便攜式數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的低功耗設(shè)計與數(shù)據(jù)壓縮算法.pdf

1、目前比較常見的信號采集及處理儀器大多是功能完備的微機(jī)系統(tǒng)，雖然能較快地分析和處理檢測到的信號，但往往只能被固定使用，在移動的情況下則顯得笨重和不便，無法在某些工業(yè)場合使用，尤其是在生理信息采集方面。近幾年，隨著FLASHMEMORY非易失存儲技術(shù)的發(fā)展以及處理器(如單片機(jī)和DSP)性能的不斷提高，信號采集存儲系統(tǒng)的耗電量和體積不斷降低，可以滿足便攜式系統(tǒng)設(shè)計的要求。此外，低功耗設(shè)計對于便攜式數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)而言具有十分重要的意義，因此低功耗

2、設(shè)計是便攜式產(chǎn)品設(shè)計的重要內(nèi)容。 本課題采用MSP430系列單片機(jī)為核心研制了一種便攜式數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，其中重點(diǎn)研究了系統(tǒng)低功耗設(shè)計的一般原則，并結(jié)合實際應(yīng)用，從硬件、軟件兩方面進(jìn)行了低功耗設(shè)計。在該系統(tǒng)中，選用MSP430F149為系統(tǒng)核心，完成數(shù)據(jù)的采集和各種監(jiān)控功能，并編寫了數(shù)據(jù)壓縮程序和信號的自動分析程序。另外擴(kuò)展了FRAM數(shù)據(jù)緩存和大容量的FLASH存儲器用于存儲采集到的數(shù)據(jù)。利用單片機(jī)內(nèi)部的RS232接口實現(xiàn)數(shù)據(jù)與PC

3、機(jī)的通信，并擴(kuò)展了USB通訊。該便攜式采集系統(tǒng)還帶有液晶顯示，既可顯示中文菜單，同時配合按鍵提供友好的人機(jī)界面。 針對便攜式數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)在特殊場合下對數(shù)據(jù)傳輸?shù)囊螅撐倪€比較和研究了數(shù)據(jù)的壓縮算法，針對單片機(jī)的特點(diǎn)，完成了處理信號的壓縮軟件模塊。這些數(shù)據(jù)壓縮算法及其模塊可方便有效地載入單片機(jī)。 上述硬件系統(tǒng)具有低功耗、攜帶方便、存儲容量大、性能價格比高等特點(diǎn)，適于工業(yè)測控、醫(yī)療保健等領(lǐng)域的信號采集與存儲應(yīng)用。