基于嵌入式的高速数据采集系统的设计

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基于单片机单通道八位高速(10MHz)数据采集系统设计课程设计

H a r b i n I n s t i t u t e o f T e c h n o l o g y课程设计说明书（论文）课程名称：课程设计I设计题目：基于单片机单通道八位高速（10MHz）数据采集系统设计院系：班级：设计者：学号：指导教师：设计时间：哈尔滨工业大学摘要：利用单片机及一种高速异步FIFO 芯片SN74ACT7808和高速A/D芯片的设计了一个高速不连续采样的数据采集系统，给出了该采集系统的接口电路，并阐述它的实现原理和具体实现流程。

关键词：高速异步FIFO；高速A/D芯片；高速不连续采样；数据采集一. 设计背景及相关知识：数据采集是指从传感器和其它待测设备等模拟和数字被测单元中自动采集非电量或者点亮信号，送到上位机中进行分析，处理。

数据采集系统是结合基于计算机或者其他专用测试平台的测量软硬件产品来实现灵活的、用户自定义的测量系统。

在数字信号处理领域，数据采集一直是一项关键技术。

随着数字化技术的不断发展,数据采集技术也呈现出速度更快、通道更多、数据量更大的发展趋势。

而为了满足高速采集系统的要求，CPLD,DSP 等高速器件被运用于数据采集。

然而，在许多情况下，数据既不需要进行实时处理，也不需要进行连续采样，只需要分时地进行高速采样，此时可采用FIFO芯片和高速A/D转换器相结合，来实现数据的采集与存储自动的保持同步。

这样就降低了数据处理部分所需单片机的性能要求，降低了其成本。

二.系统的总体设计：该系统采用89C51单片机作为控制系统的核心，应用高速A/D转换芯片TLC5540实现模数转换,并利用FIFO芯片SN74ACT7808实现来实现数据的采集与存储自动的保持同步，单片机与上位机进行通讯,将采样数据存储在上位机中以便数据的查询和分析，从而实现高速地单通道8位数据的数据采集这些系统性能指标。

三．硬件系统设计：硬件电路包括了单片机模块、模数转换模块及数据通信模块。

硬件电路原理图：1.器件的性能介绍和选择原因：(1)高速A/D转换芯片TLC5540：A/D转换器主要是完成对模拟信号的采样、量化、编码，从而实现将模拟信号转变为数字信号。

毕业设计--基于单片机的高速数据采集系统设计

目录1.绪论 (1)1.1 课题研究的意义 (1)1.2 数据采集技术的发展历程和现状 (1)1.3 本文的研究内容 (2)1。

4 系统设计涉及的理论分析 (2)2.系统设计 (4)2.1方案选择 (4)2。

2系统框图 (5)3.单元电路设计 (6)3.1信号调理电路 (6)3.2高速Ａ／Ｄ模块 (7)3。

3 FPGA模块设计 (8)3。

4MCU模块设计 (8)3.5数据采集通道总体原理图 (9)3.6硬件电路总体设计 (9)4。

软件设计 (10)4。

1 信号采集与存储控制电路工作原理 (10)4.2 信号采集与存储控制电路的FPGA实现 (11)4.3 原理图中的各底层模块采用VHDL语言编写 (12)4。

3。

1三态缓冲器模块TS8 (12)4.3。

2分频器模块fredivid (13)4.3.3地址锁存器模块dlatch8 (14)4。

3.4地址计数器模块addrcount (15)4.3.5双口RAM模块lpm_ram_dp (16)4.4 数据显示模块设计 (18)4。

4.1 主程序 (18)4。

4。

2 INT0中断服务程序 (19)4。

4.3 INT1中断服务程序 (19)4。

5软件仿真 (20)4.5.1三态缓冲器模块TS8 (20)4。

5.2分频器模块fredivid (20)4。

5。

3地址锁存器模块dlatch8 (20)4.5。

4地址计数器模块addrcount (21)5。

系统调试 (21)5.1 单片机子系统调试 (21)5。

2 FPGA子系统调试 (22)5.3 高速A/D模块的调试 (22)6 总结 (22)致谢 (22)参考文献 (23)附录 (25)高速数据采集系统设计摘要：随着数字技术的飞速发展，高速数据采集系统也迅速地得到了广泛的应用.在生产过程中，应用这一系统可以对生产现场的工艺参数进行采集、监视和记录，为提高生产质量，降低成本提供了信息和手段。

在科学研究中，应用数据采集系统可以获取大量的动态数据，是研究瞬间物理过程的有力工具，为科学活动提供了重要的手段.而当前我国对高速数据采集系统的研究开发都处于起步阶段,因此，开发出高速数据采集系统就显得尤为重要了。

一种高速化和集成化的数据采集系统的设计

一种高速化和集成化的数据采集系统的设计随着嵌入式技术的飞速发展，对嵌入式系统的应用需求也呈现出不断增长的态势，因此，嵌入式技术也相应地取得了重要的进展，系统设备不断向高速化、集成化、低功耗的方向发展。

现场可编程门阵列FPGA 经过近20 年的发展，到目前已成为实现数字系统的主流平台之一。

FPGA 具有单片机和DSP 无法比拟的优势，相对于单片机和DSP 工作需要依靠其上运行的软件进行，FPGA 全部的控制逻辑是由延时更小的硬件来完成的。

通用串行总线（USB）是现代数据传输的发展趋势，是解决计算机与外设连接瓶颈的有效手段，USB2.O 版本在原先的版本基础上实现许多技术上的飞跃与进步。

USB2.0 协议规范有以下主要优点：1）速度快，接口的传输速度高达480Mh／s，远大于PCI 接口的132 Mb／s 的传输速度；2）连接简单，所有的USB 外设利用通用的电缆可简单方便地连入PC 机中，安装过程高度自动化；3）支持多设备连接，USB 接口支持多个不同设备采用级联方式来连接外设。

故为了将数据采集系统设计更加符合高速化和集成化的趋势，采用了FPGA 和USB2.0 组合的方案来进行。

1 数据采集系统的框架与硬件设计方案系统硬件设计部分中，在完成系统时钟源、电源等必要电路的设计基础上，重点就是完成系统内各个部件的接口电路的设计，通过这部分的设计，基本的硬件平台就建立起来了。

系统部件间的硬件电路接口设计如A／D 芯片在此选用了德州仪器公司的10 位串行接口芯片TLV1572，8 管脚的SOIC 封装，它外部较少的管脚不仅能够很方便地实现与其他器件连接，而且它体积小，可以节省很多布线资源，如由于大部分USB1.1 的芯片都需要微控制器参与数据。

嵌入式高速实时数据采集系统设备驱动程序的研究

维普资讯
ＣＮ４ — ２８ＴＰ３１５／
ＩＳ１０ — ＯＳＮ０７１Ｘ３
计算机工程与科学
ＣＯＭＰＵＴＥＲＥＮＧＩＮＥＥＮＧ＆ＳＥＮＣＥＲＩＣＩ
２００６年第２８卷第１期Ｏ
Ｖｏ．８．．０．０６１２Ｎｏ１２０
中图分类号：２４ＴＰ７
文献标识码：Ａ
即将高速数字信号处理芯片ＡＰ２９ＤＳ－１１和三星公司高性
１引言
为适应在仪器故障诊断和工业设备监控中进行高速实时数据采集和系统测试的需要，我们将数字信号处理芯片与嵌入式中央处理器相结合的设计思想应用于高速实时数据采集测试系统的设计过程中，即将高速实时数据采集测
文章编号：０７１ｏ２ｏ）００３ —４１０ —３ｘ（ｏ６１－１１０
嵌入式高速实时数据采集系统设备驱动程序的研究
ＲｅｅｒｈｏｈｅＤｅｉｅＤｒｖｒｏｓａｃｎｔｖｃｉｅｓｆｒＥｍｂｄｅｅｄｄＨｉｈ— ｅｄＲｅｌＴｉｅＤａａＡｃｕｉｉｉｎＳｙｔｍｓｇ — Ｓｐｅａ— ｍｔｑｓｔｏｓｅ —
陆永忠。刘峰
ＬＵｎｇｚｎＬＩＦｅｇＹｏ－ｈｏｇ。Ｕｎ
（华中科技大学软件学院。湖北武汉４０７）３０４
（ｃｏｌｆｏｔａｅＨｕｚｏｇＵｉｒｉｆｉｃｎｅｈｏｏｙＷｕａ３０４ＣｉａＳｈｏｏｆｒ。ａｈｎｎｖｓｙｏｅｅａｄＴｃｎｌ。ｈｎ４０７，ｈｎ）ＳｗｅｔＳｎｃｇ

嵌入式并行采集系统的优化设计

（．中航工业沈阳发动机设计研究所信息技术中心，辽宁沈阳１０１；１１０５
２．北京科技大学计算机科学与技术系，北京１０８）００３
摘要：了及时准确地监测工业设备和５业环境中的重要参数指标，出了一种基于ＦＧ为－提ＰＡ的嵌入式高速并行数据采集系统的优化设计方案。对＿作原理进行了分析并提出了总体方案，此基础上，Ｔ－在着重实现数据采集系统的软硬件紧密结合，
关键词：场可编程门阵列；监测系统；嵌入式系统；并行采样；高速数据采集现
中图法分类号：Ｐ３Ｔ３５
文献标识码：Ａ
文章编号：００７２２１）５１２ —４１０ —０４（０１０—６２０
Ｏｐｉｚｄｄｓｇｆｍｂｄｅａａｌｌａａａｑｉｉｏｙｔｍｔｍｉｅｅｉｎｏｅｅｄｄｐｒｌｔｃｕｓｔｎｓｓｅｅｄｉ
１２２１，ｏ．，ｏ计算机工程与设计Ｃｍｕｒｎｉｅｎｄｅｉ６２０１Ｖ１２Ｎ．３５ｏｐｔｇｅｒｇｎｓｎｅＥｎｉａＤｇ
嵌入式并行采集系统的优化设计
王浩森王沁张晓彤郭嵩，，，
ＷＡｏｓｎ，ＷＡ ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ，ＺＮＧａ — ｎＧＵＯＳｎＮＧＨａ —ｅＮＧＱｉＨＡＸｉｏｔｇ，ｏｏｇ
（．ＩｆｒｔｎＴｃｎｌｇｎｅ，ＡＣＳｅｙｎｒｅｇｎｓａｃｎｔｕｅＳｅｙｎ１０５１ｎｏｍａｉｅｈｏｏｙＣｅｔｒＶＩｈｎａｇＡｅｏｎｉｅＲｅｅｒｈＩｓｔｔ，ｈｎａｇ１０１，Ｃｈｎ；ｏｉｉａ

基于嵌入式的数据采集系统设计

摘
要：随着微电子技术和计算机技术的发展，微处理器芯片的功能越来越强大，嵌入式技术
也越来越受到人们的关注，文中设计了基于ＡＭ处理器和嵌入式ＬＮＸ的数据采集系统。设计ＲＩＵ了基于ＳＭ３Ｆ０ＶＴ的数据采集系统，分析了系统总体架构及其子电路模块、外围Ｔ２１３Ｂ６
（ｎｕｔｙａｄＣｏＩｄｓｎｍｍｅｃｏｅｅｏｏｔ－ｅｔａＵｉｅｓｙｆｒＮｔｎｌｉ，ｈｎ４０６，ｈｎ）ｒｒｅＣｌｇｆｕｈｃｎｒｌｎｖｒｉａｉａｉｅＷｕａ３０５ＣｉａｌＳｔｏｏｔｓ
ＡｂｔａｔＥｍｂｄｅｙｔｍｓｖｒｏｕａｔｈｃ — ｌｃｒｎｃｅｈｉａｕｃｌｅｅｏｉｇ，ｔｅｓｒｃ：ｅｄｄｓｓｅｉｅｙｐｐｌｒｗｉｈｔｅｍｉｒｅｅｔｉｓｔｃｎｃｌｑｉｋｙｄｖｌｐｎｈｏｏｐｐｒｄｓｒｂｓｄｔｃｕｓｉｎｓｓｅａｄｒｌｔｏｍｅｉｎｂｓｄｏＴＭ３Ｆｌ３ＶＢＴａｅｅｃｉｅａａａｑｉｔｙｔｍｓｈｒｗａｅｐａｒｄｓｇａｅｎＳｏｆ２Ｏ６．Ｔｈｙｔｍｓｅｓｓｅａｃｉｅｔｒｒｈｔｃｕｅ，ｓｂ—ｉｃｉｍｏｅｎｅｉｈｅｉｃｉａｅｄｓｇｅ．ｕｃｒｕｔｄｌａｄｐｒｐｒｃｒｕｔｌｅｉｎｄｙＫｅｒ：ｄｔｃｕｓｔｎ；ｅｅｄｄｓｓｅ；ＡＲＭｙｗｏｄｓａａａｑｉｉｉｏｍｂｄｅｙｔｍ

基于嵌入式的多通道高速数据采集系统徐航

摘要:给出了一种多通道高速数据采集系统的设计方法，与传统的采用ISA 总线的采集卡相比，具有速度快、精度高和实时性好的特点。

本设计采用了比较常用的FPGA、高速AD9051、高速FIFO 等实现了高速采集系统，用DMA 控制技术将采集到的数据直接存储到高速FIFO 中，再由单片机将数据读出，并通过USB 端口传到上位机中,最后用LabVIEW 软件开发的界面进行数据的显示和分析。

实验表明该采集系统有通信速度快，可靠，增益可调，可连续采样等特点，更加适合应用于测试系统。

关键词:高速数据采集系统；FPGA；高速FIFO；LabVIEWAbstractAbstract:This paper presented a method of designing multi-channel high-speed data acquisition system ,which with faster speed,higher precision and better real-time compared to the traditional data acquisition card that use of the ISA bus .This design uses a relatively common FPGA,high-speed AD,high-speed FIFO and 51MCU to form a data acquisition system .The collect-ed data is stored directly into the high-speed FIFO by DMA control technology,then microcontroller read out data and transmit-ted to PC through the USB port ，PC display and process the data in the interface developed by LabVIEW .Experiments show that the acquisition system has fast communication speed,performance,adjustable gain,continuous sampling features and so on,it ’s more suitable for the test system.words Key words:High-Speed Data Acquisition system ；FPGA ；High Speed FIFO ；LabVIEW 中图分类号:TP73文献标识码:B文章编号:1001-9227(2013)-01-0148-03基于嵌入式的多通道高速数据采集系统徐航１，罗巍２（1四川大学电气信息学院四川成都，610065）（2浙江大学电气学院浙江杭州，310027）收稿日期:2012-10-25作者简介：徐航（1987-），男，硕士研究生，研究方向为电子技术应用。

基于嵌入式系统的同步数据采集设计及应用

刘和平王贵刘平余银辉
（庆大学输配电装备及系统安全与新技术国家重点实验室重庆重４０３）０００
摘
要：为实现对发电设备电参量的实时测量和监控，绍了基于Ａ１介Ｔ９ＲＭ９０２０的外部总线接口（Ｂ）ＥＩ与数据采集
ａｑｉｉｉｎｃｉＭＡＸ１２ｉｒｓｎｅｆｒｃｕｓｔｈｐｏ３４ｓｐｅｅｔｄｏｍｅｓｒｎａｄａｕｉｇｎｍｏｉｒｎｅｅｔｉａｐｒｍｅｅｓｆｏｒｇｎｒｔｎｎｔｉｇｌｃｒｃｌａａｔｒｏｐｗｅ－ｅｅａｉｇｏｅｕｐｎ．ｅｂｓｉｔｒａｅｄｉｅｎｌｉｓｉｇｏＷｏｋｒｅｉｎｄ，ｎｈａｔａｉｍｅｉｆｃｌｕａｉｇｑｉｍｅｔＴｈｕｎｅｆｃ，ｒｒａｄｍｕｔｔｋｎｆＶｘｖａｒｓａｅｄｓｇｅａｄｔｅｆｓｒｔｈｔｏａｃｌｔｎｃｔｅｅｅｔｉａａａｔｒｉｅｕｅ．ｅｒｓｌｓｏｈｔｔｅｍｅｈｄｃｎｉｐｏｅｔｅｍｅｓｒｍｅｔａｃｒｃｎｐｅｈｌｃｒｃｌｐｒｍｅｅｄｄｃｄＴｈｅｕｔｈｗｓｔａｈｔｏａＳｍｒｖｈａｕｅｎｃｕａｙａｄｓｅｄｏｏｒｇｎｒｔｇｅｕｐｎ．ｅｍｅｈｄｈｓｒｆｒｎｅｖｌｅｔｈｐｌａｉｎｏｍｂｄｅｙｔｍｎｅｅｔｉｌｆｐｗｅ— ｅｅａｉｑｉｍｅｔＴｈｔｏａｅｅｅｃａｕｏｔｅａｐｉｔｆｅｅｄｄｓｓｅｉｌｃｒｃｎｃｏａｅｇｎｅｉｇｆｅｄ．ｎｉｅｒｎｉｌｓ

基于STM32单片机的多路数据采集系统设计毕业设计

基于STM32单片机的多路数据采集系统设计毕业设计本文将设计一种基于STM32单片机的多路数据采集系统。

该系统可以实现多个输入信号的采集和处理，在电子仪器、自动化控制、工业检测等领域具有广泛的应用前景。

首先，我们需要选择合适的STM32单片机作为系统的核心处理器。

STM32系列单片机具有低功耗、高性能和丰富的外设资源等优点，非常适合用于嵌入式数据采集系统的设计。

在选取单片机时，要考虑到系统对于处理速度、存储容量和外设接口的需求，以及预算等因素。

其次，我们需要设计合适的外部电路来连接待采集的信号源。

常用的信号源包括温度传感器、光敏电阻、加速度传感器等。

我们可以使用适当的模拟电路将这些信号转换为STM32单片机能够接收的电平。

此外，还可以考虑使用模数转换芯片来实现对多路模拟信号的高速采集。

接下来，我们需要设计软件算法来对采集到的数据进行处理。

在数据采集系统中，常见的算法包括滤波、数据压缩、数据存储等。

通过滤波算法可以去除噪声，提高信号的质量；数据压缩可以减少数据存储和传输的空间；数据存储可以将采集到的数据保存在存储介质中以供后续分析。

最后，我们需要设计用户界面以便用户能够方便地操作系统。

可以使用LCD屏幕和按键等外设来实现用户界面的设计。

用户界面应该直观简洁，提供友好的操作和显示效果，方便用户进行数据采集和系统设置。

综上所述，基于STM32单片机的多路数据采集系统设计需要考虑到硬件电路和软件算法的设计，以及用户界面的设计。

通过合理的设计和实现，可以实现多路信号的高速采集、滤波处理和存储，为电子仪器、自动化控制和工业检测等领域提供可靠的数据支持。

基于嵌入式Linux系统的ARM高速数据采集设计

关键词：直接内存存取；入式Ｌｎｘ高速数据采集嵌ｉｕ；
中图分类号：Ｐ６．Ｔ３８２
文献标识码：Ａ
文章编号：Ｎ２１１（０１０—１６５Ｃ３—４３２１）６１— ００
ＤｅｉｎｏｉｈｓｅｄＤａａＡｃｕｓｉｎＢａｅｎＡＲＭｎＥｍｂｄｄＬｉｘＳｓｅｓｇｆＨｇ。ｐｅｔｑｉｔｏｓｄｏｉｅｄｅｎｕｙｔｍ
图１ＤＭＡ基本工作时序图
当需要进行ＤＭＡ操作时，部ＤＭＡ请求引外脚ＸＸＲＥ置为低电平。此时ＤＭＡ控制器向ｎＤＱ
集系统，给出了基于ＬｎＸ操作系统下ＤＭＡ设并ｉｕ
备驱动程序的设计方法。
０１ｍ工艺Ｃ．８ＭＯＳ标准宏单元和存储编译器开发而成的。作为一种１／２高性能、成本、６３位低低功
耗的嵌入式微处理器，够实现ＭＭＵ和独立的能
１Ｂ指令和１Ｂ数据结构的缓存。６ｋ６ｋ
数据采集领域得到了广泛的应用。以￥Ｃ４０和３２１
’ ，
ｌ
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－一ｆＩ ●
ｋ‘
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ｔＬ３一
ｆ＝
现场可编程门阵列（ＰＡ）核心结合内部ＤＭＡＦＧ为控制器的特点和使用方法，计了外部高速数据采设
ｃｒｆｃｓｎｇｏｓｕｄｉｔｍｅｈｄｆＤＭＡｅｕｉｏｅ，ｏｕｉｎｔｙｎｇｈｅｔｏｏｑｐｍｅｔｒｖｅｏｒｍｕｅｔｅｍｂｅｅｎｄｉｒｐｒｇａｎｄｒｈｅｄｄｄ

嵌入式高速数据采集系统的实时性研究

ａｐｅｔｅｐｏｏｅｐｒａｈｉｉｌｎｅｎａｍｌ—ｈｎｅｄｔａｑｉｔｎｓｓｍ（Ａｍｌ，ｈｒｐｓｄａｐｏｃｅｔｄｉｕｔｃａｎｌａａｃｕｓｉｙｔｓｍｐｍｅｉｉｏｅＤＱ）ｗｔａＲ７ｉｎＡＭｈ
Ａｂｔａｔｓｒｃ：ＡｎｉｒｖｎｐｒａｈｈｓｂｅｒｐｓｄｔｎｕｅｔｅｒａｔｅｐｎｅｏｍｂｄｅｐｒｔｎｍｐｏｉｇａｐｏｃａｅｎｐｏｏｅｅｓｒｈｅｌｉｒｓｏｓｆｅｅｄｄｏｅａｉｏｍｅｏｓｓｅＵＣＯＳＩｉｉｈｓｅｄｈｓ — ｒｃｓｏａｕｉｇｓｓｍｓｈｓｎｖｌｐｒａｈｉｉｌｍｅｔｄｗｉｙｔｍ／ —Ｉｎｈｇ —ｐｅｉｈｐｅｉｉｎｍｅｓｒｙｔ．ＴｉｏｅａｐｏｃｎｅｓｍｐｅｎｅｔａＤＭＡｈ
ｒｐｅｓｉｎｎ￣ｅｕｎｙｏｅｋｒｅａｅｎｒｄｃｄｇｅｔｎｅｌｉａａｉｔｓｉｒｖｄｕｔａｓｍｅｔｑｅｃｆｅｎｌｓｂｅｅｕｅｒａｌａｄｒａｍｅｃｐｂｌｉｍｐｏｅ．Ａｓａｘｒｇｈｔｈｙｔｉｅｎｅ—
在工业控制领域，各种控制设备、仪器仪表的软
件设计中要求严格的实时性，时性是嵌人式系统实的主要特征。Ｕ／ＳＩ作为种源代码公开的嵌ＣＯ．Ｉ一入式实时操作系统（ＴＳ ¨ ，ＲＯ）Ｊ由于其结构简单、效率高、定可靠等优点而得以广泛应用。该系统的稳实时性属硬实时范畴，特别适合于中小型控制领域。然而在一些高速、高精度测量的强实时性应用中，由于操作系统本身存在固有的中断延迟时间，用

基于ARM嵌入式系统高速数据采集平台的设计

ＣＣ１ｎｙ０ｅ系列，该系列片内提供的锁相环、Ｒ触发器以及ＤＤ
整个系统利用ＦＧ控制高速Ａ转换器完成现场数ＰＡＤ据采集，将数据存储在高速大容量缓存中。缓存中的数据并经嵌入式处理器完成所需要的处理之后，以固定格式存储ＤＱＳ延迟链等硬件资源。利用ＦＧ控制高速ＡＤ和ＰＡ／
￥Ｃ４０作为核心器件、以数据采集模块、容量数据３２１Ａ配大
存储和接口电路，ｗｉｄｗｓＥ．ＮＥ嵌入式操作系统和以ｎｏＣＴ应用软件作为嵌入式动态网站的平台。系统硬件结构如图其１示：所
图２￥Ｃ４０最小系统框图３２１Ａ
２２数据采集模块的设计．
本系统的实时数据采集系统采用硬件的方式来实现，如图３所示。高速模数转换器采用ＡＤ公司生产的ｌ４位高精
图１统硬件结构框图系
度高速模数转换器ＡＤ２４９４。采用的ＦＧＡ为Ａｌｒ公司的Ｐｔａｅ
ＤＤＳＲＲ、ＤＡＭ来实现数据的采集、数据存储，以大大减少
ＣＵ的处理负担。Ｐ
在系统ＳＡ或永久性存储介质中。大容量数据缓存采ＤＲＭ用具有速度快、容量大、价格便宜等特点的ＤＤＤＲＲＳＡＭ，

基于嵌入式Linux的数据采集系统的设计

２２系统的软件．
部分模块以及内存管理模式模块的修改。增加了文件系统和ＧＵＩ。根据系统需要，
文件系统应包括：本文件系统结构、基基
１嵌入式Ｌｕ的特点ｉｘｎ
嵌入式Ｌｎｘ是一南裁剪过的内核ｉｕＩ种（ｅｅ￥Ｉ需要定制的系统模块组成的ｋｍ１［）根据小型操作系统。其特点有：内核微小，最多几百ｋＢ；支持Ｘ８３多种８ｉ～６ｂｔ６等０ｂｔ４ｉ的ＭＰ和ＭＣ支持ＲＵＵ，ＯＭ等多种存储器；具有多任务、多进程的特征，有一定的实具时性；通信网络支持完整，支持ＴＣ／ＰＰＩ等
Ｌｎｘ心源代码直接进行编译及裁剪，ｉｕ核并避免了对Ｌｎｘｉｕ核心源代码巾涉及ＣＵ的Ｐ
算机技术为基础，软硬件可裁减，适合应用系统对功能、可靠性、成本、体积和功耗要求的专用计算机系统。在焊接自动化及智能化等控制过程中，焊缝的快速检测和实施跟踪是实现焊接过程质量控制的关
３ＭＢｉｏｃｉ。具有ｌ２ｄｓｎｈｐｋ６位数总线，线总时钟为８ＭＨｚ提供ｌ，５个中断号。有胥门
狗定时器及实时时钟，增强了系统的抗干扰能力。主板有一个高速Ｒ２３Ｓ２２口，个高速Ｒ２３／２口（Ｓ２２ＲＳ４跳线选择）还有一，个并行通信口及Ｉ接口，据数据传送的速度ＤＥ根要求选择通信方式。这些为系统的设计提供了良好的硬件平台。

基于STM32嵌入式多路数据采集存储系统的设计

基于 STM32嵌入式多路数据采集存储系统的设计2.北京卫星导航中心,北京, 100094摘要针对多路信号采集，提出了一种嵌入式数据采集存储系统，该系统基于STM32微处理器和MDK KEIL软件开发平台设计。

详细介绍了系统的硬件设计和软件设计。

最后，通过两路电压数据采集存储分析试验，验证本系统的正确性和可靠性。

关键词嵌入式；STM32；多路数据采集；MDK中图分类号：P715.2 文献标识码：A0引言随着现代科学技术的不断发展，人们对多路数据采集存储技术的要求越来越高。

传统的基于单片机或工控机PLC的数据采集技术，因采集精度低、设计复杂等缺点，很难满足人们的要求。

将嵌入式引入采集技术中能够解决上述存在的问题[1]。

STM32微处理器作为成熟的ARM嵌入式芯片，有着丰富的外围接口、较高的处理速度以及较低的价格，在嵌入式技术领域有着广泛的应用[2]。

本文阐述基于STM32的多路数据采集存储系统的设计方法，希望提出一套具有一定借鉴意义的通用的开发方案。

1系统组成本系统主要由微处理器、多路数据采集模块、存储模块、电源模块、下载模块、时钟模块以及复位模块组成。

微处理器是本系统核心，控制整个系统的工作流程，包括启动和暂停数据采集存储、读写存储器等；多路数据采集模块对外部输入的信号进行数据采集；存储模块对采集得到的数据进行实时存储；本系统电源输入为12V电压，通过电源模块转换后可为系统各个模块提供5V、3.3V的标准电压；下载模块为本系统提供软件程序下载接口；时钟模块采用8MHz的高速外部晶振和32.768的低速外部晶振，通过倍频分频的方式，为处理器各个部分提供相应时钟；复位模块采用按键复位设计，为整个系统提供硬件复位功能。

系统组成如图1所示。

图1 系统组成示意图Fig. 1 Schematic diagram of composition of system2系统硬件设计2.1微处理器作为本系统核心，微处理器控制着整个系统的工作，包括启动和暂停数据采集存储、读写存储器等。

基于嵌入式技术的新型高速多通道数据采集系统的研制

Ａ９Ｒ２０Ｔ１Ｍ９０
Ｄｅｅｏｍｅｔｏｗｐｕｔ－ｃａｖｌｐｎｆａＮｅＴｙｅＭｌｉｈｎｎｅｇ－ｓｅｄｔｌＨｉｈｐｅＤａａＡｃｉｉｉｎＳｓｅｓｄｎｂｄｅｃｉｕｅｑｕｓｔｏｙｔｍＢａｅｏＥｍｅｄＴｅｈｎｑｄ
Ｋｅｒｓｙｗｏｄ：Ｄｔｃｕｓｉｎａａａｑｉｔ，ＡＤＳ３４ｉｏ８６，Ｅｅｄｄｔｃｎｌｇ，ＡＴ１ｂｍｄｅｈｏｏｅｙ９ＲＭ９０２０
１引言
用到故障诊断系统的数据采集系统部分中去，设计了一种新型的多通道高速数据采集与分析系统，可以有效地把多台数据采集设备联在一起，以实现生
制和自动化系统成为可能【】１。而这些系统能够稳定可靠工作的一个重要前提是处于前端的数据采集、
２１硬件结构介绍．由于此项目是一个面向工业级别的高速采集分析平台，此速度、能与可靠性是较为重要的，因性经过比较，我们选定了Ａｍｌ司出品的采用ＡＲｔｅ公Ｍ９内核的３嵌入式处理器Ａ９Ｒ２０作为我们的开２位ｔ１Ｍ９０发平台的中央处理器。Ｔ１Ｍ９０Ａ９Ｒ２０是Ａｔｅ公司针ｍｌ对系统控制、讯领域推出的基于ＡＭ９０通Ｒ２Ｔ内核的
维普资讯
设计与研究１＇一
●
基于嵌入式技术的新型高速多通道数据采集系统的研制

基于ARM和FPGA的高速数据采集卡的设计与实现

基于ARM和FPGA的高速数据采集卡的设计与实现高速数据采集卡是一种用于实时采集高速数据的硬件设备，它可以将模拟信号转换为数字信号，并通过接口传输到计算机或其他设备进行处理。

在许多领域中，如仪器仪表、医学影像、通信等，高速数据采集卡被广泛应用。

在设计高速数据采集卡时，我们首先需要选择适合的处理器。

ARM处理器因其低功耗和高性能而成为了许多嵌入式系统的首选。

其架构简单、易于开发和应用，因此非常适合用于高速数据采集卡的设计。

同时，ARM处理器也提供了丰富的外设接口，可以方便地与其他模块进行通信和数据传输。

在数据采集过程中，我们需要将模拟信号转换为数字信号。

为此，我们可以使用FPGA芯片来实现高速的模数转换功能。

FPGA芯片具有高度可编程性和并行计算能力，可以根据需要进行灵活的配置和优化。

通过将FPGA芯片与ARM处理器进行连接，我们可以实现高速数据采集和实时处理的功能。

在实际设计中，我们可以使用一块FPGA开发板作为硬件平台。

这种开发板通常具有丰富的外设接口，并且可以方便地进行扩展和调试。

我们可以在开发板上搭建一个数据采集系统，包括模拟输入接口、ADC模块、FPGA芯片和ARM处理器。

通过适当的接口设计和数据传输协议，我们可以实现高速数据的采集和传输。

在软件开发方面，我们可以使用嵌入式操作系统来管理和控制系统。

由于ARM处理器具有丰富的外设接口和强大的计算能力，我们可以在嵌入式操作系统上开发相应的驱动程序和应用程序。

通过这些软件的配合，我们可以实现数据的采集、处理和存储等功能。

综上所述，基于ARM和FPGA的高速数据采集卡的设计与实现是一个复杂而有挑战性的任务。

通过合理的硬件设计和软件开发，我们可以实现高速数据的采集和实时处理，并且可以广泛应用于许多领域中。

随着科技的不断进步，高速数据采集卡将会发挥越来越重要的作用。

基于嵌入式技术的网络数据采集系统研究

现场总线中的ＣＮ总线技术因具备其特Ａ的填充技术进行编码。有的协议特等，使得ＣＮ总线具有了错误分Ａｆ出错标注４１这Ａ在发现发送位、充、等错误时，填应答检测析等便于实际应用的优势，就使得应用ＣＮ出错误的ＣＮ控制器就会发送出１Ａ个出错标总线的系统能较好的实现功能，为实现数字通信更好的服务。志，并在下一位开始发送。结束语
『韩璐，３１张洁，包铁等．ＳＭＰ的信息采集系基于Ｎ统ｌ吉林大学学报（学））０９７：２５Ｊ１．理ｆ，０，１２一￣２４．
ｌ２．２９用示意图Ｃ板
参考文献
一
２６一
中国新技术新产品
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一
ＣｉａＮｗＴｃｎｌｇｅｎｒｄｃｓｈｎｅｅｈｏｏｉｓａｄＰｏｕｔ
信息技术
基于嵌入式技术的网络数据采集系统研究
曹聪刘治国张德育 ’

高速数据采集系统的设计

０接口时间关系见图一。，
⑤ ＡＸ１１在与ＡＤＰ１１等ＤＳ接口２Ｓ２０Ｐ中，ＤＳ２０ＡＰ１１可接收１数据，６位于是１４位ＡＤ转换数据被时钟同步移入ＤＰ，时后面跟随两Ｓ同
位尾随的０接口时间关系见图二。，
号，同时将结果数据传给单片机。为了实现系统功
能，们选择了ＰＣ６８７单片机和ＭＡＸ１１我Ｉ１Ｆ７２模
数转换器。ＰＣ６８７单片机是美国ＭｉｏｈｐＩ１Ｆ７ｃｃｉｒ
公司生产的中级产品，用ＲＳ采ＩＣ精简指令集、哈
张炜贾丽娟蒋侃锁
长岭电子科技公司工艺技术处李自红
摘
要：某高速测试系统中，了采集多路在一４Ｖ＋４５快速变化的电压信号，在为２．Ｖ系统采用ＰＣ单片机、Ｘ３８ＩＭＡ７、
ＰＧＡ２３ＭＡＸ１１０、２等构成硬件电路，通过单片机软件控制信号的采集、转换，并将结果传输给单片机。文章介绍了ＭＡＸ１１２
点。
佛总线结构、嵌入式闪存以及多路Ａ／转换器。Ｄ
维普资讯
２００７年第四期２、电路时钟频率ＳＤＡＴ管脚来观察分析一帧一帧的输出数据。Ａ
ＭＡＸ１１可与大多数流行的ＤＰ、Ｓ、２ＳＡＤＰ单片机的串行接Ｉ直接连接，：Ｉ该输入可以接收ＴＴＬ
④ ＭＡＸ１１与八位单片机连接以ＳＩ２Ｐ方式

基于ARM+Linux的高速数据采集系统

ｐｏｅｓｒｃｍｉ２ＭＢＤＡａｄ２６ＦＡＨｆｒｙｔｅｉ，ｅｉｄｄｃｓｉｆｈｂｅｔｅｒｃｓ，ｏｂｎ１８ＳＲＭｎ５ＭＢＬＳｓｍｄｓｎｄｔｌｉｕｓｎｏｅｏｊｃｖｓｏｅｏｓｅｇａｅｓｏｔｉ
Ａｂｓｒｃ：Ａｓｔｏｎｉｕｕｓｄｅｌｐｅｔｏｌｃｒｎｃｉｆｒａｉｎｓｔｍｓｍｂｄｄｃｔｏｙｓｅｓｉｔａｔｈｅｃｔｎｏｖｅｏｍｎｆｅｅｔｏｉｎｏｍｔｏｙｓｅ，ｅｅｄｅｏｎｒｌｓｔｍｎｉｄｓｒｎｇｉｕｌｅｈａｅｎｗｉｌｅ，ｈｉｏｂｎａｉｎｆａｃｅｃｌｐａｔｉｈｃａｅｉｎｏｅＡＲＭｎｕｔｙａｄａｒｃｔｓｂｅｄｅｙｕｓｄｔｓｃｍｉｔｏｏｈｍｉａｌｎｎｔｅａｔｌｓｇｆｔｕｒｕｄｈｍｉｒｒｃｓｏｔｍｂｄｄｄＬｉｕｃｏｐｏｅｓｒｗｉｈｅｅｅｎｘ，ｈｇ —ｐｅｄｄｔｃｕｉｉｉｎｓｔｍ，ｉｒｅｏａｈｉｖｅｔｅｅｆｎｃｉｎ，ｉｈｓｅａａａｑｓｔｏｙｓｅｎｏｄｒｔｃｅｈｓｕｔｏｓＡＲＭｎｔｓｕｓｏｎｐｐｅｎｄＬｉｕｘｏｒｔｎｇｓｔｍｓａｅｎｔｅｓｅｔｏ￥ｉｈｅｄｉｃｓｉａｒａｎｐｅａｉｙｓｅ，ｂｓｄｏｈｅｌｃｉｎ３Ｃ２４１０ＡＲＭ９Ｔ－ｓｄ２０ｂａｅ
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基于嵌入式的高速数据采集系统的设计
作者：欧阳娣
来源：《电子世界》2012年第19期
【摘要】本文设计了一种基于嵌入式高精度高速数据采集模块，利用高速多路模拟开关选择8路模拟信号输入，实现程序控制采集任意1路或者轮流采集1～8路信号。

论文介绍了系统设计的总体方案及详细的软硬件设计。

【关键词】高精度；数据采集；USB总线
1.引言
数据采集在现代工业生产及科学研究中的重要地位日益突出，并且对实时高速数据采集的要求也不断提高。

在信号测量、图像处理、音频信号处理等一些高速、高精度的测量中，都需要进行高速数据采集。

基于计算机和嵌入式的分布式数据采集系统架构以其开发成本低、开放性、运算能力、通讯能力强、易于使用，逐渐成为设计应用的主流[1]，而目前在微机系统中，外设与CPU的连接存在接口标准各自独立、互不兼容、无法共享的问题，并且安装、配置亦很麻烦，而通用串行总线（USB）的优良特性对此提供了极佳的解决方案[1]。

2.系统硬件设计
如图1，系统的工作方式为，模拟信号输入部分实现采样多路信号的选择，同时对输入的模拟信号进行调理后送入A/D采样，而利用FPGA作为逻辑控制器实现系统内器件逻辑控制信号的产生，并且控制A/D的采样频率。

在FPGA内部配置双口RAM实现数据缓冲。

嵌入式处理器负责读取数据，并通过USB总线传输到计算机，嵌入式处理器还负责整个系统的协调工作[2]。

2.1 模拟输入和调理电路
信号输入通道为多通道输入，系统可以采用ADG608高速多路模拟开关组成，由1条片选线和3条地址线实现从8路单端信号中选择其中一路，送入后级电路处理。

同时，在高速数据采集系统中，由于现场输入信号大小范围广，因而需要将信号放大或者衰减，满足A/D转换器模拟输入要求（0～5V），并尽可能的使A/D转换后有效位数大。

AD8551是一款低漂移，单电源的轨对轨输入/输出运算放大器，可由+2.7～+5V的单电源驱动。

它具有极低的失调、漂移和偏置电流[3]。

信号调理电路如图2，AIN为模拟输入信号，AO信号输出。

第一级放大倍数
N1=1+R2/R1，第二级放大倍数N2=1+R3/R4，总的放大倍数N=N1×N2，通过R1、R2、R3和R4的不同取值，可实现不同倍数放大或衰减。

滤波部分包括信号滤波和电源滤波，主要是减少噪声的干扰。

电容C3和C4为电源去耦电容，对电源进行滤波。

信号滤波共有4级，滤波器均采用RC滤波器。

其中R6和C6组成第一级信号滤波；R2和C1组成第二级信号滤波；R5和C5组成第三级信号滤波；R4和C2组成第四级信号滤波。

RC滤波器的计算方法：f=1/（2πRC）。

其中f为截止频率，也就是说大于f 的频率的信号通过RC滤波器以后都会有较大的衰减抑制。

2.2 嵌入式处理器
本系统选用ATMEL公司的AT91RM9200。

AT91RM9200是完全围绕ARM920T ARM Thumb处理器构建的ARM系统，AT91RM9200集成了许多标准接口，其中包括USB2.0（全速）的主机和设备端口，USB2.0全速（12Mb/s）主机端口含片上收发器（208引脚PQFP封装中仅为一个）和集成的FIFO及专用的DMA通道；USB2.0全速（12Mb/s）器件端口含片上收发器，2K字节可配置的集成FIFO。

3.软件设计
3.1 主程序设计
如图3所示，主程序首先完成硬件初始化，初始化内容包括初始化嵌入式处理器的I/O口状态、中断寄存器以及定时器/计数器的寄存器等等。

然后进入一个循环体，在此循环中通过检测USB接口中的电源端）输入到嵌入式处理器I/O口上的电平高低来判断USB设备是否插入到主机设备中，如果USB设备插入到主机设备中，USB接口中的电源端输入到嵌入式处理器I/O口电平为高，程序进入到USB设备端点枚举过程，完成USB设备枚举后，进入采样服务程序，等待上位PC机的命令，设置采样状态，开始数据采集。

主程序将AD转换采样后得到的数据写到USB端点缓冲区中，等待上位PC机发送命令读取USB端点缓冲区中的数据；如果主程序已经工作在USB设备插入到主机设备中的状态下，而将USB设备从主机设备中拨出，主程序会跳到本循环体的入口处检测电平的高低；如果嵌入式处理器I/O口上的电平保持为低，主程序将停留在这个循环体中，等待USB设备插入到主机设备中，嵌入式处理器I/O 电平发生变化后进入数据采集和传输工作状态。

3.2 USB固件程序的设计
固件程序包含在主程序中，如图4所示，作为主程序的一个子程序，USB设备在正常使用之前，必须由主机完成USB设备的配置。

主机一般会从USB设备获取配置信息后再确定此设备有哪些功能。

作为配置操作的一部分，主机会设置设备的配置值，如果必要的话会选择合适的接口备选设备。

在发出连接USB命令后，主机先读取设备描述符，然后发出设置USB地址SETUP包，设置USB地址后，进行主机客户驱动与设备初始化，其余端点依此类推。

4.结论
本文设计采用USB总线传输数据，USB总线具有USB总线传输具有速度快、支持热插拔和即插即用、使用灵活和易于扩展，能够采用USB总线供电方式，无需外部电源，更好的适用于室外场合的数据采集。

该系统能够外置于计算机，避免了传统内置式集卡需要插入计算机内部插槽才能采集数据，能与便携式计算机配合使用，提高系统的便携性。

参考文献
[1]周俊蓉.高速数据采集系统[J].通信与信息技术， 2004， 10：32—35.
[2]马凯，刘要文.高速数据采集卡的设计[J].计算机工程.2004，24（30）：180—182.
[3]何朝阳，石菡贞.高速高精度实时数据采集系统的设计与实现[J].国外电子测量技术，2005，6（12）：30—33.。