图2 信号调理电路
4 MCU模块
该设计中采用Philips公司的LPC2214的微处理器,用它来对采集到的数据进行存储、显示、处理操作,并作为系统与上位机沟通的桥梁。LPC2214是基于ARM7TDMI核的RISC微处理器,ARM7TDMI为低功耗、高性能的16/32位核,最适合对价格及功耗敏感的场合。LPC2214在ARM7TDMI核的基础上扩展了一系列通用外围器件,使其特别适用于工业控制、医疗系统、访问控制,由于内置了宽范围的串行通信接口,使其也非常适用于通信网关、协议转换器、嵌入式软MODEM以及其他类型的应用。
5 ARM与网卡芯片接口设计
为使采集到的数据或处理后的数据传送到上位机,需在系统中增加以太网接口,通常有两种方法:(1)ARM微处理器+网络控制器,这种方法对处理器没有特殊的要求,只要把以太网芯片连接到处理器的总线上即可,此方法的通用性较强,不受处理器的限制;(2)采用带以太网接口的ARM微处理器,但通常这种处理器往往是面向网络应用而设计的,不是特别适用于工业领域。故该设计中选用第一种方法。
网路控制器RTL8019AS是目前比较常用的10Mb/s嵌入式以太网控制芯片,在芯片内部集成了DMA控制器,ISA总线控制器和16KB SRAM,网路PHY收发器。用户可以通过DMA方式把需要发送的数据写入片内SRAM中,让芯片自动将数据发送出去;而芯片在接受到数据后,用户也可以通过DMA方式将其读出。
系统基本工作原理
数据采集器置于被监控的设备处,对传送过来的模拟信号进行信号调理,LPC2214启动系统数据采集,CPLD控制器输出一个脉冲给A/D转换器的CLK端,使其开始第n次A/D转换,同时将CPLD内部地址发生电路产生的地址信号经地址选择器直接送到存储器,A/D转换器所采集到的第n-3次的数据经数据总线直接输入到存储器中保存。