基于arm的多通道儀表數(shù)據(jù)采集

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1、嵌入式系統(tǒng)課程小論文物理與電子工程學(xué)院《嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)》課程小論文課題題目基于ARM的多通道儀表數(shù)據(jù)采集系別物理與電子工程學(xué)院年級(jí)10級(jí)專業(yè)電子科學(xué)與技術(shù)學(xué)號(hào)050210220學(xué)生姓名王軍指導(dǎo)老師浦瑋日期2013.05.3117嵌入式系統(tǒng)課程小論文目錄引言-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------2第一章課題要求31.1課題內(nèi)容及目的31.2運(yùn)行環(huán)境3第二章正文42.1課題分析42.2系統(tǒng)

2、設(shè)計(jì)42.3代碼分析、技術(shù)實(shí)現(xiàn)問題8第三章實(shí)驗(yàn)結(jié)果13第四章實(shí)驗(yàn)總結(jié)15參考文獻(xiàn)16設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)報(bào)告成績(jī):指導(dǎo)教師簽名:1717嵌入式系統(tǒng)課程小論文引言隨著工業(yè)自動(dòng)化與信息化的不斷發(fā)展,數(shù)據(jù)采集已經(jīng)成為了計(jì)算機(jī)與外部物理世界連接的橋梁。數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)廣泛地應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)中設(shè)備工作狀況的監(jiān)測(cè)、控制領(lǐng)域中的閉環(huán)控制系統(tǒng)及仿真領(lǐng)域的半實(shí)物仿真系統(tǒng)。傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集裝置通常由單片機(jī)及采集卡組成,其采集通道數(shù)較少、單任務(wù)的軟件結(jié)構(gòu)及實(shí)時(shí)性差等不足之處已無法滿足人們的需求。ARM(AdvancedRISCMachines)是基于RSIC架構(gòu)的數(shù)據(jù)寬為32位可嵌入操作系統(tǒng)的微處理器。由于其體積小、價(jià)格

3、低、可靠性高、低功耗等特點(diǎn)在工業(yè)自動(dòng)化、國防、運(yùn)輸?shù)阮I(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。本次設(shè)計(jì)是基于ARM的多通道實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng);該系統(tǒng)由下位機(jī)系統(tǒng)及上位機(jī)軟件組成,下位機(jī)硬件主要基于ARM工控開發(fā)平臺(tái)、數(shù)據(jù)采集板及模擬量輸出板,采用μC/OSⅡ?qū)崟r(shí)多任務(wù)操作系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)多通道數(shù)據(jù)的采集、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)及模擬量的輸出,并將采集數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)傳送至上位計(jì)算機(jī);上位機(jī)軟件接收數(shù)據(jù)進(jìn)行監(jiān)控,圖形化顯示數(shù)據(jù)變化,并控制下位機(jī)的模擬量輸出功能;通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證,下位機(jī)系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)多通道數(shù)據(jù)的采集、存儲(chǔ)及模擬量的輸出,μC/OSⅡ操作系統(tǒng)完成多任務(wù)的實(shí)時(shí)調(diào)度,上位機(jī)軟件成功進(jìn)行模擬量數(shù)據(jù)的采集監(jiān)控及數(shù)據(jù)變化的圖形顯示,整

4、個(gè)系統(tǒng)具有良好的實(shí)時(shí)性。采用多任務(wù)編程方法,每個(gè)任務(wù)監(jiān)視一路AD轉(zhuǎn)換,每一路AD的轉(zhuǎn)換結(jié)果在液晶屏上用一個(gè)條形圖的長(zhǎng)短來表示,直觀地顯示每路模擬輸入電壓的大小??梢酝ㄟ^文本框給每路AD設(shè)置警戒值,某路輸入超出警戒線之后條形圖中超出的部分會(huì)以閃動(dòng)的方式顯示。17嵌入式系統(tǒng)課程小論文第一章課題要求1.1課題內(nèi)容及目的采用多任務(wù)編程方法,每個(gè)任務(wù)監(jiān)視一路AD轉(zhuǎn)換,每一路AD的轉(zhuǎn)換結(jié)果在液晶屏上用一個(gè)條形圖的長(zhǎng)短來表示,直觀地顯示每路模擬輸入電壓的大小。可以通過文本框給每路AD設(shè)置警戒值,某路輸入超出警戒線之后條形圖中超出的部分會(huì)以閃動(dòng)的方式顯示。并在數(shù)碼管上對(duì)應(yīng)的某通道的數(shù)值顯示當(dāng)超過警

5、戒線數(shù)值時(shí),數(shù)字閃爍顯示。在此基礎(chǔ)上,利用實(shí)驗(yàn)箱中的數(shù)碼管顯示每一路的電壓采樣值,并能在超出警戒值的情況下閃爍顯示,在LCD屏上對(duì)應(yīng)條形圖的頂部顯示具體的電壓值。1.2運(yùn)行環(huán)境硬件:ARM嵌入式開發(fā)平臺(tái)、用于ARM7TDMI的JTAG仿真器、PC機(jī)Pentium100以上。軟件:PC機(jī)操作系統(tǒng)Win98、Win2000或WinXP、ARMSDT2.51或ADS1.2集成開發(fā)環(huán)境、仿真器驅(qū)動(dòng)程序、超級(jí)終端通訊程序。17嵌入式系統(tǒng)課程小論文第二章正文2.1課程分析數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)置于被監(jiān)控的設(shè)備處,通過傳感器對(duì)設(shè)備的電壓或者電流信號(hào)進(jìn)行采樣、保持,并送入A/D轉(zhuǎn)換器變成數(shù)字信號(hào),然后將該信

6、號(hào)送到FIFO中。當(dāng)FIFO中存放的數(shù)據(jù)到了一定數(shù)目時(shí),由ARM7從FIFO中讀出,然后通過ARM7的以太網(wǎng)接口送給上位機(jī)。多路采集通道經(jīng)過模擬開關(guān)后再進(jìn)入A/D轉(zhuǎn)換器。CPLD是整個(gè)系統(tǒng)的控制核心,它控制采集通道的切換、A/D轉(zhuǎn)換器的啟/停、轉(zhuǎn)換后的數(shù)據(jù)在FIFO中的存放地址發(fā)生器、產(chǎn)生中斷請(qǐng)求以通知ARM7讀取存放在FIFO中的數(shù)據(jù)等。2.2系統(tǒng)設(shè)計(jì)1.編寫OnKey()函數(shù),響應(yīng)鍵盤消息。流程圖如圖1所示。1)這里設(shè)置了兩個(gè)文本框,用來輸入通道編號(hào)和該通道的警戒值,在鍵盤消息響應(yīng)函數(shù)里針對(duì)兩個(gè)文本框分別作出處理,只處理回車鍵和取消鍵,其他鍵由控件本身處理。程序里用變量Edit

7、Number指示當(dāng)前要編輯的文本框控件;用變量input指示該文本框控件是否處于輸入編輯狀態(tài)。以此決定回車鍵應(yīng)該執(zhí)行的功能。2)當(dāng)文本框控件不是編輯狀態(tài)時(shí),第一次回車將使其進(jìn)入編輯狀態(tài),在程序里用SetWndCtrlFocus()函數(shù)將焦點(diǎn)轉(zhuǎn)移到該控件并用SetTextCtrlEdit()函數(shù)設(shè)置為編輯狀態(tài);當(dāng)文本框正處于編輯狀態(tài)時(shí),第二次回車將使其退出編輯狀態(tài),并將要編輯的文本框切換到另一個(gè)文本框控件,取消鍵的處理和這種情況類似。當(dāng)在實(shí)現(xiàn)按鍵實(shí)現(xiàn)通道的選擇時(shí),我我在

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