【正文】 信號(hào)調(diào)理模塊，模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊，存儲(chǔ)模塊，鍵盤模塊，顯示模塊。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。圖31 信號(hào)調(diào)理電路AD623是高精度、低噪聲的儀表放大器，R1是輸入限流電阻，R2是增益電阻，調(diào)節(jié)此電阻的值可改變AD623的增益G，算式為G=100/R1（kΩ）+1。若設(shè)為100Hz：fc（kHz）=1000/3C1（pF），計(jì)算得C1取值為3300pF。 多路開關(guān)的選擇本系統(tǒng)選用的是8通道的模擬數(shù)據(jù)選擇器MAX308，輸出哪路信號(hào)通過總線控制。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。可與大多數(shù)流行的數(shù)字信號(hào)處理器的串行接口直接接口，該輸入可以接收TTL或CMOS的信號(hào)電平，其電路圖如圖32所示。A0~A2是通道選擇信號(hào)，其選擇由微處理器S3C44B0X控制。它的精度與速度如何將影響到系統(tǒng)的現(xiàn)實(shí)性和系統(tǒng)的性能。 信號(hào)驅(qū)動(dòng)放大器信息本模塊由兩部分組成：信號(hào)驅(qū)動(dòng)放大器AD8021與具有低噪聲、高精度和出色的長期穩(wěn)定特性的基準(zhǔn)電壓源ADR421提供基準(zhǔn)電壓的模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片AD7663。AD8021具有低壓噪聲和低電流噪聲，是當(dāng)今的高速低噪聲運(yùn)算放大器產(chǎn)品中靜態(tài)電源電流（7mA 177。AD8021工作電壓范圍較寬，為177。12V，也可以采用5V單電源供電，因此非常適合高速低功耗儀器儀表。與同類放大器相比，AD8021不僅技術(shù)性能出眾，而且價(jià)格優(yōu)勢明顯，靜態(tài)電流也低得多。AD8021 圖33 信號(hào)驅(qū)動(dòng)AD8021采用標(biāo)準(zhǔn)8引腳SOIC與MSOP封裝，工作溫度范圍為：40176。C 。傳感器輸入的信號(hào)通過多路開關(guān)及信號(hào)調(diào)理模塊處理后得到比較符合要求的模擬信號(hào)，進(jìn)一步通過信號(hào)驅(qū)動(dòng)放大電路AD8021的處理得到精度較高的、穩(wěn)定的模擬信號(hào)，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(hào)，完成模數(shù)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(gè)系統(tǒng)的技術(shù)指標(biāo)，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。其中，積分型模數(shù)轉(zhuǎn)換器的采樣速度和帶寬都非常低，但它們的精度可以做得很高，并且抑制高頻噪聲和固定的低頻干擾（如50Hz或60Hz）的能力，使其對(duì)于嘈雜的工業(yè)環(huán)境以及不要求高轉(zhuǎn)換速率的應(yīng)用有用（如熱電偶輸出的量化）。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，輸入帶寬也較低。并行比較式 A/D 轉(zhuǎn)換器原理直觀，轉(zhuǎn)換速度極快（最高1GHz的采樣速率），常用于數(shù)字通信和高速數(shù)據(jù)采集領(lǐng)域?！痞つ?shù)轉(zhuǎn)換器采樣速率較低，但采樣精度會(huì)做得很高，且成本低廉，一般限于對(duì)低頻較窄的轉(zhuǎn)換。通常選擇逐次逼近型或并行比較型AD轉(zhuǎn)換器。模數(shù)轉(zhuǎn)換接口電路如圖35所示。因此，必須用阻抗極低的信號(hào)源來驅(qū)動(dòng)AD7663的輸入端，這里選用了信號(hào)驅(qū)動(dòng)放大器AD8021。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(jì)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(gè)串行口。圖36模數(shù)轉(zhuǎn)換接口電路AD7663負(fù)責(zé)實(shí)現(xiàn)模數(shù)轉(zhuǎn)換的功能，它支持串行和并行方式輸出，在本設(shè)計(jì)中AD7663與S3C44B0X以16位并行總線的方式連接。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。高速高精度數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的存儲(chǔ)要解決兩方面的問題，一是存儲(chǔ)器的低存儲(chǔ)速度與A/D轉(zhuǎn)換器數(shù)據(jù)端口的高輸出速率的匹配問題。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)。選擇的芯片是SST39VF160 Flash Rom。擦除時(shí)間分別為：扇區(qū)擦除時(shí)間與塊擦除時(shí)間都是18ms，片擦除時(shí)間70ms。芯片內(nèi)部結(jié)構(gòu)與電路圖如38圖所示。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。Flash ROM接口設(shè)計(jì)首先應(yīng)該確定硬件電路連接，然后設(shè)置好S3C44B0X存儲(chǔ)器，再按照命令字讀、擦除、寫操作Flash。Flash存儲(chǔ)器在系統(tǒng)中通常用于存放程序代碼，系統(tǒng)上電或復(fù)位后從此獲取指令并開始執(zhí)行。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，這是因?yàn)镾3C44B0X是按字節(jié)編址的，而SST39VF160的數(shù)據(jù)是以每一個(gè)16位作為一個(gè)數(shù)據(jù)單元；16位數(shù)據(jù)總線DQ15~DQ0與S3C44B0X的低16位數(shù)據(jù)總線DATA31~DATA16相連。與S3C44B0X芯片連接電路如圖39。 硬件和存儲(chǔ)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(jìn)行，存儲(chǔ)方式有大小端之分。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。對(duì)它們的設(shè)置分別為（此程序段在BootLoader的配置程序中）。 0個(gè)時(shí)鐘周期B0_Tcos EQU 0x0 。 6個(gè)時(shí)鐘周期B0_Toch EQU 0x0 。 0個(gè)時(shí)鐘周期B0_Tacp EQU 0x0 。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]。本設(shè)計(jì)采用的是44矩陣鍵盤。鍵盤掃描過程就是有規(guī)律的時(shí)間間隔查看鍵盤矩陣，以確定是否有鍵被按下。每個(gè)鍵被分配一個(gè)稱為掃描碼的唯一標(biāo)示符，應(yīng)用程序利用該掃描碼來判斷應(yīng)按下了什么鍵。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。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。 寄存器的設(shè)置使用到的I/O口的各個(gè)特殊寄存器的地址定義如下：通用I/O特殊寄存器：define rPCONE (*(vo