电子式互感器校验仪的USB接口设计.pdf

2011年
仪春与传寂
第8期
Instrument Technique and Sensor
电子式互感器校验仪的USB接口设计
李志得
(广东省计量科学研究院东莞分院,广东东荛523120
摘:USB接口具有连接简单、使用方便等优点,因而在数据采集与传擒领域得到广泛应用。在电子式互感器校验仪
中,采用TMS320F2812作为微处理器,利用ISPI161A芯片实现USB2.0主机接口,将校验结果实时保存到U盘里,实现数
据的快速存備。通过硬件平台的搭建和软件程序的设计,实现了DSP与U盘之间的高速数据传输。经测试,该USB接ロ
具有速度快、热插拔和低功耗等特点
关键词:电子式互感器校验仪;DSP;USB;ISP161A
中图分类号:TM93文献标识码:A文章编号:1002-1841(2011)08-0045-03
USB Interface Design for Electronic Transformer Calibrator
LI Zhi-de
(Guandong Institute of Metrology, Dongguan 523120, China)
Abstract: The USB(Universal Serial Bus )in er ace is widely used in data acquisition and transmission due to its paper ad
vantages, including easy onnection and convenient usage. In the design of the electronic transformer calibrator, this chose
TM$320F281 as the microprocessor, and ISP1161A as the chip for the USB 2.0 host interface. The calibration results were stored
the U-disk to realize quick storage. The high-speed data transmission between DSP and U-disk was achieved by setting up the
hardware platform and designing the software And tests show that the USB interface is characterized in high-speed and hot plug and
Key words: error calibrator for electronic transducer; DSP; USB; ISP1161A
0引言
SP采用TMS320F2812芯片,它是专门为工业控制领域设
通用串行总线(USB)是由 Intel、 Microsoft、IBM和NEC等共计的32位定点DSP,主频高达150MHz,能在一个周期内完成
同制定的微机总线接口规范,具有传输速度快、可靠性高、使用32×32位乘法累加运算,并有大容量的片内存储器,其主要优
灵活、成本低、功耗小等优点。因此,将USB接口应用于电子式点在于资源丰富,运算速度快,不但能完成现代控制理论或智
互感器校验仪中,对于提高校验系统的人机交互性有很大的帮能控制理论中的一些复杂算法,而且简化了硬件结构和体积
助。由于校验系统中采用的微处理器TMS320F2812没有自带提高了系统的稳定性,适用于有大批量数据处理的测控场合。
的USB通信接口,需要借助USB接口芯片来实现通信。芯片
USB接口芯片采用ISP161A,它内部有1个USB主机控制
ISP1161A就是一种USB通信器件,实现USB通信具有成本低、器和1个设备控制器,满足USB2.0协议规范,支持全速/低速
开发周期短和可靠性高等优点。文中以ISPl161A为USB接口传输;可采用3.3/5.0V双供电方式;HC和DC具有相同的徽处
芯片,以TMS320F2812为微处理器完成了USB2.0主机接口的理器总线接口,使用相同的数据总线,但具有不同的/0引脚和
设计。
独立的中断控制引脚,并具有独立的DMA输入和输出通道。
系统构成
ISP1161A既可以分别作为主机控制器或设备控制器,也可同时
该电子式互感器校验仪以DSP和FPGA为硬件平台,其系作为 USB HC和 USB DC使用。ISPI6lA内建有4k字节FIFO
统硬件构成框图见图1。其中FPGA负责数据的同步采集,DSP缓存(作为HC使用)和2462字节的FHO缓存RAM(作为DC
负责数据处理和人机交互,通过显示屏实时显示当前校验结果,使用)。
USB接口用来将各时刻点的校验结果保存到U盘存储器中。
2USB硬件设计
键盘及显示单元?
ISP1161A为USB主机控制器提供2个下行端口,为USB
DSP FUSB#接ロ
设备控制器提供1个上行端口,图2中使用接口1作为HOST
存储(RAM
下行端口。ISPI161A的数据总线接到TMS320F2812的数据总
标准互感
预处理
线XD[0:15];A0和A1分别接到TMS320F2812的XA1和XA2
器二次出与AD采算
秒脉冲
以实现主机和设备、命令和数据端口的选择;ISPl161A的nRD
和nWR分别连接到TMS320F2812的XRD#和XWR#;片选信号
待测电子式互感器
光/电网络
合并車元数学出气铥口单完
RS-232
nCS连接到TMS320F2812的 DSP XZCSOAND1#;ISPl161A的中
断分主控制机与设备控制机中断,HC接口1中断IN连接
图1系统硬件构成框图
到USB接口处使用PHP109检测USB接口供电电流,高于
500mA时将停止对总线供电;DMA应答输入管脚 NDACK1、
收稿目期:2011~02-25收修改稿日期:2011~-05-10
NDACK2以及nEOT分别通过10k电阻上拉到3.3V;NDP