新型传感器数据记录系统设计与实现
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Ａ Ｍ Ｒ ９主控 制器 模 块 以及 带 触 摸 屏 的 Ｌ Ｄ显 示 Ｃ 模 块等 部分 ， 系统 硬 件 总 体 框 图如 图 ２所 示． 其 中 ，Ｃ Ｌ Ｄ采用 的是 日立 公 司生产 的 ４ ３寸 Ｔ Ｔ真 ． Ｆ
彩 液 晶屏 ．
４ 系统软件设计
嵌 入 式 系 统 软 件 一 般 由 Ｂｏｌ ｄｒ引 导 程 ｏｔａｅ ｏ 序 、 入 式操 作 系 统 以及 应 用 程 序 构 成 ， 结 构 嵌 其
于传感 器 的高 精 度 数 据 采 集 记 录 系 统 的研 究 开 发 都处 于起 步 阶段 ， 此 ， 发 出高 精 度 传 感 器 因 开
数 据记 录 系统 就显 得尤 为重 要 ．
本 文设计 的新 型传感 器数据 记录 系统 采用 三 星公司生产 的 ￥ Ｃ４０ ３ ２４Ａ芯 片作 为 ＭＣ Ｕ的核心控
器 数据 采集 记 录提 出 了更高 的要 求 ． 生 产过 程 在
Ｈ ｒａｄ高速 缓 冲体 系结构 ， 有 独 立 的 、 ８字 ａｖｒ 具 由 长 的行 组 成 的指 令 Ｃ ｃｅ １Ｋ 和 数 据 Ｃ ｃｅ ａｈ （ ６ Ｂ） ａｈ （６ Ｂ） ．由 于 具 有 完 整 的 通 用 系 统 外 设 ， １Ｋ
控制 生 产 。 完全 满足 工业现 场 的 高精 度 需 求 ， 环境监 测 等领域 有 着较 高 的工程 应 用价值 ． 在
［ 键词 ］ 据采 集 ；３ ２ ４ Ａ； Ｉ ７ ５；Ｐ ； Ｔ 关 数 ￥ Ｃ ４ ０ Ａ） ０ Ｓ ＩＱ ７
［ 中图分 类号 ］Ｐ ３ ［ Ｔ ３５ 文献 标 志码 ］ ［ 章编 号 ］６３— ０２ ２ １ ）５— ０３— ４ Ｂ 文 １７ ８ １ （０２ ０ ０ ５ ０ 随着数 字技 术 的飞速 发 展 ， 对工 业 现 场传 感
Ｓ Ｃ ３ ＧＰＯ Ｉ Ｓ ］ Ｐ
Ａ
成 ； 触 摸 屏 的 Ｌ Ｄ 控 制 器 可 以 实 现 系 统参 数 带 Ｃ
设 置和实 时显 示最 新状 态． 前 端 Fra bibliotekＡＤ ／—
ＯＯ
Ｓ 】 ０Ｓ ０ ＰＭ １ Ｓ Ｉ Ｐ ＣＬＫ０ ＧＰ Ｏ Ｉ
Ａ
＿ 王 ＾ 制
ＬＤ ａ
￥ Ｃ４ ０ ３ ２ ４ Ａ无 需 配 置额 外 的组 件 ， 低 了整 体 系 降
中 ， 用这 一 系统 可 以对生 产 现场 的传 感 器 参数 应
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 … ． 当前 ， 国对 直 接 应 用 我
［ 作者简介 ］ 干开峰（ ９４一） 男 ， １７ ， 安徽和县人 ， 实验师 ， 主要从事嵌 入式系统方面的研究 ．
５３
传感器； ／ 转换器是数字化 的关键部件 ， ＡＤ 决定
了整 个 系 统 的 精 度 ； 控 制 器 由 ￥ Ｃ ４ ０ 构 主 ３ ２４ Ａ
ＡＤ７ ０ ７ ５ ＣＳ ＤＯＵＴ Ｄ玳
用 Ｕ— ｏｔ 始化 硬件 系统 ， 置 内核 参 数并 启 Ｂ ｏ初 设
３ １ 主 控 电路设计 ．
动 内核 ； 入式 操 作 系统 选 用嵌 入 式 Ｌｎｘ操 作 嵌 ｉ ｕ 系统 ， 操作 系 统具 备 的 源码 开 放 、 该 内核 可裁 减 等特 性使 其成 为嵌 入式 开发 的首选 ．
２１ ０ ２年 １ ０月
重庆文理学 院学报 （ 自然科学版 ）
Ｊｕｎ ｏ ｈｎ ｑｎ ｎｖ￣ｔ ｆ ｔ ａｄＳｉｎｅ Ｎ ｔｒ ｃ ｎ ｅＥ ｉｏ ） ｏｒ￣ ｆ ｏｇ ｉｇＵ ｉ ｉ ｏ ｓ ｎ ｃ ｃｓ（ ａｕａ Ｓｉ ｃ ｄｔ ｎ Ｃ ｅ ｙ Ａｒ ｅ ｌ ｅ ｉ
０ｃ．． ２ ２ ｔ ０１ Ｖ０． Ｎｏ ５ １ ３１ ．
Ｍ 的 Ｓ Ｒ Ｍ 能够 保 证 系统 运 行 流 畅 ，５ 的 ＤＡ ２ ６Ｍ
Ｕ—Ｂ ｏ 是一 款功 能强 大 的 Ｂ ｏ ｏｄ ｒ源 码 ｏｔ ｏｔ ａｅ ， ｌ 开放 ， 支持 ￥ Ｃ ４ ０ ３ ２４ Ａ处 理器 ， 对 Ｌｎ ｘ 作 系 且 ｉ 操 ｕ 统 的支持 最为完 善 ． Ｕ—Ｂ ｏ 移 植 过 程 主要 修 改 ｏｔ 与硬 件 相 关 的文 件 ， 括 ｓ ｋ４ ０ ｈ ｆ ｓ ． 、 包 ｍｄ２ ４ ． 、 ａｈ ｃ ｌ ｍ ｍ ｅ ｐ ｃ ｓｃ４ ０ ｃ Ｍａ ｅ ｌ ５个 文 件 ， ｅ ｓｔ ． 、３ ２ ４ ． 、 ｋ ｆｅ等 ｕ ｉ 然 后通 过交 又编译 生 成 Ｕ —Ｂ ｏ． ｉ ｏｔｂｎ文件 ， 写 到 烧 系统 Ｎ Ｎ Ｌ Ｓ 上 运 行 ， 载 和 引 导 操 作 系 Ａ ＤＦＡ Ｈ 装 统 内核 ．
如 图 ４所示 ．
应用程序
Ｉ
进程 管 理 文件 系统
内存管理
设备－ 动 马 医
Ｌｎ ｘ操作 系统 ｉｕ
ｌ
Ｂｏ ｔ ａ ｅ ｏｌ ｄ ｒ ｏ
图 ４ 系 统 软 件框 图
本 系 统 软 件 实 现 中 ， ｏｔ ａ ｅ 导 程 序 选 Ｂ ｏ ｏｄｒ引 ｌ
图 ２ 系统 硬 件 框 图
ｍｄｋ ４４ ｅ， ａ ｅ ｌ ． ２ ０． Ｍ ｋ ｆ ｅ ｉ ｍａ ｈ ｓ ｃ
— —
ｐ ｉｔ ＫＥ ｒ ｋ（ ＲＮ— ＥＲ ” ａ ７ ０ ｉｉ ｃｍｐｅ ｎ ＡＬ Ｔ Ｋ： ｄ ７ ５ ｎｔ ｏ ｌ—
ｔ ！ ｎ ） ｅ ｄ ” ；
｝
￥ Ｃ ４ ０ 的 Ｓ Ｉ 制器 初 始 化 主要 完 成控 ３ ２４ Ａ Ｐ控 制 寄 存 器 Ｓ Ｃ Ｎ 设 置 、 特 率 Ｓ Ｐ Ｅ设 置 和 ＰＯ 波 ＰＲ Ｇ ＨＯ 口的设 置等 ． Ｐ 控制 器初 始化 函数 如下 ： ＳＩ
第３ １卷
第 ５期
新 型 传 感 器 数 据 记 录 系统 设 计 与 实 现
干 开峰 ， 王 俊 ， 济洲 汪
合肥 ２ ００ ） ３６ １ （ 合肥学 院机器视觉与智能控制技术重点实验室 ，安徽
［ 摘
要 ］ 计一 种应 用 于工 业现 场 的 新 型传 感 器数 据 记 录 系统 ． 件 部 分 采 用 高 分辨 率、 设 硬 宽
统成 本 ， 一 款 高 速 、 性 能 、 功 耗 的微 处 理 是 高 低
器 ， 别 适 合 于工 业 控 制 、 信 设备 、 车 电 子 特 通 汽 以及 医疗 设备 等 系统 的应用 ． １ ２ 数 据采 集芯 片 ． Ａ ７０ Ｄ ７ ５芯 片 可 实 现 双 通 道 全 差 分 模 拟 输
信号 ， 后产 生 串行 的数 字 输 出 ， 串行 接 口可 然 其 配置 为 三线 接 口， 益 值 、 号 极 性 以及 更 新 速 增 信
率 的 选 择 可 用 串 行 输 入 口 由 软 件 来 配 置 ． Ａ ７０ Ｄ ７ ５还 包 括 自校 准 和 系统 校 准 选项 ， 以消 除 器件 本身 或 系统 的增益 和偏 移误 差 ， 用 于工 业 是 控制 和智 能 系统 的理想 产 品．
控 — １ 制 —／ 器
Ｓ Ｋ ＣＬ ＤＲＤＹ
感 — １ 转 — １ 控 一 ． — 、 传 — ， 换 — ，
器 器
器
图 ３ 数 据 采 集模 块 接 口连 接 图
图１ 系 统结构框图
３ 系统 硬 件 设 计
系统硬件部分主要包括 Ａ Ｄ ／ 数据采集模块 、
４ １ Ｕ— ｏｔ ． Ｂ ｏ 移植
系 统 主 控 电 路 主 要 由 ￥ Ｃ ４０ ２ 片 ３ ２４ Ａ、
３ Ｍ１ ｂｔ 宽 的 Ｓ Ｒ Ｍ 级 联 成 的 ６ Ｍ３ ｂｔ ２ ６ ｉ位 ＤＡ ４ ２ ｉ 位
宽 的 Ｓ Ｒ Ｍ 和 ２ ６Ｍ 的 Ｎ Ｎ Ｌ Ｓ Ｄ Ａ ５ Ａ Ｄ Ｆ Ａ Ｈ组成 ．４ ６
动态范围的 １ ∑ 一Ａ Ａ Ｄ ６位 ／ 芯片 Ａ ７ ０ Ｄ ７ ５采集传 感器数值 ， Ｄ ７ ５通过 Ｓ Ｉ Ａ ７０ Ｐ 总线和微控制
器 Ｓ Ｃ４ ０ ３ ２ ４ Ａ互联 ； 件部 分选 用嵌 入 式 Ｌｎ ｘ操 作 系统 ， 图形 化 编程 语 言 Ｑ 实现应 用程 软 ｉｕ 以 Ｔ 序 ． 系统应 用 于汽 车弹 片弹 力测试 系统 ， 该 直接 采 集弹 力 传 感 器数 值 ， 过 触摸 屏 实 时显 示和 通
行 接 口送 给 ￥ Ｃ ４ ０ 进 行 处 理． ３ ２ ４ Ａ 具 ３ ２４ Ａ ￥ Ｃ ４０
有 ２个 Ｓ Ｉ总线 接 口，可 以支 持 轮 询 、 断 和 Ｐ 中
Ｄ ＭＡ数 据 传 输 模 式 ． 设 计 中 的 Ｓ Ｉ 作 模 式 本 Ｐ工 设 定 为 轮 询 模 式 ． Ｄ ７５与 ￥ Ｃ ４０ Ａ ７０ ３ ２４ Ａ之 间 的
接 口连 接 如 图 ３所示 ．
５ ４
嵌入 式 Ｌｎ ｘ内核 主要 由进 程 调 度 、 ｉ ｕ 内存 管
理、 虚拟 文件 系 统 、 网络 接 口和 进 程 间 通 信 ５个
子 系统组 成 Ｊ本 系统 选 用 Ｌｎ ｘ一２ ６ ３ ． ｉｕ ． ． ０版本 内核 ， 要移植 步 骤如 下 ： 主 １ 修 改文 件 ． ） 主要 修 改 与 硬 件 相 关 的文 件 ：
ｓａｉ ｏｄ ｓ ｉ ｉ ｔｖｉ） ｔｔ ｖ ｉ ｐ ｎ （ ｏ ｃ ｉ ｄ
—
２ 配 置 内 核 ． 行 ｍａｅ ｍｅ ｕｏ ｆ ， 生 ） 运 ｋ ｎ ｃｎ ｇ 产 ｉ ｃｎｉ文件 ． ｏｆ ｇ ３ 编 译 内核 ． ） 内核 配置 完 成 之 后 ， 行 ｍ ｋ 执 ａｅ
号 ． 数据记 录系统实 现二通 道数 据采 集 ， 该 每通道 数 据采样率 达 ５０ Ｐ ， 据分 辨率 为 ｌ ０ Ｓ ｓ数 ６位 ， 以 可
大功 耗 为 １ｍｗ ， 待 电 流 的 最 大 值 为 ８ ｕ ． 等 Ａ
Ａ ７０ Ｄ ７ ５可 以接受 直接 来 自传感 器低 电平 的输 入
制元 件 ， 用美 国模 拟 器 件公 司生 产 的 Ａ 选 Ｄ芯 片
入， 利用 ∑ 一△转 换 技 术 实 现 了 １ 无 丢 失 代 ６位
码， 非线 性度 为 ０ ０ ３ 低 功耗 ， ， ０ ％． ３ Ｖ电压 时 ， 最
Ａ ７０ ， 直接 来 自传感 器 的低 电平 的输 入信 Ｄ ７５接受
Ａ Ｍ ２ Ｔ 内 核 ， 现 了 ＭＭＵ、 ＭＢ Ｕ 和 Ｒ ９０ 实 Ａ ＡＢＳ
［ 收稿 日期 ］０ ２－０ ２１ ７—２ ６
端 传 感器适 用 于 能 够 输 出标 准 电压 信 号 的 各 种
［ 基金项 目］ 安徽省高校省级 自然科学研究 一般 项 目（ ２ ｌＢ ５ ） 安徽省高校省级 自然科 学研究重点项 目（ Ｊ ００ ２ ２ ． Ｏ２ １１ ； Ｋ２１Ａ９ ）
２ 系统 总 体 设 计
系统主要 由前端传感器 、 ／ 转换器 、 ＡＤ 主控
制 器 和 Ｌ Ｄ控 制 器 组 成 ， 图 １所 示 ． 中 ， Ｃ 如 其 前
￥ Ｃ ４０ ３ ２４ Ａ为 １ ／２ ＲＳ ６ ３位 Ｉ Ｃ微处理器 ， 主频
４ ０ＭＨ 最 高 可 达 ５３ ＭＨ ． ３ ２４ Ａ 采 用 ０ Ｚ， ３ Ｚ ￥ Ｃ ４０
４ ２ 嵌 入式 Ｌｎ ｘ移植 ． ｉ ｕ
Ｎ Ｎ Ｌ Ｓ 装载 Ｂｏｌ ｄｒ 导程 序 、 作 系 Ａ ＤＦＡ Ｈ ｏｔａｅ 引 ｏ 操
统 内核及 文件 系统 ， 同时 也为 数据 存 储提 供 了 足
够 的空 间． ３ ２ 数 据采 集部分 电路 设计 ．
Ａ ７０ Ｄ ７ ５直 接 采 集 传 感 器 数 值 ， 过 Ｓ Ｉ串 通 Ｐ
满 足工业 现场 高 精度 的应用 需 求 ． 应用 于汽 车 弹 片弹力测试 系统 ， 采集 弹力传 感器 数值 ， 直接 数据 显示 和控制 选 用触 摸 数 字显 示 屏 ， 直接 设 置控 制 参数 ， 显著提高 了汽车 弹片生产 的可靠性 ．
１ 主 要构 成 器 件
１ １ 主控 制器 芯片 ．
彩 液 晶屏 ．
４ 系统软件设计
嵌 入 式 系 统 软 件 一 般 由 Ｂｏｌ ｄｒ引 导 程 ｏｔａｅ ｏ 序 、 入 式操 作 系 统 以及 应 用 程 序 构 成 ， 结 构 嵌 其
于传感 器 的高 精 度 数 据 采 集 记 录 系 统 的研 究 开 发 都处 于起 步 阶段 ， 此 ， 发 出高 精 度 传 感 器 因 开
数 据记 录 系统 就显 得尤 为重 要 ．
本 文设计 的新 型传感 器数据 记录 系统 采用 三 星公司生产 的 ￥ Ｃ４０ ３ ２４Ａ芯 片作 为 ＭＣ Ｕ的核心控
器 数据 采集 记 录提 出 了更高 的要 求 ． 生 产过 程 在
Ｈ ｒａｄ高速 缓 冲体 系结构 ， 有 独 立 的 、 ８字 ａｖｒ 具 由 长 的行 组 成 的指 令 Ｃ ｃｅ １Ｋ 和 数 据 Ｃ ｃｅ ａｈ （ ６ Ｂ） ａｈ （６ Ｂ） ．由 于 具 有 完 整 的 通 用 系 统 外 设 ， １Ｋ
控制 生 产 。 完全 满足 工业现 场 的 高精 度 需 求 ， 环境监 测 等领域 有 着较 高 的工程 应 用价值 ． 在
［ 键词 ］ 据采 集 ；３ ２ ４ Ａ； Ｉ ７ ５；Ｐ ； Ｔ 关 数 ￥ Ｃ ４ ０ Ａ） ０ Ｓ ＩＱ ７
［ 中图分 类号 ］Ｐ ３ ［ Ｔ ３５ 文献 标 志码 ］ ［ 章编 号 ］６３— ０２ ２ １ ）５— ０３— ４ Ｂ 文 １７ ８ １ （０２ ０ ０ ５ ０ 随着数 字技 术 的飞速 发 展 ， 对工 业 现 场传 感
Ｓ Ｃ ３ ＧＰＯ Ｉ Ｓ ］ Ｐ
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成 ； 触 摸 屏 的 Ｌ Ｄ 控 制 器 可 以 实 现 系 统参 数 带 Ｃ
设 置和实 时显 示最 新状 态． 前 端 Fra bibliotekＡＤ ／—
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［ 作者简介 ］ 干开峰（ ９４一） 男 ， １７ ， 安徽和县人 ， 实验师 ， 主要从事嵌 入式系统方面的研究 ．
５３
传感器； ／ 转换器是数字化 的关键部件 ， ＡＤ 决定
了整 个 系 统 的 精 度 ； 控 制 器 由 ￥ Ｃ ４ ０ 构 主 ３ ２４ Ａ
ＡＤ７ ０ ７ ５ ＣＳ ＤＯＵＴ Ｄ玳
用 Ｕ— ｏｔ 始化 硬件 系统 ， 置 内核 参 数并 启 Ｂ ｏ初 设
３ １ 主 控 电路设计 ．
动 内核 ； 入式 操 作 系统 选 用嵌 入 式 Ｌｎｘ操 作 嵌 ｉ ｕ 系统 ， 操作 系 统具 备 的 源码 开 放 、 该 内核 可裁 减 等特 性使 其成 为嵌 入式 开发 的首选 ．
２１ ０ ２年 １ ０月
重庆文理学 院学报 （ 自然科学版 ）
Ｊｕｎ ｏ ｈｎ ｑｎ ｎｖ￣ｔ ｆ ｔ ａｄＳｉｎｅ Ｎ ｔｒ ｃ ｎ ｅＥ ｉｏ ） ｏｒ￣ ｆ ｏｇ ｉｇＵ ｉ ｉ ｏ ｓ ｎ ｃ ｃｓ（ ａｕａ Ｓｉ ｃ ｄｔ ｎ Ｃ ｅ ｙ Ａｒ ｅ ｌ ｅ ｉ
０ｃ．． ２ ２ ｔ ０１ Ｖ０． Ｎｏ ５ １ ３１ ．
Ｍ 的 Ｓ Ｒ Ｍ 能够 保 证 系统 运 行 流 畅 ，５ 的 ＤＡ ２ ６Ｍ
Ｕ—Ｂ ｏ 是一 款功 能强 大 的 Ｂ ｏ ｏｄ ｒ源 码 ｏｔ ｏｔ ａｅ ， ｌ 开放 ， 支持 ￥ Ｃ ４ ０ ３ ２４ Ａ处 理器 ， 对 Ｌｎ ｘ 作 系 且 ｉ 操 ｕ 统 的支持 最为完 善 ． Ｕ—Ｂ ｏ 移 植 过 程 主要 修 改 ｏｔ 与硬 件 相 关 的文 件 ， 括 ｓ ｋ４ ０ ｈ ｆ ｓ ． 、 包 ｍｄ２ ４ ． 、 ａｈ ｃ ｌ ｍ ｍ ｅ ｐ ｃ ｓｃ４ ０ ｃ Ｍａ ｅ ｌ ５个 文 件 ， ｅ ｓｔ ． 、３ ２ ４ ． 、 ｋ ｆｅ等 ｕ ｉ 然 后通 过交 又编译 生 成 Ｕ —Ｂ ｏ． ｉ ｏｔｂｎ文件 ， 写 到 烧 系统 Ｎ Ｎ Ｌ Ｓ 上 运 行 ， 载 和 引 导 操 作 系 Ａ ＤＦＡ Ｈ 装 统 内核 ．
如 图 ４所示 ．
应用程序
Ｉ
进程 管 理 文件 系统
内存管理
设备－ 动 马 医
Ｌｎ ｘ操作 系统 ｉｕ
ｌ
Ｂｏ ｔ ａ ｅ ｏｌ ｄ ｒ ｏ
图 ４ 系 统 软 件框 图
本 系 统 软 件 实 现 中 ， ｏｔ ａ ｅ 导 程 序 选 Ｂ ｏ ｏｄｒ引 ｌ
图 ２ 系统 硬 件 框 图
ｍｄｋ ４４ ｅ， ａ ｅ ｌ ． ２ ０． Ｍ ｋ ｆ ｅ ｉ ｍａ ｈ ｓ ｃ
— —
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￥ Ｃ ４ ０ 的 Ｓ Ｉ 制器 初 始 化 主要 完 成控 ３ ２４ Ａ Ｐ控 制 寄 存 器 Ｓ Ｃ Ｎ 设 置 、 特 率 Ｓ Ｐ Ｅ设 置 和 ＰＯ 波 ＰＲ Ｇ ＨＯ 口的设 置等 ． Ｐ 控制 器初 始化 函数 如下 ： ＳＩ
第３ １卷
第 ５期
新 型 传 感 器 数 据 记 录 系统 设 计 与 实 现
干 开峰 ， 王 俊 ， 济洲 汪
合肥 ２ ００ ） ３６ １ （ 合肥学 院机器视觉与智能控制技术重点实验室 ，安徽
［ 摘
要 ］ 计一 种应 用 于工 业现 场 的 新 型传 感 器数 据 记 录 系统 ． 件 部 分 采 用 高 分辨 率、 设 硬 宽
统成 本 ， 一 款 高 速 、 性 能 、 功 耗 的微 处 理 是 高 低
器 ， 别 适 合 于工 业 控 制 、 信 设备 、 车 电 子 特 通 汽 以及 医疗 设备 等 系统 的应用 ． １ ２ 数 据采 集芯 片 ． Ａ ７０ Ｄ ７ ５芯 片 可 实 现 双 通 道 全 差 分 模 拟 输
信号 ， 后产 生 串行 的数 字 输 出 ， 串行 接 口可 然 其 配置 为 三线 接 口， 益 值 、 号 极 性 以及 更 新 速 增 信
率 的 选 择 可 用 串 行 输 入 口 由 软 件 来 配 置 ． Ａ ７０ Ｄ ７ ５还 包 括 自校 准 和 系统 校 准 选项 ， 以消 除 器件 本身 或 系统 的增益 和偏 移误 差 ， 用 于工 业 是 控制 和智 能 系统 的理想 产 品．
控 — １ 制 —／ 器
Ｓ Ｋ ＣＬ ＤＲＤＹ
感 — １ 转 — １ 控 一 ． — 、 传 — ， 换 — ，
器 器
器
图 ３ 数 据 采 集模 块 接 口连 接 图
图１ 系 统结构框图
３ 系统 硬 件 设 计
系统硬件部分主要包括 Ａ Ｄ ／ 数据采集模块 、
４ １ Ｕ— ｏｔ ． Ｂ ｏ 移植
系 统 主 控 电 路 主 要 由 ￥ Ｃ ４０ ２ 片 ３ ２４ Ａ、
３ Ｍ１ ｂｔ 宽 的 Ｓ Ｒ Ｍ 级 联 成 的 ６ Ｍ３ ｂｔ ２ ６ ｉ位 ＤＡ ４ ２ ｉ 位
宽 的 Ｓ Ｒ Ｍ 和 ２ ６Ｍ 的 Ｎ Ｎ Ｌ Ｓ Ｄ Ａ ５ Ａ Ｄ Ｆ Ａ Ｈ组成 ．４ ６
动态范围的 １ ∑ 一Ａ Ａ Ｄ ６位 ／ 芯片 Ａ ７ ０ Ｄ ７ ５采集传 感器数值 ， Ｄ ７ ５通过 Ｓ Ｉ Ａ ７０ Ｐ 总线和微控制
器 Ｓ Ｃ４ ０ ３ ２ ４ Ａ互联 ； 件部 分选 用嵌 入 式 Ｌｎ ｘ操 作 系统 ， 图形 化 编程 语 言 Ｑ 实现应 用程 软 ｉｕ 以 Ｔ 序 ． 系统应 用 于汽 车弹 片弹 力测试 系统 ， 该 直接 采 集弹 力 传 感 器数 值 ， 过 触摸 屏 实 时显 示和 通
行 接 口送 给 ￥ Ｃ ４ ０ 进 行 处 理． ３ ２ ４ Ａ 具 ３ ２４ Ａ ￥ Ｃ ４０
有 ２个 Ｓ Ｉ总线 接 口，可 以支 持 轮 询 、 断 和 Ｐ 中
Ｄ ＭＡ数 据 传 输 模 式 ． 设 计 中 的 Ｓ Ｉ 作 模 式 本 Ｐ工 设 定 为 轮 询 模 式 ． Ｄ ７５与 ￥ Ｃ ４０ Ａ ７０ ３ ２４ Ａ之 间 的
接 口连 接 如 图 ３所示 ．
５ ４
嵌入 式 Ｌｎ ｘ内核 主要 由进 程 调 度 、 ｉ ｕ 内存 管
理、 虚拟 文件 系 统 、 网络 接 口和 进 程 间 通 信 ５个
子 系统组 成 Ｊ本 系统 选 用 Ｌｎ ｘ一２ ６ ３ ． ｉｕ ． ． ０版本 内核 ， 要移植 步 骤如 下 ： 主 １ 修 改文 件 ． ） 主要 修 改 与 硬 件 相 关 的文 件 ：
ｓａｉ ｏｄ ｓ ｉ ｉ ｔｖｉ） ｔｔ ｖ ｉ ｐ ｎ （ ｏ ｃ ｉ ｄ
—
２ 配 置 内 核 ． 行 ｍａｅ ｍｅ ｕｏ ｆ ， 生 ） 运 ｋ ｎ ｃｎ ｇ 产 ｉ ｃｎｉ文件 ． ｏｆ ｇ ３ 编 译 内核 ． ） 内核 配置 完 成 之 后 ， 行 ｍ ｋ 执 ａｅ
号 ． 数据记 录系统实 现二通 道数 据采 集 ， 该 每通道 数 据采样率 达 ５０ Ｐ ， 据分 辨率 为 ｌ ０ Ｓ ｓ数 ６位 ， 以 可
大功 耗 为 １ｍｗ ， 待 电 流 的 最 大 值 为 ８ ｕ ． 等 Ａ
Ａ ７０ Ｄ ７ ５可 以接受 直接 来 自传感 器低 电平 的输 入
制元 件 ， 用美 国模 拟 器 件公 司生 产 的 Ａ 选 Ｄ芯 片
入， 利用 ∑ 一△转 换 技 术 实 现 了 １ 无 丢 失 代 ６位
码， 非线 性度 为 ０ ０ ３ 低 功耗 ， ， ０ ％． ３ Ｖ电压 时 ， 最
Ａ ７０ ， 直接 来 自传感 器 的低 电平 的输 入信 Ｄ ７５接受
Ａ Ｍ ２ Ｔ 内 核 ， 现 了 ＭＭＵ、 ＭＢ Ｕ 和 Ｒ ９０ 实 Ａ ＡＢＳ
［ 收稿 日期 ］０ ２－０ ２１ ７—２ ６
端 传 感器适 用 于 能 够 输 出标 准 电压 信 号 的 各 种
［ 基金项 目］ 安徽省高校省级 自然科学研究 一般 项 目（ ２ ｌＢ ５ ） 安徽省高校省级 自然科 学研究重点项 目（ Ｊ ００ ２ ２ ． Ｏ２ １１ ； Ｋ２１Ａ９ ）
２ 系统 总 体 设 计
系统主要 由前端传感器 、 ／ 转换器 、 ＡＤ 主控
制 器 和 Ｌ Ｄ控 制 器 组 成 ， 图 １所 示 ． 中 ， Ｃ 如 其 前
￥ Ｃ ４０ ３ ２４ Ａ为 １ ／２ ＲＳ ６ ３位 Ｉ Ｃ微处理器 ， 主频
４ ０ＭＨ 最 高 可 达 ５３ ＭＨ ． ３ ２４ Ａ 采 用 ０ Ｚ， ３ Ｚ ￥ Ｃ ４０
４ ２ 嵌 入式 Ｌｎ ｘ移植 ． ｉ ｕ
Ｎ Ｎ Ｌ Ｓ 装载 Ｂｏｌ ｄｒ 导程 序 、 作 系 Ａ ＤＦＡ Ｈ ｏｔａｅ 引 ｏ 操
统 内核及 文件 系统 ， 同时 也为 数据 存 储提 供 了 足
够 的空 间． ３ ２ 数 据采 集部分 电路 设计 ．
Ａ ７０ Ｄ ７ ５直 接 采 集 传 感 器 数 值 ， 过 Ｓ Ｉ串 通 Ｐ
满 足工业 现场 高 精度 的应用 需 求 ． 应用 于汽 车 弹 片弹力测试 系统 ， 采集 弹力传 感器 数值 ， 直接 数据 显示 和控制 选 用触 摸 数 字显 示 屏 ， 直接 设 置控 制 参数 ， 显著提高 了汽车 弹片生产 的可靠性 ．
１ 主 要构 成 器 件
１ １ 主控 制器 芯片 ．