首 页文档资料下载资料维修视频包年699元
请登录  |  免费注册
当前位置:精通维修下载 > 文档资料 > 家电技术 > 单元电路介绍 > 其它电路
基于ARM9的高速数据采集系统的实现
来源:本站整理  作者:佚名  2009-04-03 09:21:27



    图中序号1~6代表工作流程,采集数据经CPLD控制首先由FIFO写入存储器1,当存储器1数据写满后,产生硬件中断信号,该信号有两个作用:通知微处理器系统数据已经准备好,由微处理器从存储器1取回数据放入缓冲区;通知CPLD控制逻辑关闭FIFO与存储器1之间的数据通道,同时开启FIFO与存储器2之间的数据通道,后续数据得以连续无间断的存入存储器1。此时,存储器1的数据正被微控制器读出,当存储器2数据就绪后,同样产生硬件中断信号。如此交替循环就可以实现采集数据长时间连续无断点存储。
3.5 多路同步采集存储时序分析
    要完成多路信号的同时存储且数据连续无间断点、无差错,对时序逻辑的设计提出了较高的要求,本文采用的CPLD器件,利用其在结构、密度、功能、速度和性能上的特点,并配合在线可编程(ISP)技术,实现了精确的时序控制,大大减少线路的噪声和功耗。
    对多路信号同时锁存,若不允许丢失数据,必须在单个采集时钟周期内把多通道锁存的数据存入同一存储器中。假设同步采样频率为fs,通道数量为m,每个通道的存储时间为tn(n=1,2,3,…,m),则有t1+t2+t3+…+tm一1/fs,既所有通道存储时间之和为采样周期。
    假设t1=t2=…=tm=T,则各通道存储时间相同的条件为:

                                   
    从实际角度出发,在一个采集时钟周期内还有其他的时间消耗,如保持时间和转换时间等,假设其他时间消耗为ta,则:

                                   
    如果fs的占空比为1:1,根据ADC实际工作时的情况,可以近似认为ta=1/(2*,fs),既在一个采集周期中只有半周期的时间可供存储数据,则单个通道的存储时间:

                            
    根据上面的设计可以实现单采样周期内多路数据存储。
3.6 系统抗干扰设计
    高速数据采集系统在抗干扰方面的问题远远大于中低速系统,例如信号连线上的延迟、反射、串扰、器件内部过度干扰和热噪声,电源干扰,地噪声等。轻则影响运算放大器、AD转换器等模拟器件的精度,严重时系统将无法正常工作。因此在高速数据采集系统设计中,整个系统的采集精度主要取决于系统的抗干扰设计。在电路设计初期和制板阶段就必须采取各种措施,以减小或者消除可能的干扰源。本文主要从以下几个方面进行考虑:
    (1)电源设计方面
    根据高速电路设计理论,AD采集系统中的电源应当采用线性电源,以避免开关电源引入噪声。为了降低电源阻抗,减小噪声对电源的干扰,通常采用电源层设计,尽可能增大电源面积。在设计每个芯片的供电电路时,在每个芯片的电源附近并联去耦电容和旁路电容。去耦电容为芯片提供局域化的直流。旁路电容可以消除高频辐射噪声和抑制高频干扰。
    (2)接地技术方面
    高速数据采集系统的模拟地和数字地应严格分开,最后单点共地。共地点通常选择在ADC芯片管脚所需电流最大的位置,这样可以使大电流对地回流最近,以避免对模拟电路的干扰,提高系统的采集精度。
    模拟地和数字地可以通过磁珠连接,由于磁珠的高频阻抗大,而直流电阻为零,能够滤除高频电流减少地线上的高频噪声。


4 结语
    高速数据采集系统一直是测控领域内研究的热点,本文就基于ARM9的高速数据采集系统的结构,详细讨论了系统时钟电路设计、模数转换器的选择、模拟信号调理电路的设计、硬双缓冲实现连续采集存储、多路同步采集存储的时序分析,系统抗干扰设计等关键技术。经实践证明,该设计方案效率是很高的。

上一页  [1] [2] 

关键词:

文章评论评论内容只代表网友观点,与本站立场无关!

   评论摘要(共 0 条,得分 0 分,平均 0 分)

推荐阅读

图文阅读

热门阅读

Copyright © 2007-2017 down.gzweix.Com. All Rights Reserved .
页面执行时间:204,453.10000 毫秒