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基于ARM的通用高精度数据采集装置的研究
资料介绍
在现代工业测控领域,数据采集装置被广泛应用,各应用领域对数据采集的要求也越来越高。数据采集装置正朝着高精度、便携化、网络化和智能化的方向发展。常用的8位/16位单片机由于速度慢、资源少等限制难以实现数据采集的上述要求；同时PCI等总线结构的数据采集卡安装麻烦,价格昂贵、不能远程控制。因此,研究基于32位ARM处理器的通用高精度数据采集装置具有重要意义。
根据数据采集装置通用化、高精度和网络化的要求,在研究嵌入式系统技术和网络传输技术的基础上,提出了基于ARM的通用高精度数据采集装置的总体方案。
硬件平台的设计和开发是本文研究的重点内容。基于模块化思想,整个硬件电路设计分为ARM主控模块和功能模块两大部分。采用嵌入式系统技术设计了ARM主控模块,实现了数据采集装置的主控功能。功能模块由基于高精度AD转换器和FPGA的模拟量采集电路、基于光电隔离技术的数字量采集电路、基于网络接口芯片CS8900A的网络接口电路组成,实现了8通道模拟量信号和8通道数字量信号采集的功能,并能通过网络通信与控制终端进行通信,接受控制终端的远程控制。
软件方面,以嵌入式Linux操作系统为平台,开发了数据采集电路Linux设备驱动程序,实现了嵌入式Linux操作系统对数据采集硬件的管理。采用TCP/IP协议开发了服务器/客户端网络通信程序,实现了数据采集装置和上位机的网络通信,为数据采集装置的网络化要求提供了软件支持。
实验室测试结果表明,基于ARM的通用高精度数据采集装置各部分功能和性能满足设计要求。该数据采集装置在工业测量与控制领域具有较为广阔的应用前景。
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