基于微控制器的多路信号采集系统设计+电路图+程序(2)
又使系统的工作效率有了显著提高。 九十年代至今，信号釆集的重视程度不断提高，逐渐发展成为一个专业学科，出现了有着较高准确率和较快速度的多路信号釆集系统，并已广泛应用于各种商用及军用领域中，如雷达系统、通信系统及弹上设备等。随着滤波技术、集成技术、传输技术等的进步，信号采集技术也有了极大的进步空间。信号采集系统的好坏与否主要由准确率和速率决定，在实际操作时，准确率一定时，速率越快越好；速率一定时，准确率越高越好。 已被广泛运用的微处理器，其内部包括一片或几片大规模集成部件[2]。这些部件实现控制外围部件的功能。微处理器能完成执行指令、取指令，并能实现与外界逻辑部件和存储器交换信息等功能，可与外部电路芯片及存储器构成 Microcomputer，属于 Microcomputer的运算控制部分。而随着计算机技术的不断普及，出现了微控制器，其将外设与微处理器集于一身，更易操作运用。微控制器在一个芯片上汇聚了 Microcomputer几乎所有的部分，属于单芯片微型计算机。其诞生于二十世纪七十年代中期， 20多年以来，其生产成本越发低廉，但性能却不断强大。现如今，微控制器的设计方向主要包括降低生产成本、提升性能、缩小体积、扩展容量以及外部电路内置等几个方向[3],源^自(吹冰:文,论)文]网[www.chuibin.com。 为了能更准确、快速地了解系统，在实际问题中，经常需要对一些相关信号的重点参数展开测量。而微控制器具有体积小、功能强、可靠性好等优点，非常适用于这类问题的解决，主要用于对传感器信号进行采集以及需要实现设备控制的场合。 基于微控制器的信号采集系统包括传感器、多路信号开关、采样保持器、模数转换器、液晶显示器、串口传输电路、计算机以及外部电路等部分。其系统组成简单、使用方便，价格便宜，便于维护及保养。 1.2 课题研究现状 现今研究，主要是对多路信号采集系统的基本构成、采样模块设计、串口模块设计和单片机控制程序设计进行说明, 并实现多路信号采集系统的硬件及软件设计。 李正岱、刘文怡所写的《多路信号采集器的硬件电路设计》一文中应用 CPLD复杂可编程逻辑器件实现了模数信号采集系统设计、异步串行数据传输等技术。并且通过使用多路切换开关循环采集的方法，实现对高速信号的采集，有效控制了成本。该文对多路数据采集系统的组成原理、接口电路设计、单元电路设计和系统控制程序设计进行了详细的阐述，
完成了多路信号数据采集系统软硬件设计， 使用 LM324 运算放大器组成的比例电路将输入信号变换成 0-2.5V电压， 根据被测信号的特点选用 ADG506模拟开关进行各通道的切换， 采用AD7492采集芯片以及EPM7064 系列 CPLD，程序使用 VHDL语言编写，并在Quartus II环境下编译通过。能实现采集 0-10V 模拟信号、单路速变模拟信号采样率不低于 40Khz、8 路缓变模拟信号采样率不低于 12.5Khz、能够存储 4 路数字信号等功能，系统工作安全可靠，数据采集精度较高，抗干扰能力较强，具有良好的应用前景和很高的使用价值[4]。 肖积涛、马幼鸣、周鸣争、周明龙所写的《基于 FPGA 的高速数据采集系统的设计与实现》一文中设计了一种基于 FPGA 的高速数据采集系统。可编程门阵列 FPGA 具有时钟频率高、效率高、速度快、内部延时小的特点，采用 FPGA 电路实现多路数据选择、存储器及外围的一些控制电路，不仅可以减小电路板的设计体积，而且最大限度地提高系统的信号采集和处理能力。该系统采用“FPGA+DDRII SDRAM+PCI9054”的硬件结构，采用 Verilog语言编程来实现 FPGA 的内部逻辑控制，采用 DDK 来实现 PCI 的 WDM 驱动程序，测试软件基于 Visual C++软件下进行开发，与传统的数据采集相比，该系统将数据的采集功能及测试功能结合起来，可以很好的实现高速数据的采集。软件无线电是一种新的通信体系结构，通过软件升级实现不同体制的通信系统，达到节约成本的目的，中频数字化是软件无线电的核心技术之一，文中以 FPGA 为载体，设计实现了软件无线电中频数字化的部分功能，由于设计指标参照 SM 标准设定，在理论和实践中应具有重要意义[5]。