便攜式數據采集系統的設計

1 引言
數據采集在石油探采領(lǐng)域應用廣泛．幾乎涵蓋石油探采的各個(gè)環(huán)節。傳統的數據采集系統由于可操作性差、用戶(hù)界面不夠友好、人機交互困難等缺點(diǎn)已不能適應現在的需求。隨著(zhù)現代電子技術(shù)和嵌人式技術(shù)的發(fā)展，基于嵌入式技術(shù)的數據采集系統以其強大的功能、友好的界面、簡(jiǎn)易的操作受到用戶(hù)的青睞。這里介紹一種以S3e2410為核心基于嵌入式Linux的數據采集系統的設計方案，其中采用多通道高速A/D轉換器ADS8364。

2 器件選型
2．1 ADS8364簡(jiǎn)介
ADS8364是高速、低功耗、6通道同時(shí)采樣和轉換的16位A/D轉換器。采用+5 V工作電壓。3．3 V和5 V可選的接口電壓；80 dB共模抑制比的全差分輸入通道，內部+2．5 V參考電壓；6個(gè)模擬輸入分3組，每個(gè)輸入端有一個(gè)A／D轉換器和保持信號用于保證多通道同時(shí)采樣和轉換；差分輸入范圍為-VREF～+VREF；其6個(gè)16 bit AID轉換器同時(shí)工作，3個(gè)保持信號(HOLDA、HOLDB、HOLDC)啟動(dòng)指定通道轉換。
當這3個(gè)保持信號同時(shí)有效時(shí)，6通道的A/D轉換器同時(shí)轉換，并將轉換結果保存在6個(gè)寄存器，每個(gè)讀操作，ADS8364輸出16位數據，地址選通信號(A0、Al、A2)從具體的寄存器中讀取數據。地址／模式(ADD)信號選擇單通道、單周期或FIFO模式。正常工作時(shí)，ADS8364的REFOUT與REFIN連接可提供+2．5 V的參考電壓。
ADS8364本身產(chǎn)生的噪聲很小，但為獲得更好性能，輸入信號的噪聲峰值必須小于50μV。當采用5 MHz外部時(shí)鐘時(shí)，ADS8364．轉換時(shí)間為3．2μs，其采集時(shí)間為0．8μs。為獲得最大輸出數據率，可在下一個(gè)轉換期間讀取數據。
2．2 S3c2410簡(jiǎn)介
S3e2410是三星半導體公司生產(chǎn)的用于移動(dòng)終端的高性能SoC處理器，它也是一款低成本、低功耗、小體積、高性能的16／32 bit的RISC微控制器。該處理器基于A(yíng)RM920T內核，主要面向移動(dòng)設備終端。該系統設計利用S3e2410的低功耗、高性能等特點(diǎn)實(shí)現一種鋰電池供電的手持式，PDA功能的數據采集系統。

3 系統的硬件設計
3．1 ADS8364與S3c2410的接口設計
ADS8364通過(guò)向DVCC提供3．3 V或5 V電壓，其接口電壓為3．3 V或5 V，這樣可以實(shí)現ADS8364和5 V總線(xiàn)接口的5I系列單片機，以及3.3 V總線(xiàn)接口的DSP和ARM等接口連接。
該系統采用處理器S3e24lO與ADS8364接口無(wú)需附加任何的接口電壓轉換器，只需把ADS8364的接口電壓設置成3.3 V，可將兩者總線(xiàn)直接連接。圖1為S3e2410與ADS8364的接口電路。由圖1可看出，S3c2410與ADS8364的接口電路無(wú)需任何附加硬件邏輯電路，S3e2410的GPF4引腳與ADS8364的EOC引腳相連，將GPF4設置為中斷模式，用于接收ADS8364轉換結束中斷。將GPB5～GPB7設置為輸出模式，分別與ADS8364的HOLDA～HOLDC相連，用于選中3組A/D轉換器(每組2個(gè))啟動(dòng)轉換，S3C2410的BANK2片選信號nGCS2與ADS8364的CS相連，將A／D轉換器作為外部物理地址映射到S3C2410相應內核空間，位于外部I/O接口BANK2地址空間0x10000000~0x18000000。只要對BANK2進(jìn)行寫(xiě)操作，并將GPB5～GPB7分別設置000～111中某個(gè)數值就可以產(chǎn)生ADS8364的啟動(dòng)相應通道轉換的信號。S3c2410的A2~A4分別連接ADS8364的AO~A2，將ADS8364的6個(gè)讀數通道映射到Linux操作系統的地址為0x10000000、0x10000004、Oxl0000008、Oxl000000C、Oxl0000010、Oxl0000014。