【正文】 由于通用的 I/O 口有限，而又需要大量的按鍵輸入，這就要求一種合理的按鍵結(jié)構(gòu)，即用盡量少的 I/O 口實(shí)現(xiàn)盡可能多的鍵盤輸入。 鍵盤模塊設(shè)計(jì) 鍵盤的結(jié)構(gòu)一般分為兩種形式：線性鍵盤和矩陣鍵盤。 Bank 0 Parameters B0_Tacs EQU 0x0 。 Flash 的地址空間為 0x00000000~0x000FFFFF。 控 制 邏 輯地 址 緩 沖 器 與 鎖 存 器X 解 碼 器I / O 緩 沖 和 數(shù) 據(jù) 鎖 存Y 型 解 碼 器F l a s h 存 儲(chǔ) 體D Q 1 5 D Q 0內(nèi) 存 地 址C E O E W E R E S E T 圖 38 SST39VF1630 芯片內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖 通過利用微處理器對(duì) SST39VF160 進(jìn)行寫命令字節(jié)的形式來進(jìn)行數(shù)據(jù)的讀寫操作。二是存儲(chǔ)器的容量要大，其原因是高速數(shù)據(jù)采集會(huì)在很短時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生巨大的數(shù)據(jù)流，存儲(chǔ)系統(tǒng)的容量應(yīng)滿足設(shè)計(jì)要求。電壓跟隨器 AD8301 對(duì)輸入的信號(hào)進(jìn)行緩沖、隔離，并提供信號(hào)的負(fù)載能力。 (6) 低功耗設(shè)計(jì)，典型功耗為 75mW。 S3C44B0X將總線設(shè)備分為 8 個(gè) BANK 進(jìn)行訪問， AD7663 掛在 BANK3 上，因此將BANK3 的使能信號(hào) nGCS3 接到 AD7663 的片選引腳 /CS 上，復(fù)位信號(hào)nRESET 接到 AD7663 的 RESET，總線讀信號(hào) nOE 接 AD7663 的 /RD。 A/D 轉(zhuǎn)換器的性能參數(shù)主要有：轉(zhuǎn)換精度，轉(zhuǎn)換速率、輸入量程以及轉(zhuǎn)換誤差等 ,根據(jù)這些參數(shù)本系統(tǒng)中選擇開關(guān)電容結(jié)構(gòu)的 16 位并行 A/D 轉(zhuǎn)換器 AD7663。逐次逼近型模數(shù)轉(zhuǎn)換器在 1 個(gè)時(shí)鐘周期內(nèi)只能完成 1 位轉(zhuǎn)換。C 。AD8021 工作電壓范圍較寬，為 177。當(dāng)系統(tǒng)工作時(shí)， A0、 A A2 三個(gè)端子的邏輯值由處理器控制，EN 為高電平，實(shí)現(xiàn)了控制芯片 MAX308 的目的。它的轉(zhuǎn)換速度快、功率消耗底、采樣速率高達(dá) 308 kb/s 點(diǎn)，滿量程輸入電壓范圍為177。信號(hào)調(diào)理電路用來對(duì)傳感器輸入的信號(hào)進(jìn)行隔離，變換，放大，濾波等各種處理，以滿足模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片對(duì)輸入電平和信號(hào)質(zhì)量的 要求。本模塊達(dá)到了微處理器與顯示器的數(shù)據(jù)傳輸，實(shí)現(xiàn)了顯示的功能。 本設(shè) 計(jì) 采 用的 是SST39VF160 芯片。本系統(tǒng)采用的是 8 通道模擬多路復(fù)用器 MAX308EPE 實(shí)現(xiàn) 8 路模擬信號(hào)的采集。 S3C44B0X 的顯著特性時(shí)它的 CPU 核 ， 是由 ARM 公司設(shè)計(jì)的 16 或 32 位的 ARM7TDMI最高為 66MHz 的 RISC 處理器 。 系統(tǒng)的整體設(shè)計(jì) 本文設(shè)計(jì)的高速高精度數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)有硬件和軟件兩部分組成。系統(tǒng)的主要工作是對(duì)大量的過程狀態(tài)參數(shù)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、數(shù)據(jù)處理、進(jìn)行實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)分析等。采樣后的離散信號(hào)幅值是時(shí)間上離散而幅值連續(xù)的信號(hào)，它不能直接輸入微處理器處理，必須經(jīng)過量化把它變?yōu)閿?shù)字信號(hào)處理。 數(shù)據(jù)采樣原理 在數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)中，信息總是用離散信號(hào)來表示的，而我們需要采集的信息 多是連續(xù)模擬信號(hào)，這樣就必須解決連續(xù)信號(hào)如何離散化的問題。硬件部分主要完成數(shù)據(jù)采集，存儲(chǔ)等功能，軟件部分則完成對(duì)硬件控制、對(duì)采集數(shù)據(jù)進(jìn)行處理等功能。在分析國內(nèi)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，考慮到數(shù)據(jù)的采集速度、精度和系統(tǒng)可擴(kuò)展性，選用了 Samsung 公司的 ARM7 微控制器 S3C44B0X，設(shè)計(jì)出一套通用性較強(qiáng)的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。網(wǎng)絡(luò)化的數(shù)據(jù)采集優(yōu)勢(shì)體現(xiàn)在：采集范圍大、數(shù)據(jù)傳輸吞吐率高、遠(yuǎn)程控制等。現(xiàn)在具有代表性的數(shù)據(jù)采集裝置基本上以數(shù)據(jù)采集卡為核心。 改革開放后，隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)、測(cè)量與控制技術(shù)、通信技術(shù)及電子技術(shù)的飛速發(fā)展，國內(nèi)數(shù)據(jù)采集裝置有了很大發(fā)展。將部分硬件由軟件代替，降低了成本和體積，而性能大大增加。 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì) 上個(gè)世紀(jì) 50 年代，數(shù)據(jù)采集裝置開始出現(xiàn)。對(duì)于新的需求，數(shù)據(jù)采集裝置需要進(jìn)行重新設(shè)計(jì)，浪費(fèi)了時(shí)間和精力。在工業(yè)生產(chǎn)過程中，受產(chǎn)品質(zhì)量、生產(chǎn)成本等多方面因素影響，通常需要對(duì)工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的一些參數(shù)進(jìn)行監(jiān)控。目前嵌入式應(yīng)用技術(shù)是科研人員開發(fā)的熱點(diǎn)和重點(diǎn)之一。一個(gè)完整的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)應(yīng)當(dāng)包括信號(hào)、傳感器或執(zhí)行機(jī)構(gòu)、信號(hào)調(diào)理、數(shù)據(jù)采集設(shè)備和軟件等部分。本人完全意識(shí)到本聲明的法律后果由本人承擔(dān)。 該系統(tǒng)具有成本低、功耗低、識(shí)別性能強(qiáng)及智能程度高等優(yōu)點(diǎn)，具有較為廣闊的應(yīng)用前景。洛陽理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） I 基于 ARM 的高速高精度數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)設(shè)計(jì) 摘 要 近年來，隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)、電子技術(shù)等技術(shù)的發(fā)展，如何對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行采集和處理顯得越發(fā)重要，數(shù)據(jù)采集的速度和精度是數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)發(fā)展的兩個(gè)主要方向。 關(guān)鍵詞： ARM， S3C44B0X，數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)， AD7663 洛陽理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） II The Design of High speed and High precision Data Acquisition System Based on ARM ABSTRACT In recent years, with puter technology, electronic technology and technology development, how to collect and process the data bees more important. The speed and accuracy of data collection are the two main directions of the data acquisition system. MCU, ARM, DSP and other microprocessors are widely used provides an effective platform for data acquisition system. High speed and high precision signal acquisition as well as the research and design of collected data is the main task of this project. Based on the ARM7S3C44B0X this paper introduces the design and implement of a high speed， high accuracy， multiple channel data acquisition system. Using rich function interface and higher operating frequency of S3C44B0X achieves signal acquisition and data processing functions. This article describes the research status and development trend of the data acquisition system, selects the main chips of the system and the AD7663 analog digital converter. According to the modular idea, the system is divided several functional units and analyzes each functional module and provides a schematic diagram and general diagram .Some point of view to the design of the high accuracy data acquisition system was put forward at the end of this article. The system has low cost, low power consumption, recognition performance is strong and intelligent degree in higher advantages, which has relatively broad application prospects. KEY WORDS: ARM,S3C44B0X,Data Acquisition System,AD7663 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）原創(chuàng)性聲明和使用授權(quán)說明 原創(chuàng)性聲明 本人鄭重承諾：所呈交的畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文），是我個(gè)人在指導(dǎo)教師的指導(dǎo)下進(jìn)行的研究工作及取得的成果。 作者簽名： 日期： 年 月 日 學(xué)位論文版權(quán)使用授權(quán)書 本學(xué)位論文作者完全了解學(xué)校有關(guān)保留、使用學(xué)位論文的規(guī)定，同意學(xué)校保留并向國家有關(guān)部門或機(jī)構(gòu)送交論文的復(fù)印件和電子版，允許論文被查閱和借閱。社會(huì)的發(fā)展和科技的進(jìn)步使信號(hào)處理系統(tǒng)的智能性越來越強(qiáng)，實(shí)時(shí)性越來越好，數(shù)據(jù)采集的精度和速度也越來越高，對(duì)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)提出了更高的要求。 本文設(shè)計(jì)了基于 ARM7S3C44B0X 處理器的一種高速、高精度、多通道數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，利用 ARM7S3C44B0X 豐富的功能接口和較高的工作頻率，實(shí)現(xiàn)對(duì)信號(hào)的采集和數(shù)據(jù)處理的功能。數(shù)據(jù)采集裝置是解決這一問題的有效手段。同時(shí)數(shù)據(jù)采集的高精度特 性越來越受到重視，在航空航天、導(dǎo)航系統(tǒng)、環(huán)境監(jiān)測(cè)等很多領(lǐng)域都需要應(yīng)用高精度的數(shù)據(jù)采集裝置。以美國研制的數(shù)據(jù)采集測(cè)試系統(tǒng)為代表，該系統(tǒng)主要應(yīng)用于軍事領(lǐng)域。 上世紀(jì) 90 年代后，發(fā)達(dá)國家的數(shù)據(jù)采集技術(shù)已經(jīng)廣泛應(yīng)用于軍事、航空航天和工業(yè)領(lǐng)域。 國內(nèi)市場(chǎng)上出現(xiàn)了種類繁多的數(shù)據(jù)采集裝置。 PCI 卡占據(jù)了數(shù)據(jù)采集卡的絕大部分市場(chǎng)。網(wǎng)絡(luò)化遠(yuǎn)程監(jiān)控己經(jīng)成為數(shù)據(jù)采集技術(shù)發(fā)展的必然趨勢(shì)。實(shí)現(xiàn)了高速和高精度信號(hào)采集，顯示及傳 輸?shù)裙δ?。與傳統(tǒng)的中、低速數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)相比，高速高精度數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)有其特殊性。我們通過對(duì)連續(xù)的模擬信號(hào)進(jìn)行采樣獲得離散化信息。量化就是用一組數(shù)碼來代表采樣過后的信號(hào)幅值，將其數(shù)字化。因此要求硬件上必須要有實(shí)時(shí)時(shí)鐘和優(yōu)先級(jí)中斷信息處理電路。而硬件部分主要完成數(shù)據(jù)采集、存儲(chǔ)功能，軟件部分則完成對(duì)硬件控制、對(duì)采集數(shù)據(jù)進(jìn)行處理。 微處理器 S3C44B0X 提供全面的，通用的片上外設(shè)，大大減少了系統(tǒng)電路中除處理器以外的元器件配置，從而最小化系統(tǒng)的成本。信號(hào)調(diào)理電路主要基于AD623 與 MAX291 芯片的自行設(shè)計(jì)電路。它具有成本低和密度大的優(yōu)點(diǎn)，能很好的完成本系統(tǒng)的存儲(chǔ)要求，把通過內(nèi)部 AD7663 模塊轉(zhuǎn)換成數(shù)字量，經(jīng)通信端口送入計(jì) 12 算機(jī)進(jìn)行下一步處理。 本設(shè)計(jì)主要有這五個(gè)模塊組成，他們?cè)谝黄鸸餐M成了本數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的硬件基礎(chǔ)，同時(shí)還有高速高精度的性能。調(diào)理電路如圖 31 所示。5V，功耗為 210mW。 模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊 模數(shù)轉(zhuǎn)換是把數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)采集到的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成系統(tǒng)可以識(shí)別并處理的數(shù)字信號(hào)?！?177。芯片電路如圖 33 所示。 N 位轉(zhuǎn)換需要 N 個(gè)時(shí)鐘周期，故這種模數(shù)轉(zhuǎn)換器采樣速率不高， 17 輸入帶寬也較低。模數(shù)轉(zhuǎn)換接口電路如圖 35 所示。此外， S3C44B0X 通過兩個(gè) I/O（ nCAS0 連至 /CNVST， GPG3 連 至 BUSY）來控制 AD7663 的 A/D 轉(zhuǎn)換過程。 AD7663 的轉(zhuǎn)換過程可分為三個(gè)階段：轉(zhuǎn)換準(zhǔn)備階段、模數(shù)轉(zhuǎn)換階段、轉(zhuǎn)換結(jié)果輸出階段，其轉(zhuǎn)換時(shí)序如圖 37 所示。 輸入 信號(hào)范圍選擇：通過選擇對(duì) INA、 INB、 INC 和 IND 的連接方式就可以很方便地選擇信號(hào)輸入的范圍，系統(tǒng)選擇了177。解決 A/D 轉(zhuǎn)換器與存儲(chǔ)器之間的 速度匹配問題有兩個(gè)：一是對(duì)高速 A/D 的數(shù)據(jù)進(jìn)行鎖存，二是對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行高速存儲(chǔ)。保持 CE信號(hào)低的同時(shí)拉低 WE信號(hào)寫入命令字節(jié)，在 WE或 CE信號(hào)的下降沿（有出現(xiàn)最晚的來確定）鎖存地址總線，而數(shù)據(jù)總線在 WE或 CE（有出現(xiàn)最早的來確定）信號(hào)上升沿被鎖存。與 S3C44B0X 芯片連接電路如圖 39。 0 個(gè)時(shí)鐘周期 B0_Tcos EQU 0x0 。本設(shè)計(jì)采用的是 44 矩陣鍵盤。本設(shè)計(jì)的電路連接方式如圖 310 示，以 8 個(gè) I/O 口實(shí)現(xiàn) 16 鍵鍵盤。通過軟件延遲的方式來消除按鍵抖動(dòng)，并通過循環(huán)掃描的方式得到具體的按鍵值。正常（ 1data） 除了 Tacc 之外，其他值均設(shè)為零， Tacc 的值要大于芯片的讀周期時(shí)間，由于 S3C44B0X 處理器的時(shí)鐘頻率為 64MHz，周期大約為 15ns，SST39VF160 讀寫時(shí)間周期為 70ns，所以， Tacc 在這里設(shè)置為 6 個(gè)時(shí)鐘周期，即 0x6[11]。對(duì)它們的設(shè)置分別為（此程序段在 BootLoader 的配置程序中）。所以將 S3C44B0X 的引腳 OM1 接地， OM0 通過一上拉電阻接 +，使其工作在 16 位模式；將 SST39VF160 的地址總線 A19~A0 與 S3C44B0X的地址總線 ADDR1~ADDR20 相連，地址線偏移了一位，這