由AT91M55800A構成的簡(jiǎn)易數據采集方案

0 引 言

在計算機測量、控制及信號處理中，數據采集發(fā)揮著(zhù)至關(guān)重要的作用。數據采集是獲取數據的重要手段，它是從傳感器或其他待測設備等模擬或數字被測單元中自動(dòng)采集信息的過(guò)程。而采用ARM內部的A/D轉換資源，具有轉換速度較高、工作可靠、設計的復雜度較低等優(yōu)點(diǎn)。同時(shí)， ARM還具有體積小、運算速度高，A/D轉換分辨率較高的特性，使ARM得到了廣泛的應用。本文利用ATMEL公司ARM7系列中的 AT91M55800A設計了一個(gè)簡(jiǎn)易的數據采集方案。該方案具有結構簡(jiǎn)單、開(kāi)發(fā)容易，可靠性強、價(jià)格低廉等特點(diǎn)，有一定的實(shí)用價(jià)值。

1 數據采集方案的結構和功能

方案結構如圖1所示。

該方案是由接收、A/D轉換和處理、輸出3部分組成。本方案以AT91M55800A為核心，該芯片是一個(gè)高性能的32位處理芯片，內部有一個(gè)8選1的模擬通道，一個(gè)10位的A/D轉換通道。預處理電路將傳感器拾取的信號進(jìn)行隔離放大和濾波至A/D轉換所需0～3 V，處理過(guò)的模擬信號通過(guò)AT91M55800A中的A/D轉換通道變成數字信號，并根據要求進(jìn)行相應的處理，最后由液晶顯示器輸出。同時(shí)，本方案使用 Flash存儲器作為程序存儲器用于保存數據。

2 硬件組成

AT91M55800A是ATMEL公司基于A(yíng)RM7TDMI核的AT91的 16/32位微控制器家族成員。它通過(guò)完全可編程的外部總線(xiàn)接口直接連到片外存儲器，使讀或寫(xiě)操作最快可以達到一個(gè)時(shí)鐘周期，通過(guò)將帶有片內SRAM的 ARM7TDMI處理器核、多種外圍功能模塊、模擬接口和低功耗振蕩器集成于單一硅片。AT91M55800A為低功耗應用提供了一個(gè)高度靈活和高性?xún)r(jià)比的解決方案。其主要特點(diǎn)如下：

a)集成了ARM7TDMI ARM Thumb處理器核，高性能的32位RISC體系結構，高代碼密度的16位指令集，嵌入式ICE；

b)8 kB片內SRAM，32位數據總線(xiàn)寬度，單時(shí)鐘周期訪(fǎng)問(wèn)，方案可最大擴展64 MB存儲器，軟件可編程的8位或16位外部數據總線(xiàn)；

c)主／從式SPI接口，8位～16位可編程數據長(cháng)度，4個(gè)外部從芯片選擇；

d)可編程的看門(mén)狗電路，提高方案的安全可靠性；

e)58個(gè)可編程I/O口線(xiàn)，擴展了輸入輸出口線(xiàn)；

f)先進(jìn)電源管理控制器，具有正常、等待、慢速、待機和掉電方式；

g)8優(yōu)先級、可單獨屏蔽的向量中斷控制器，6通道16位定時(shí)器/計數器，3個(gè)USART，每個(gè)USART有2個(gè)專(zhuān)用的PDC通道；

h)8通道10位A/D轉換器，2通道10位D/A轉換器；

i) 采用片內主振蕩器和PLL倍頻的時(shí)鐘產(chǎn)生器，采用片內32 kHz振蕩器的實(shí)時(shí)時(shí)鐘。

圖2為方案的實(shí)際應用電路。