数据采集系统嵌入式控制结构设计

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1、数据采集系统嵌入式控制结构设计　　【摘要】以某型设备状态监测系统为基础，以嵌入式处理器芯片S3C2440A作为数据采集及存储的控制核心，阐述了在嵌入式操作系统下实现远程监测的新型数据采集系统的设计方案。本系统具有数据采集实时性高、人机接口友好和可实现数据的远程监测等优点。【关键词】数据采集嵌入式结构设计嵌入式控制系统主要功能为对现场数据采集与处理相关设备的时序逻辑控制，协调控制各功能模块快速采集数据，并进行部分数据预处理，将处理后的数据传送到后方信息终端。1芯片的选取S3C2440A是三星公司生产的16/32位微处理器，凭借其低功耗、功能卓越的特

2、点广泛应用于嵌入式设备中。其最显著的模块是其CPU内核，该CPU内核为ARM公司设计的16/32位处理器，简要介绍内部资源如下：（1）1.2V内核供电，1.8V/2.5V/3.3V存储器供电，3.3V外部I/O供电，处理器具有16KB的指令缓存和16KB的数据缓存以及内存管理单元；（2）外部存储控制器（SDRAM控制器和片选逻辑）；4（3）4通道具有外部请求引脚的DMA控制器；基于AR加I和FPGA的远程监控系统设计；（4）3通道UART，2通道SPI（5）4通道PWM定时器和1通道内部定时器及看门狗定时器；（6）8通道10位A/D转换器和触摸屏

3、接口；（7）130个通用I/O口和24个外部中断源；（8）具有普通，慢速，空闲和掉电四种电源控制模式；（9）具有PLL片上时钟发生器。考虑到系统所应用场合为运行中的导弹发射车，对空间及性能都有较高要求，而S3C2440A芯片又可以集成一系列系统外设，可以减少配置其他部件的必要性以及整个系统的成本。所以本系统选用该芯片组作为嵌入式控制系统核心单元。2复位电路设计复位电路原理图。复位电路采用了简单的阻容复位电路，74HC14是一个多通道的非门，复位信号通过两级非门进行整形，增加复位可靠性。S3C2410复位的电平是低电平有效，nRESET作为复位引脚

4、连接在S3C2410上，RESET信号是供高电平有效的模块使用。3串口设计4S3C2440内部集成了三个独立的异步串口，每个串口都能以中断或DMA的方式工作，UARTO和UARTI的4根线通过电平转换芯片MAX3232，输出满足RS-232C的电平标准。串口部分由一片MAX3232连接两个串口的4根接收/发送线，完成串口的基本收发功能。其连接方式见图1。4存储模块设计本存储模块主要由NandFlash和SDRAM两部分组成。4.1Flash存储器NorFlash和NandFlash是目前市场上两种主要的非易失闪存。NorFlash通常容量较小，写

5、入速度慢，但因其随机读取速度快，因此在嵌入式系统中，通常应用于存储程序代码。NandFlash内部结构独特可以提供极高的单元密度，使之存储容量大大增加，而且写入和擦除的速度也很快。本系统考虑到成本的要求，采用三星公司K9F1208UOB的NandFlash作为存储空间。该芯片存储容量为64MB，页容量为512Bytes，4个地址周期，工作电压为2.7V～3.6V。4.2SDRAM存储器SDRAM通常用作程序的运行空间。当系统启动时，通过S3C2440A内置的NandFlash控制器将位于NandFlash中的前4KB的Bootloader代码自动

6、加载到片内的4KBSRAM并自动运行，之后操作系统就能够在SDRAM中运行。4另外，SDRAM在本系统中还可以用于图像数据的乒乓缓存。S3C2440A内部具有SDRAM控制器，该接口可直接与SDRAM相应引脚连接。S3C2440A具有32位的数据总线，因此本系统选用两片16位SDRAM并联构建32位存储器系统。本文选用HY57V561620FTP-H芯片，其存储容量为32MB，两片并联后可以组成32位数据总线、64MB容量的存储器系统。5结语本文对状态监测系统数据采集部分的嵌入式控制部分硬件进行了研究设计，通过芯片选择，复位电路，串口设计，存储模

7、块设计实现了对现场监测设备的控制与管理，并成功应用到某型反坦克导弹武器系统中。经实践检验，该模型运行可靠，具有较好的应用效果。参考文献：[1]陈登峰等.基于嵌入式MODEM的远程数据采集系统[J].陕西工学院学报，2003，19（4）：5-7.[2]三星公司.S3C2440A芯片手册.三星公司，2002.1.[3]杜春雷.ARM体系结构与编程[M].清华大学出版社，2003.[4]李驹光等.应用系统开发详解--基于S3C4510B的系统设计[M].清华大学出版社，2003.4