多路數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

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1、２０１２年１１月１日現(xiàn)代電子技術(shù)Ｎｏｖ．２０１２第３５卷第２１期ＭｏｄｅｒｎＥｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓＴｅｃｈｎｉｑｕｅＶｏｌ．３５Ｎｏ．２１多路數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)沙晶晶，董洪軍，李蒙（江蘇信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院，江蘇無錫２１４１５３）摘要：設(shè)計(jì)了一個(gè)基于ＡＲＭ芯片的多路數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)８路數(shù)據(jù)的采集，信號(hào)的采集方式可以是單路采集也可以是多路循環(huán)采集，控制信號(hào)可通過觸摸屏或上位機(jī)控制輸入，數(shù)據(jù)采集的結(jié)果以數(shù)字和圖形的方式在液晶屏上實(shí)時(shí)顯示。經(jīng)軟硬件綜合調(diào)試，驗(yàn)證了方案的可行性。關(guān)鍵詞：數(shù)據(jù)采集；ＡＲＭ；液晶顯示器；Ａ／

2、Ｄ轉(zhuǎn)換；ＳＴＭ３２中圖分類號(hào)：ＴＮ９１１．７－３４文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：Ａ文章編號(hào)：１００４－３７３Ｘ（２０１２）２１－００５９－０３Ｄｅｓｉｇｎａｎｄｒｅａｌｉｚａｔｉｏｎｏｆｍｕｌｔｉ－ｃｈａｎｎｅｌｄａｔａａｃｑｕｉｓｉｔｉｏｎｓｙｓｔｅｍＳＨＡＪｉｎｇ－ｊｉｎｇ，ＤＯＮＧＨｏｎｇ－ｊｕｎ，ＬＩＭｅｎｇ（ＪｉａｎｇｓｕＣｏｌｌｅｇｅｏｆＩｎｆｏｒｍａｔｉｏｎＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｗｕｘｉ２１４１５３，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ａｍｕｌｔｉ－ｃｈａｎｎｅｌｄａｔａａｃｑｕｉｓｉｔｉｏｎｓｙｓｔｅｍｉｓｄｅｓｉｇｎｅｄｂａｓｅ

3、ｄｏｎＡＲＭ．Ｉｎｔｈｉｓｓｙｓｔｅｍ，ｅｉｇｈｔ－ｃｈａｎｎｅｌｄａｔａａｃｑｕｉｓｉ－ｔｉｏｎｃａｎｂｅａｃｈｉｅｖｅｄａｔｔｈｅｓａｍｅｔｉｍｅｔｈｒｏｕｇｈｓｉｎｇｌｅｃｈａｎｎｅｌａｃｑｕｉｓｉｔｉｏｎｏｒｍｕｌｔｉ－ｃｈａｎｎｅｌｃｙｃｌｉｎｇａｃｑｕｉｓｉｔｉｏｎ．Ｃｏｎｔｒｏｌｓｉｇｎａｌｓｃａｎｂｅｉｎｐｕｔｂｙｔｏｕｃｈ－ｓｃｒｅｅｎｏｒＰＣ，ａｎｄｔｈｅｒｅｓｕｌｔｓｏｆｄａｔａｃｏｌｌｅｃｔｉｏｎｃａｎｂｅｄｉｓｐｌａｙｅｄｏｎｔｈｅＬＣＤｉｎｔｈｅｆｏｒｍｏｆｎｕｍｂｅｒｏｒｇｒａｐｈｉｃｉｎｒｅ

4、ａｌｔｉｍｅ．Ｔｈｅｓｏｆｔｗａｒｅａｎｄｈａｒｄｗａｒｅｄｅｂｕｇｇｉｎｇｒｅｓｕｌｔｓｐｒｏｖｅｔｈｅｆｅａｓｉｂｉｌｉｔｙｏｆｔｈｅｓｃｈｅｍｅ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｄａｔａｃｏｌｌｅｃｔｉｏｎ；ＡＲＭ；ＬＣＤ；Ａ／Ｄｃｏｎｖｅｒｓｉｏｎ；ＳＴＭ３２ＲＳ４８５差分方式接口，以提高通信速度與傳輸距離。０引言該方案存在不足之處是：Ａ／Ｄ接口和ＲＳ４８５接口編程隨著物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用，Ａ／Ｄ數(shù)據(jù)采集是不方便，采集信號(hào)的頻率范圍和速率較低，實(shí)用性不大。［４］其中一項(xiàng)重要的研究課題，Ａ／Ｄ多路采集系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)方（２）基于ＣＰＬＤ

5、的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)案可以多種，通過對(duì)三種實(shí)現(xiàn)方案進(jìn)行比較，最終采用采用ＣＰＬＤ對(duì)Ａ／Ｄ芯片的采集控制，通過ＵＳＢ接ＳＴＭ３２系列ＡＲＭ芯片進(jìn)行設(shè)計(jì)。ＳＴＭ３２是基于口傳輸給上位機(jī)，優(yōu)點(diǎn)是可以實(shí)現(xiàn)高的采集速率和采集ＡＲＭＣｏｒｔｅｘ－Ｍ３內(nèi)核的３２位處理器，具有杰出的功耗精度，有著較大的實(shí)用性，但難點(diǎn)之處是ＣＰＬＤ對(duì)Ａ／Ｄ控制以及眾多的外設(shè)，并具有極高的性價(jià)比，目前正逐模塊的控制，及單片機(jī)對(duì)ＵＳＢ的配置。漸搶占了電子領(lǐng)域原有的５１、ＡＶＲ的市場(chǎng)。本設(shè)計(jì)中（３）基于ＡＲＭ的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)［１］采用ＳＴＭ３２Ｆ１０３ＲＢＴ６作為主控制

6、器，該芯片配置本方案主控器采用ＳＴＭ３２系列的ＡＲＭ芯片，方豐富，便于今后的系統(tǒng)功能擴(kuò)展。案如圖１所示。１方案比較與論證為實(shí)現(xiàn)多路數(shù)據(jù)采集要求，提出如下三種設(shè)計(jì)方案：［２－３］（１）基于單片機(jī)的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)本方案采用雙單片機(jī)的方法，即在數(shù)據(jù)采集的遠(yuǎn)端、近端均采用單片機(jī)控制，遠(yuǎn)端完成數(shù)據(jù)的采集、抽圖１基于ＡＲＭ的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)框圖樣、發(fā)送；近端完成數(shù)據(jù)的接收、校驗(yàn)、處理和顯示等，鍵此方案中Ａ／Ｄ轉(zhuǎn)換器為ＡＲＭ芯片內(nèi)置，采集的盤控制數(shù)據(jù)顯示。在近端與遠(yuǎn)端的通信中，采用方式、起始時(shí)間和持續(xù)時(shí)間由上位機(jī)通過ＲＳ２３２口控制，數(shù)據(jù)通過

7、ＵＳＢ接口傳輸至上位機(jī)保存?？紤]到使收稿日期：２０１２－０６－０６用筆記本作為控制上位機(jī)時(shí)沒有２３２接口，使用ＵＳＢ基金項(xiàng)目：江蘇?。玻埃保蹦甏髮W(xué)生實(shí)踐創(chuàng)新訓(xùn)練資助項(xiàng)目６０現(xiàn)代電子技術(shù)２０１２年第３５卷轉(zhuǎn)２３２的電纜提供ＲＳ２３２控制信息。ＳＤ卡模塊，ＵＳＢ轉(zhuǎn)２３２模塊等幾個(gè)部分組成。由于Ａ／Ｄ芯片內(nèi)置，芯片價(jià)格也便宜，電路設(shè)計(jì)較（１）主控制器前面的簡(jiǎn)單，且ＡＲＭ自帶的Ａ／Ｄ采集方式多樣，并可采用ＳＴＭ３２Ｆ１０３ＲＢＴ６作為ＭＣＵ，其性價(jià)比很以通過配置ＡＲＭ芯片內(nèi)相應(yīng)的寄存器就可以實(shí)現(xiàn)，因高，該芯片具有２０ＫＢＳＲＡＭ、

8、１２８ＫＢＦＬＡＳＨ、３個(gè)普此實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)便。考慮到后面的擴(kuò)展需要和應(yīng)用的廣泛與通的１６位定時(shí)器、１個(gè)１６位的高級(jí)定時(shí)器、２個(gè)ＳＰＩ、實(shí)用性，本設(shè)計(jì)采用此方案。２２個(gè)ＩＣ、３個(gè)串口、１個(gè)ＵＳＢ、１個(gè)ＣＡＮ、２個(gè)１２位的ＡＤＣ、５１個(gè)通用Ｉ／Ｏ口。因?yàn)橹骺仄鳎樱裕停常彩牵常常郑郏担罚荩蚕到y(tǒng)設(shè)計(jì)原理供電的，所