基于MAxl320的工業(yè)風(fēng)機監測儀數據采集模塊的設計與實(shí)現

在實(shí)際應用中為了能控制ADC的采樣頻率，該設計使用定時(shí)器對A／D整個(gè)采樣、讀取數據的過(guò)程進(jìn)行行定時(shí)操作，從而使監測儀能根據現場(chǎng)的各種要求改變采樣頻率。這其中對于A(yíng)／D轉換的軟件設計，就有所改變：當要使用比較低的采樣頻率時(shí)(100 Hz～5 kHz)，定時(shí)的時(shí)間就比較長(cháng)，因為本監測儀的軟件設計是基于μC／Os-Ⅱ嵌入式系統下，所以使用定時(shí)器中斷方式，這樣就會(huì )避免在采樣這個(gè)任務(wù)里一直等待定時(shí)的到來(lái)，降低多任務(wù)操作系統的運行效率。把采樣，讀取數據整個(gè)過(guò)程放在中斷服務(wù)程序，當定時(shí)時(shí)間到時(shí)，就立刻跳到中斷服務(wù)程序里執行采樣讀取操作，然后再跳出中斷程序，繼續執行主程序后面的操作；當要使用比較高的采樣頻率時(shí)(5～40 kHz)，因為定時(shí)時(shí)間很短，所以可以用查詢(xún)方式，一直查詢(xún)定時(shí)器中斷標志位，當中斷標志位置位時(shí)，就執行采樣讀取操作。

4．2 實(shí)驗測試
采用內部時(shí)鐘，并使8通道都開(kāi)通，通道0～7都輸入1 kHz的正弦波(峰峰值為2 V)，把MAXl320的D0～D13與的LPC2290的D0～D13接起，其他的對應的引腳根據圖3連接起來(lái)，啟動(dòng)A／D轉換，因為8個(gè)通道的數據都一樣，所以只讀取通道O轉換后的數值，結果如表1所示。
以上測試結果數據是采樣1 kHz正弦波1個(gè)周期的采樣點(diǎn)數值，一共采樣38個(gè)點(diǎn)，其中正值部分采樣點(diǎn)有19個(gè)值，負值部分采樣點(diǎn)也有19個(gè)值，表1只列出其中一部分具有代表性的值。把這些采樣點(diǎn)在坐標上標出，就可以還原出輸入的正弦波。通過(guò)示波器可以看到實(shí)際跟蹤捕獲信號和采樣信號所用的時(shí)間和理論值基本相同。但是，等待EOLC信號變低由于本身執行程序需要時(shí)間，再加上讀取轉化結果是受到處理器數據總線(xiàn)本身的速度限制，整個(gè)采樣頻率就低于理想值?？梢酝ㄟ^(guò)一些改進(jìn)來(lái)減小這兩個(gè)因素對采樣頻率的影響即：
(1)可以把EOLC接到處理器的外部中斷信號引腳，采用中斷方式，這就要比原來(lái)設計的查詢(xún)方式響應速度快；
(2)可以提高CPU時(shí)鐘周期或減少讀寫(xiě)操作所占用的CPU周期數。

5 結 語(yǔ)
一般通用類(lèi)ICP傳感器的輸出信號頻率在0．5 Hz～6 kHz之間，經(jīng)過(guò)低通濾波后把一些高頻噪聲濾掉。通過(guò)上面的實(shí)驗測試結果以及示波器測出的采樣時(shí)間（0.3μs左右）和轉換時(shí)間（3.7μs）可知，8個(gè)通道同時(shí)工作時(shí)，采樣轉換總時(shí)間是4μs左右，所以可以算出每個(gè)通道的吞吐量大概是250kS/s，這樣完全能滿(mǎn)足現場(chǎng)風(fēng)機監測儀數據采集的要求。