具有16位AD轉(zhuǎn)換U盤存儲的便攜式數(shù)據(jù)采集裝置設計.pdf

1、高精度AD轉(zhuǎn)換、海量數(shù)據(jù)存儲與便攜技術(shù)，是目前數(shù)據(jù)采集研究領域一個比較關(guān)注的熱點，這些技術(shù)的實現(xiàn)和應用，可以很好的解決傳統(tǒng)數(shù)據(jù)采集中精度低、數(shù)據(jù)不易保存等一些問題。 本課題來源于太原理工大學應用力學研究所《高精度移動數(shù)據(jù)采集裝置》項目，該項目是設計一臺可用于施工現(xiàn)場的高精度、U盤存儲與便攜式數(shù)據(jù)采集裝置。 本文在查閱了國內(nèi)外文獻的基礎上，研究了目前市場上便攜式數(shù)據(jù)采集裝置，給出了一種基于嵌入式操作系統(tǒng)μC/OS-Ⅱ、U盤

2、存儲與16位AD轉(zhuǎn)換精度的便攜式數(shù)據(jù)采集裝置的設計方案。 本套數(shù)據(jù)采集裝置由主控單元與數(shù)據(jù)采集單元兩部分構(gòu)成，主控單元具有液晶顯示、實時時鐘、環(huán)境溫度檢測、數(shù)據(jù)存儲功能，通過RS-485接口可與上位機進行數(shù)據(jù)通信；數(shù)據(jù)采集單元可采集6路模擬量信號、8路開關(guān)量信號，與主控單元用SPI接口進行數(shù)據(jù)傳輸。 數(shù)據(jù)采集單元采用TI半導體公司的兩片16位MSP430F425來實現(xiàn)16位精度的數(shù)據(jù)采集與處理，該單片機內(nèi)部的SDl6模塊

3、將外部模擬電壓信號轉(zhuǎn)換成16位數(shù)字量，同時進行數(shù)據(jù)處理和開關(guān)量的采集。為保證模擬輸入信號在AD轉(zhuǎn)換最佳線性范圍內(nèi)，還設計了量程轉(zhuǎn)換電路。MSP430F425單片機采集的數(shù)據(jù)通過SPI總線傳輸?shù)街骺貑卧?主控單元采用菲利浦半導體公司的32位ARM內(nèi)核LPC2132單片機，其數(shù)據(jù)處理能力和豐富的片內(nèi)資源可滿足數(shù)據(jù)采集裝置的功能和性能需要。設計的U盤存儲電路中，L2C2132單片機通過USB接口芯片CH375，把采集到的數(shù)據(jù)以FAT

4、16的文件格式寫入U盤，PC機可通過讀取U盤對信號數(shù)據(jù)進行二次分析與處理。U盤存儲數(shù)據(jù)的設計是本裝置便攜特性的體現(xiàn)。為了方便用戶的觀察與操作，設計了液晶顯示、鍵盤等電路，并給出了詳細的電路原理圖。為了實現(xiàn)采集裝置功能，設計了主控單元與數(shù)據(jù)采集單元的程序。數(shù)據(jù)采集單元的程序包括AD轉(zhuǎn)換功能、數(shù)據(jù)處理、開關(guān)量采集與SPI通信功能；主控單元軟件設計采用了嵌入式操作系統(tǒng)任務設計思想，首先將μC/OS-Ⅱ移植到LPC2132單片機中，并具體設計和