基于ADS1255的地震信息采集模块设计

1、基于ads1255的地震信息采集模块设计基于震前电磁波异样的客观事实，地震预告中，利用电磁辐射异样所具有的短临反映能力，能够正确采集临震电磁信息，从而在地震预告起着重要作用。本文提出一种基于ads1255的地震信息数据采集模块的解决计划。2 系统硬件设计该地震信息采集模块的主采集控制器选用高性能数字信号处理器()tms320f2812。该器件特殊适用于大批量数据处理的测控场合。在地震信息采集模块中，tms320f2812主要负责控制ads1255以及滤波处理相应的数据。图1为地震信息采集模块设计框图。因为该信息采集模块采纳spi与ad转换器通信，因此，当需扩展为4通道时，只需用tms320f2

2、812的4个io端口作为ads1255的片选端即可，而spi的时钟线和数据线均可分享。为了提高数据的牢靠性与精度，需对ad转换器传输的24位数据进一步滤波。考虑到滤波时dsp需处理大量数据，因此通过tms320f2812自带的外部存储接口扩展512 kb的ram，作为该系统程序运行的数据空间。此外，tms320f2812的串口a与串口型的模块相连，用于囫囵信息采集模块的授时时钟。为使ad转换器采样精确牢靠，dsp与ad转换器采纳自立的电源系统，spi信号线均需通过隔离举行隔离。21 ads1255电路设计ads1255是一款高性能的a/d转换器，其内部集成多路挑选开关(mux)、可编程增益控制

3、器(pga)、四阶-调制器、可编程数字等，具有极低的噪声，可满足高精度的测量要求。ads1255能够接收输入幅度为05 v的信号，若超出该范围，器件将损坏，因此，若需采集的信号不在该范围内，首先需将其线性变幻为05 v之内，才干输入到ads1255。图2为ads1255的应用电路。输入信号首先经过由r3、r4、r5组成的网络，可将-10+10 v的信号转换为05 v。ads1255可配置成一个差分输入或两个单端输入，因此，该设计采纳差分输入方式测量单端输入。其实现办法比较容易，需采集的信号输入到ads1255差分输入的正端ain0，参考25 v输入到差分输入负端ain1，同时需设置ads125

4、5内部的pga=2。这样可提高ads1255的输入动态范围。22 参考电压电路设计该信息采集模块采纳自立外部参考电压器件ref5025提供25 v的参考电压，该器件具有低噪声，低漂移，高精度等特性，特殊适用于16位以上的a/d转换系统。图3为基于ref5025的参考电压缓冲电路。23 spi接口隔离电路的设计该信息采集模块的隔离电路采纳特地的隔离器件adum1402实现，该器件是公司生产的基于磁耦隔离技术的通用型四通道数字隔离器。磁耦隔离技术是一种基于芯片尺寸的隔离技术，而非传统的光电耦合器所采纳的发光与光敏的组合。因为其取消了光电耦合器中影响效率的光电转换环节，因此其功耗仅为光电耦合器的11

5、016，同时具有更高的数据传输速率、时序精度和瞬态共模抑制能力。图4为adum1402的应用电路。3 采集模块软件设计因为ads1255采纳的是-结构，因此其上电后就开头以fclk4的固定速率调制输入信号，然后以默认30 kbs(晶振为768 mhz时)的速率更新其内部的转换结果寄存器。上电后，tms320f2812首先要对ads1255举行相应设置，如设置pga，ads1255转换结果输出速率，挑选输入通道号，以及当完成上述设置后需要举行相应的自我校验。图5为该地震信息采集模块的主程序流程。该地震信息采集模块在举行多通道数据采样时，首先切换到通道1并举行第1次转换，等到转换结束后，再次启动转

6、换，等待转换结果，读取结果。然后切换到通道2并举行第2次转换，操作过程与通道1相同，依次再切换到通道3，4，终于完成全部通道的转换。系统对ads1255主要操作有：设置其寄存器，读取其寄存器以及向其发送指令(包括读取转换数据的指令)。4 结束语将该模块实际应用于临震电磁信息采集系统中，采纳4片ads1255采集地震计传输的超低频的东西、南北方向信息以及点频的东西、南北方向地震信息，dsp轮番采集上述4通道信号，经过滤波后通过串口发送给上位机显示。在实际应用ads1255时，需要注重以下问题：(1)每次设置过ads1255的数据输出速率、转变pga或者转变输入通道后均需要发送校验指令给ads1255，以此消退ads1255的偏移误差和增益误差。当每次上电以后，建议发送ads1255自我校验指令。(2)布线时，注重将ads1255数字地与模拟地采纳同一个地，同时避开数字噪声器件用法该地，如微处理器。同时，必需给ads1255的数字电源与模拟电源输入端并联