基于DSP的气象传真图数字化电路设计

　　中图分类号　TN911.73

　　1　引言

　　无线气象传真机用于接收无线短波广播的气象图和卫星云图,是海上油田、各种船舶及陆地气象台站的主要配套设备之一[1]。利用气象传真接收机, 船舶可以及时获得海上天气分布情况、天气预报和警报等大量有用的海洋气象情报,这对于保障海上航行安全、选择最佳天气航行等方面具有重要意义[2,5]。 但是现有的传真图是纸质的,气象信息不能直接录入计算机,这就在管理、通讯和协调上存在诸多问题,气象信息的查询检索不方便、资料的利用率低、信息传输渠 道老化,对船舶不能提供及时、准确的气象信息。

　　为适应海洋工作人员对海洋气象信息的需求,需要开发出一种体积小、灵敏度高、可靠性强、便于携带的气象传真图接收系统。这个接收系统能方便地与 计算机相连接,把传真图信息直接存入电脑,然后结合计算机技术,将气象传真图中气象信息经过后续处理后,充分发挥气象传真图信息的作用。气象传真图数字化 电路是气象传真机接收系统的重要组成部分,它将完成气象传真图的数字化处理和与上位机的通讯等功能。

　　2　硬件电路设计

　　2.1　TMS320F2812的特性

　　TMS320F2812是TI公司推出的一款先进、功能强大的32位定点DSP[4]。该芯片内部存储器包括128K×16位的FLASH存储 器、两块4K×16位的单口随机存储器;芯片内集成的外围模块非常丰富,哈佛总线结构、强大的操作能力,迅速的中断响应和处理;同时还集成有AD采集模 块,支持CAN总线通讯。它既具有数字信号处理能力,又具有强大的事件管理能力和嵌入式控制功能,特别适用于有大批量数据处理的测控场合,如工业自动化控 制、电力电子技术应用、智能化仪器仪表及电机、马达伺服控制系统等。

　　2.2　硬件接口电路

　　气象传真图数字化电路将作为一个子系统嵌入到气象传真机接收系统(如图1所示)中,该电路主要由TMS320F2812核控制器、电源模块、外 扩RAM存储器、ADC模块、CAN控制器等组成,将完成实时接收、处理气象传真图像信息,记录图像数据,绘制图像等功能。上位机采用一般的PC机。

　　图1中ADC模块完成气象传真图模拟信号的采集,由TMS320F2812核内部集成,只需要通过通用扩展总线接口将模拟信号连接到相应的输入端即可。下面分别介绍电路的其他几个重要组成部分。

　　1)电源模块

　　电源是电路正常运行的基本要素,电源供应结果直接影响着电路的稳定性。电源转换芯片为TPS767D318,其主要特性是:工作电压为5V;双 输出电压3.3/1.8V可调输出;输出电流最高可达1A。3.3V电压部分是供DSP芯片的片上I/O及其它外围电路使用,1.8V部分是供DSP的内 核使用。电路原理图如图2所示。