基于ARM的简易数据采集方案

　　0 引 言

　　在计算机测量、控制及信号处理中，数据采集发挥着至关重要的作用。数据采集是获取数据的重要手段，它是从传感器或其他待测设备等模拟或数字被测单元中自动采集信息的过程。而采用ARM内部的A/D转换资源，具有转换速度较高、工作可靠、设计的复杂度较低等优点。同时， ARM还具有体积小、运算速度高，A/D转换分辨率较高的特性，使ARM得到了广泛的应用。本文利用ATMEL公司ARM7系列中的 AT91M55800A设计了一个简易的数据采集方案。该方案具有结构简单、开发容易，可靠性强、价格低廉等特点，有一定的实用价值。

　　1 数据采集方案的结构和功能

　　方案结构如图1所示。

　　该方案是由接收、A/D转换和处理、输出3部分组成。本方案以AT91M55800A为核心，该芯片是一个高性能的32位处理芯片，内部有一个8选1的模拟通道，一个10位的A/D转换通道。预处理电路将传感器拾取的信号进行隔离放大和滤波至A/D转换所需0～3 V，处理过的模拟信号通过AT91M55800A中的A/D转换通道变成数字信号，并根据要求进行相应的处理，最后由液晶显示器输出。同时，本方案使用 Flash存储器作为程序存储器用于保存数据。

　　

　　2 硬件组成

　　AT91M55800A是ATMEL公司基于ARM7TDMI核的AT91的 16/32位微控制器家族成员。它通过完全可编程的外部总线接口直接连到片外存储器，使读或写操作最快可以达到一个时钟周期，通过将带有片内SRAM的 ARM7TDMI处理器核、多种外围功能模块、模拟接口和低功耗振荡器集成于单一硅片。AT91M55800A为低功耗应用提供了一个高度灵活和高性价比的解决方案。其主要特点如下：

　　a）集成了ARM7TDMI ARM Thumb处理器核，高性能的32位RISC体系结构，高代码密度的16位指令集，嵌入式ICE；

　　b）8 kB片内SRAM，32位数据总线宽度，单时钟周期访问，方案可最大扩展64 MB存储器，软件可编程的8位或16位外部数据总线；

　　c）主／从式SPI接口，8位～16位可编程数据长度，4个外部从芯片选择；

　　d）可编程的看门狗电路，提高方案的安全可靠性；

　　e）58个可编程I/O口线，扩展了输入输出口线；

　　f）先进电源管理控制器，具有正常、等待、慢速、待机和掉电方式；

　　g）8优先级、可单独屏蔽的向量中断控制器，6通道16位定时器/计数器，3个USART，每个USART有2个专用的PDC通道；

　　h）8通道10位A/D转换器，2通道10位D/A转换器；

　　i） 采用片内主振荡器和PLL倍频的时钟产生器，采用片内32 kHz振荡器的实时时钟。

　　图2为方案的实际应用电路。