【正文】 換器； (2) 250kHz 的采樣速率，信噪比達到 90dB； (3) 多種信號輸入范圍： 0~、 0~5V、 0~10V、177。此時，只需將 RD置低，系統(tǒng)控制器就可以將數(shù)據(jù)總線上的數(shù)據(jù)取走，從而最終完成一次模數(shù)轉(zhuǎn)換。輸出接口方式： AD7663 提供了串行口輸出和并行口輸出兩種接口方式。選擇的芯片是 SST39VF160 Flash Rom。 Flash ROM 接口設(shè)計首先應(yīng)該確定硬件電路連接，然后設(shè)置 好 S3C44B0X 存儲器，再按照命令字讀、擦除、寫操作 Flash。 硬件和存儲器設(shè)置 由于 ARM 是 32 位處理器，以字節(jié)為單位編制，數(shù)據(jù)處理可以以 32位進行，存儲方式有大小端之分。 6 個時鐘周期 B0_Toch EQU 0x0 。 鍵盤掃描過程就是有規(guī)律的時間間隔查看鍵盤矩陣，以確定是否有鍵 24 被按下。 寄存器的設(shè)置 使用到的 I/O 口的各個特殊寄存器的地址定義如下： 通用 I/O 特殊寄存器： define rPCONE (*(volatile unsigned *)0x1d20xx8) define rPDATE (*(volatile unsigned *)0x1d20xxc) define rPUPE (*(volatile unsigned *)0x1d20xx0) 25 define rPCONF (*(volatile unsigned *)0x1d20xx4) define rPDATF (*(vo。每個鍵被分配一個稱為掃描碼的唯一標示符，應(yīng)用程序利用該掃描碼來判斷應(yīng)按下了什 么鍵。 0 個時鐘周期 B0_Tacp EQU 0x0 。 SST39VF160 是 16 位數(shù)據(jù)寬度的，因此還必須設(shè)置 ARM 數(shù)據(jù)總線寬度，即設(shè)置 OM[1:0]為 01，將 Bank0 數(shù)據(jù)總線寬度設(shè)置成 16 位。 Flash 存儲器在系統(tǒng)中通常用于存放程序代碼，系統(tǒng)上電或復位后從此獲取指令并開始執(zhí)行。 21 擦除時間分別為：扇區(qū)擦除時間與塊擦除時間都是 18ms，片擦除時間70ms。供電電路： AD7663 是 5V 的單電源供電；另外，為兼容不同器件的電平標準，系統(tǒng)還提供了 +5V 或 + 的數(shù)字電源 [10]。 5V，其數(shù)據(jù)端口采用高速并行接口 D0D15。 5V、177。 AD 轉(zhuǎn)換是數(shù)據(jù)采集的核心，它決定著系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集的精度和速度，本設(shè)計采用的是 AD7663模數(shù)轉(zhuǎn)換器， AD7663 是一款 16 位、 250KSPS、低功耗、逐次逼近型模數(shù)轉(zhuǎn)換器，采用 5V 單電源供電，并提供 8 位或 16 位并行口和一個串行口?！?Δ模數(shù)轉(zhuǎn)換器采樣速率較低，但采樣精度會做得很高，且成本低廉，一般限于對低頻較窄的轉(zhuǎn)換。 A/D 芯片是數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的關(guān)鍵部件，它的性能往往直接影響整個系統(tǒng)的技術(shù)指標，目前市面上 A/D 轉(zhuǎn)換器的品種較多，每 種芯片具有不同的控制方式和應(yīng)用條件。 AD8021 是一款高速、 通用放大器，非常適合各種增益配置，可以用于信號處理鏈路以及控制環(huán)路。 信號驅(qū)動放大器 AD8021 是一款出眾的高性能 ， 高速電壓反饋放大器，可以用于 16bit 分辨率系統(tǒng)。其選擇值如表 31 示。使用中還要注意：MAX291 的零點漂移達 200mV~400mV，因而可在輸出端串接一個 10μF左右的鉭電容，隔去 MAX291 引入的直流分量 [8]。本章詳細介紹各個模塊的硬件電路以及實現(xiàn)的原理和過程。本設(shè)計就是采用的 是 44矩陣 鍵盤 ，完成人機交換的鍵盤控制。 傳感器輸入的信號通過多路開關(guān)及信號調(diào)理模塊處理后得到比較符合要求的模擬信號，進一步通過信號驅(qū)動放大電路 AD8021 的處理得到精度較高的、穩(wěn)定的模擬信號，通過 分辨率高，采樣速率高，功耗小 的模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片 AD7663 的作用，輸出符合要求的數(shù)字信號，完成模數(shù)轉(zhuǎn)換。 軟件部分的設(shè)計分為兩個部分，分別為數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)控制軟件和數(shù)據(jù)程序處理兩個部分。 S3C44B0X 采 ARM7TDMI 內(nèi)核， 工藝的 CMOS標準宏單元和存儲編譯器。 (3) 通用性好，便于擴充。 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的主要性能指標：通道數(shù)，即系統(tǒng)采集通道的個數(shù)；分辨率，采集系統(tǒng)可以分辨的輸入信號的最小變化量；系統(tǒng)精度，是實際輸出值與理論輸出值之差，它是系統(tǒng)各種誤差的總和，和系統(tǒng)分辨率還是有 9 區(qū)別的；采集速率，是指在滿足系統(tǒng)精度的前提下，對模擬信號在單位時間內(nèi)所能完成的采集次數(shù)；動態(tài)范圍，通常定義為所允許輸入的最大幅值與最小幅值之比的分貝數(shù)；非線性失真，也 稱諧波失真是指當系統(tǒng)輸入一個頻率為 f 的正弦波時其輸出中出現(xiàn)很多頻率為 kf 的頻率分量 [6]。采樣過程包括采樣、量化和編碼。 模 擬 信 號多路開關(guān)模 數(shù) 轉(zhuǎn) 換 模 塊微處理器存 儲 器人 機 交 換 模 塊 圖 21 高速高精度數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)框圖 其中數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)前置電路一般包括傳感器、放大器和濾波器等，傳感器把外界信號轉(zhuǎn)變成模擬電量 (如熱電偶傳感器、流量傳感器、 速度傳感器等等 )，其轉(zhuǎn)換后的信號一般比較微弱，需要進行放大處理，在傳感器轉(zhuǎn)換信號和放大器工作時，常常產(chǎn)生噪聲信號影響采集的準確性，這就需要 8 濾波器降低各種噪聲信號提高系統(tǒng)的信噪比。首先講述采集卡硬件總體設(shè)計，然后根據(jù)總體設(shè)計劃分的模塊，對各個模塊進行了詳細的設(shè)計和實現(xiàn)。 (3) 系統(tǒng)自動化、智能化程度不斷提高。例如信號被衰減，有干擾信號混入，或者產(chǎn)生失真等等，導致最終采集到的信號誤差很大。應(yīng)用它們可以解決數(shù)據(jù)采集裝置的常見故障診斷和基本狀態(tài)監(jiān)測。這個時期的數(shù)據(jù)采集裝置采用模塊化結(jié)構(gòu)，接口總線分為并行總線和串行總線。 上世紀 80 年代，隨著計算機的普及，開始出現(xiàn)通用的數(shù)據(jù)采集裝置，這個時期的數(shù)據(jù)采集裝置主要由采集器、接口總線和控制計算機組成。同時由于工業(yè)現(xiàn)場的惡劣條件，遠程監(jiān)控顯得越來越重要隨著這些重要行業(yè)對自動化，可靠性要求的提高，傳感器技術(shù)的長足發(fā)展，信號處理和信息分析技術(shù)的提高，對于被采 集后的數(shù)據(jù)的精確性要求也隨之提高。這種過程即被稱為數(shù)據(jù)采集。隨后文章詳細分析了系統(tǒng)的硬件設(shè)計，并提供了原理圖和總體電路圖，同時編寫了程序。以應(yīng)用為中心、以計算機技術(shù)為基礎(chǔ)、軟硬件可剪裁、適應(yīng)應(yīng)用系統(tǒng)對功能、可靠性、成本、體積和功耗等嚴格要求的專用計算機系統(tǒng)叫做嵌入式系統(tǒng)。人們通常根據(jù)采樣定理將傳感器傳送來的模擬信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號，再對這些數(shù)字信號進行處理。 作者簽名： 日 期： 學位論文原創(chuàng)性聲明 本人鄭重聲明：所呈交 的論文是本人在導師的指導下獨立進行研究所取得的研究成果。本文介紹了數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢，對本系統(tǒng)的主要芯片進行了選型尤其是模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片 AD7663 的接口電路。 本文基于 ARM7S3C44B0X 處理器的高速、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，實現(xiàn)對信號的采集和 數(shù)據(jù)處理的功能。 作 者 簽 名： 日 期： 指導教師簽名： 日 期： 使用授權(quán)說明 本人完全了解 大學關(guān)于收集、保存、使用畢業(yè)設(shè)計（論文）的規(guī)定，即：按照學校要求提交畢業(yè)設(shè)計（論文）的印刷本和電子版本；學校有權(quán)保存畢業(yè)設(shè)計（論文）的印刷本和電子版，并提供目錄檢索與閱覽服務(wù)；學校可以采用影印、縮印、數(shù)字化或其它復制手段保存論文；在不以贏利為目的前提下，學?？梢怨颊撐牡牟糠只蛉績?nèi)容。 作者簽名： 日期： 年 月 日 導師簽名： 日期： 年 月 日 指導教師評閱書 指導教師評價： 一、撰寫（設(shè)計）過程 學生在論文（設(shè)計）過程中的治學態(tài)度、工作精神 □ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 學生掌握專業(yè)知識、技能的扎實程度 □ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 學生綜合運用所學知識和專業(yè)技能分析和解決問題的能力 □ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 研究方法的科學性；技術(shù)線路的可行性；設(shè)計方案的合理性 □ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 完成畢業(yè)論文（設(shè)計）期間的出勤情況 □ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 二、論文（設(shè)計）質(zhì)量 論文（設(shè)計）的整體結(jié)構(gòu)是否符合撰寫規(guī)范？ □ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 是否完成指定的論文（設(shè)計）任務(wù)（包括裝訂及附件）？ □ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 三、論文（設(shè)計）水平 論文（設(shè)計）的理論意義或?qū)鉀Q實際問題的指導意義 □ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 論文的觀念是否有新意？設(shè)計是否有創(chuàng)意？ □ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 論文（設(shè)計說明書）所 體現(xiàn)的整體水平 □ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 建議成績： □ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 （在所選等級前的□內(nèi)畫“√”） 指導教師： （簽名） 單位： （蓋章） 年 月 日 評閱教師評閱書 評閱教師評價： 一、論文（設(shè)計）質(zhì)量 論文（設(shè)計）的整體結(jié)構(gòu)是否符合撰寫規(guī)范？ □ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及 格 是否完成指定的論文（設(shè)計）任務(wù)（包括裝訂及附件）？ □ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 二、論文（設(shè)計）水平 論文（設(shè)計）的理論意義或?qū)鉀Q實際問題的指導意義 □ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 論文的觀念是否有新意？設(shè)計是否有創(chuàng)意？ □ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 論文（設(shè)計說明書）所體現(xiàn)的整體水平 □ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 建議成績： □ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 （在所選等級前的□內(nèi)畫“√”） 評閱教師： （簽名） 單位： （蓋章） 年 月 日 教研室（或答辯小組）及教學系意見 教研室（或答辯小組）評價： 一、答辯過程 畢業(yè)論文（設(shè)計）的基本要點和見解的敘述情況 □ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 對答辯問題的反應(yīng)、理解、表達情況 □ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 學生答辯過程中的精神狀態(tài) □ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 二、論文（設(shè)計）質(zhì)量 論文（設(shè)計）的整體結(jié)構(gòu)是否符合撰寫規(guī)范？ □ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 是否完成指定的論文（設(shè)計）任務(wù)（包括裝訂及附件）？ □ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 三、論文（設(shè)計）水平 論文（設(shè)計）的理論意義或?qū)鉀Q實 際問題的指導意義 □ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 論文的觀念是否有新意？設(shè)計是否有創(chuàng)意？ □ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 論文（設(shè)計說明書）所體現(xiàn)的整體水平 □ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 評定成績： □ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 （在所選等級前的□內(nèi)畫“√”） 教研室主任（或答辯小組組長）： （簽名） 年