1 引 言
在科学研究及其他各种领域中,数据采集和监测已经成为日益重要的检测技术。
在许多工业测控机械、医疗仪器以及消费电子产品中,都对数据采集系统的实时性与功耗提出了更高的要求:即在满足微功耗、微型化的总体设计原则的基础上,又要能实时反映现场采集数据的变化。这就对系统的功耗、采样速度、数据存储和传输速度等提出了更高的要求。然而,随着半导体与微控制器技术的飞速发展,各种微电子器件性能不断提升,功耗却不断降低。技术的进步使得高速度、低功耗的数据采集系统得以实现。
本文设计的数据采集与显示系统采用 TI公司研制的MSP430系列超低功耗单片机作为核心控制元件,实现了数据的高速采集与显示。
系统主要特点:
- 功耗低 所有器件均采用低功耗器件全速工作时,总体功率小到1W。
- 速度高 由于单片机内置DMA控制器,可以显著提高系统的速度。
2 系统硬件结构
系统在兼顾成本的同时,尽量采用集成度高、功耗低、速度快的器件。系统结构如图1所示。
核心采用MSP430F169单片机,MSP430系列单片机是TI公司研发的16位超低功耗单片机,非常适合各种功率要求低的场合。MSP430F169单片机全部单周期指令,速度高,内部自带的12化A/D和DMA控制单元可以分别为系统采样电路和数据传输部分采用,使得系统的硬件电路更加集成化、小型化。
利用该系统对一种振动信号进行采集。并观察显示波形图的变化,验证了在保证画图实时性要求的前提下系统能够达到其最高采样频率。图5为本系统采集的一个实际振动信号随着时间变化的波形图。
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