基于嵌入式操作系统的数据采集系统.PDFVIP

电子发烧友 电子技术论坛 [文章编号] 基于嵌入式操作系统的数据采集系统 叶敦范 薛国将 （中国地质大学机械与电子工程学院，湖北 武汉，430074） 摘要：提出了一种以 ARM7 处理器 LPC2210 和实时嵌入式操作系统 uc/os-II 为基础的数据采集方案。该方 案采用模块化结构和合理任务分配策略，使得系统软件便于编制和调节，实现了多通道高速实时数据采集 和USB通信。 关键词：嵌入式操作系统；uc/os-II；实时数据采集；USB [中图分类号] T [文献标志码] B Data Acquisition System Based on Embedded Operating System Ye Dunfan Xue Guojiang (China University Of Geosciences,Wuhan,430074,China) Abstract: This paper presents a data collection scheme based on ARM7 LPC2210 processor and real-time embedded operating system uc/os-II 。This project takes modular structure and reasonable task-assigned strategy make software is easy to code and test , realizes real-time ,high speed ,multi channel data acquisition and USB communication . Key words : embedded operating system; uc/os-II; real-time data acquisition; USB 1 引 言 在许多实际应用中需要对不同通道的模拟信号进行同时采集，然后将这些从不同通道采 集来的模拟信号进行综合处理得出所需要的结果。例如笔者研发的一种应用在土木工程领域 的高速数据采集系统——三轴剪切系统，需要同时采集土样在受拉压状态下的位移、压力、 应力、体变 4 种数据。这就需要设计一个多路循环数据采集系统，把不同的模拟信号同时进 行采集并且送到模数转换器转换成数字信号，然后将转换后的数字信号存储并上传到 PC 机 进行综合处理。本文介绍一种以 ARM7处理器 LPC2210 和实时嵌入式操作系统 uc/os-II为基 础的高速数据采集系统。 2 系统硬件设计 系统对 4 ×8 路范围从-5.0V 到+5.0V的电压信号进行采集并进行 A/D 转换，转换精度为 16 位。硬件以 ARM7 处理器LPC2210 和 16 位模数转换芯片 AD976 为核心，具有键盘控制和 液晶显示功能，并具有时钟显示和报警功能，可以通过 RS-232 和USB 接口以便与外部进行 通信。 系统的硬件组成框图如图一所示。系统采用的 ARM7 处理器LPC2210 自带 8通道 10 位的 ADC，由于 LPC2210 可以转换的电压范围是 0V 到+3.3V，而本系统接收传感器输入的电压范 围是-5.0V 到+5.0V，要求的转换精度是 16 位，所以弃用了处理器自带的 ADC,采用的模数转 换芯片 AD976 。AD976 是转换速率可以达到 200KSP 的高速 16 位 ADC [1]，该ADC 分辨率 高，转换速度快，功耗小，片内有内部时钟、参考电压、和三态寄存器输出的数字口，可以 进行双极性转换，直接与系统的数据总线相连接，工作在 16 位并行输出方式下。由于 AD976 的价格较高，从缩减系统成本的方案考虑，笔者采用的是多路同时采样保持，然后经过多路 选择开关到达单通道 ADC 。 1 电子发烧友 电子技术论坛 传感器信号 1 A/D 转换 外部 FLAH