伏高度变化成比例的信号，再对此信号进行处理，得到波高及波周期数据。加速度信号积分采用模拟积分电路，也可采用数值积分方式。通常波浪周期为2～30 s，模拟积分电路采用积分电容值则较大，这使得传感器体积比较大，而且模拟线路易受外界温度、湿度等因素影响，不便于调试，而采用数值积分方式则能有效克服这些问题。
数值积分要进行大量乘加运算，DSP是一种适用于数字信号处理运算的微处理器，可用于实现各种实时快速的数字信号处理算法。TMS320C54x系列 DSP是TI公司为实现低功耗、高速实时信号处理而设计的16位定点数字信号处理器，具有高度的操作灵活性和运行速度，适用于嵌入式应用需要。因此，该设计选用TMS30VC5402型DSP作为数据处理器。
2 系统硬件电路设计
图1为加速度式波浪传感器的系统组成框图，该框图包括加速度传感器、抗混叠滤波器、A／D转换器、数字信号处理器、通讯接口、电源系统等部分。
数字信号处理器TMS320VC5402提供高速、双向、多通道带缓冲串行端口McBSP，可与串行A／D转换器直接连接。每个BSP口工作在SPI方式和I／O方式。在SPI方式下，BSP口便于与遵循SPITM协议的串行设备相连。TMS320VC5402与TLV2544接口时，该器件作为SPI主设备向TLV2544提供串行时钟、命令和片选信号，实现无缝连接，无需附加逻辑电路，其连接电路如罔3所示。
海浪观测是海洋调查的一项重要内容，采用装有加速度式波浪传感器的波浪浮标是一种有效的海浪测量方式。当装有波浪传感器的浮标随波面起伏运动时，浮标内传感器输出反映波面升沉加速度变化的信号，对其进行二次积分处理，即可得到与波面起伏高度变化成比例的信号，再对此信号进行处理，得到波高及波周期数据。加速度信号积分采用模拟积分电路，也可采用数值积分方式。通常波浪周期为2～30 s，模拟积分电路采用积分电容值则较大，这使得传感器体积比较大，而且模拟线路易受外界温度、湿度等因素影响，不便于调试，而采用数值积分方式则能有效克服这些问题。
数值积分要进行大量乘加运算，DSP是一种适用于数字信号处理运算的微处理器，可用于实现各种实时快速的数字信号处理算法。TMS320C54x系列 DSP是TI公司为实现低功耗、高速实时信号处理而设计的16位定点数字信号处理器，具有高度的操作灵活性和运行速度，适用于嵌入式应用需要。因此，该设计选用TMS30VC5402型DSP作为数据处理器。
2 系统硬件电路设计
图1为加速度式波浪传感器的系统组成框图，该框图包括加速度传感器、抗混叠滤波器、A／D转换器、数字信号处理器、通讯接口、电源系统等部分。
数字信号处理器TMS320VC5402提供高速、双向、多通道带缓冲串行端口McBSP，可与串行A／D转换器直接连接。每个BSP口工作在SPI方式和I／O方式。在SPI方式下，BSP口便于与遵循SPITM协议的串行设备相连。TMS320VC5402与TLV2544接口时，该器件作为SPI主设备向TLV2544提供串行时钟、命令和片选信号，实现无缝连接，无需附加逻辑电路，其连接电路如罔3所示。
