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ARM嵌入式系统的数据采集传输系统研究+源程序(4)

时间:2017-02-07 21:33来源:毕业论文
3)编制系统初始化程序和控制采集、处理、传输程序。 2 系统硬件设计 2.1 总体设计 系统在GE01实验开发板上实现,其核心芯片SEP3203微处理器由东南大学国


3)编制系统初始化程序和控制采集、处理、传输程序。
2  系统硬件设计
2.1  总体设计
系统在GE01实验开发板上实现,其核心芯片SEP3203微处理器由东南大学国家专用集成电路系统工程技术研究中心基于ARM7TDMI处理器内核自主设计开发,通过JTAG仿真器连接到PC机上的集成调试环境(IDE)软件平台,在IDE中统一完成汇编/C 语言的编辑、编译、连接。利用处理机的Embedded-ICE 性能,通过JTAG 接口实现实时的仿真调试。
系统通过UCB1400中的A/D转换器将采集得到的模拟电压信号转换为数字信号,通过通用异步串行口URAT将数据经由RS-232串线传输到主机上,并在主机的串口调试软件显示出来。
 
图2.1  系统结构框图
2.2  SEP3203微处理器
SEP3203 处理器内嵌由英国ARM 公司提供的ARM7TDMI 处理器内核,整个芯片可以运行在75MHz。集成了支持黑白,灰度,彩色的LCD 控制器;多媒体加速模块,用于提供多媒体处理定点矢量乘加的计算能力;支持低成本的NAND Flash 控制器并可从其直接启动;支持多种外存类型:SRAM,NOR Flash,SDRAM;支持实时钟(RTC);支持四通道的定时器和两通道的PWM;支持用于连接触摸屏通讯的SPI 协议;支持两个UART 控制器,其中一个支持红外传输;支持USB1.1 Device 控制器用于PC 与移动终端之间的高速信息传输;支持MMC/SD 卡控制器,用户可以扩展系统的存储能力和外设功能;支持兼容AC97 协议的控制器,用于音频文件的播放和录制。SEP3203 处理器内嵌20KByte 零等待的静态存储器(SRAM),用于多媒体处理时的核心代码与数据的存放,用户也可以将操作系统的核心代码或LCD 帧缓存存放在该处理器中,用于提供更高的性能和更低的能量消耗; 6 通道DMA 控制器,为用户提供了高速的数据传输通道。为了支持低成本的系统方案,SEP3203 支持外部32 位/16 位数据总线,结合ARM 提供的Thumb 指令集,将大大降低系统成本和功耗,考虑到Nand Flash 的成本优势,SEP3203 处理器提供专用的Nand Flash 控制器,并支持系统直接从Nand Flash 启动[8]。
 
图2.2  SEP3203系统架构框图
2.3  UCB1400
2.3.1  ADC简介
ADC,即模数转换,顾名思义就是将模拟信号转换为数字信号。现在的软件无线电、数字图像采集、测控系统等都需要用到A/D转换器,而且根据应用场合不同,对转换器的要求也不同,因此也产生了不同类型的ADC。从并行、逐次逼近型、积分型ADC,到近年来新发展起来的Σ-Δ型和流水线型ADC,它们各有其优缺点:逐次逼近型、积分型、压频变换型等,主要应用于中速或较低速、中等精度的数据采集和智能仪器中;分级型和流水线型ADC主要应用于高速情况下的瞬态信号处理、快速波形存储与记录、高速数据采集、视频信号量化及高速数字通讯技术等领域;此外,采用脉动型和折叠型等结构的高速ADC,可应用于广播卫星中的基带解调等方面;Σ-Δ型ADC主应用于高精度数据采集特别是数字音响系统、多媒体、地震勘探仪器、声纳等电子测量领域[9]。
2.3.2  UCB1400芯片
GE01实验开发板上带有一颗PHILPS公司的UCB1400芯片。它是一颗音频解码芯片,并且自带触摸屏和功耗管理等功能,其核心部分其实就是AD转换器。
UCB1400拥有一个10Bit精度的逐次逼近型模数转换器,并且内建跟踪保持电路。它通过一个8-1的多路选择器对外来的8路信号进行转换。其中有4路供给是触摸屏专用。其内部框图如图2.3示。
 
图2.3  UCB1400模数转换器内部框图
ADC的设置分为如下几个步骤:首先使能ADC(AE);其次设置采样源(AI2-AI0);然后出发采样(AS);判断采样是否完成(ADV);读取采样值(AD9-AD0)。获取采样值是一个10bit的数字,它是将参考电压作为满值(0x3FF),将所采到的电压模拟信号和参考电压进行线性的比较得到的。硬件电路如图2.4所示。 ARM嵌入式系统的数据采集传输系统研究+源程序(4):http://www.youerw.com/tongxin/lunwen_2633.html
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