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數(shù)據(jù)采集
硬件設(shè)計(jì)的任務(wù)是以所選擇的微型機(jī)為中心, 設(shè)計(jì)出與其相配套的電路部分, 經(jīng)調(diào)試后組成硬件系統(tǒng)。采用單片機(jī)的硬件設(shè)計(jì)過(guò)程。(1)明確硬件設(shè)計(jì)任務(wù)。為了使以后的工作能順利進(jìn)行, 不造成大的返工, 在硬件正式設(shè)計(jì)之前, 應(yīng)細(xì)致地制定設(shè)計(jì)的指標(biāo)和要求, 并對(duì)硬件系統(tǒng)各組成部分之間的控制關(guān)系、 時(shí)間關(guān)系等作出詳細(xì)的規(guī)定。(2)盡可能詳細(xì)地繪制出邏輯圖、電路圖當(dāng)然,在以后的實(shí)驗(yàn)和調(diào)試中還要不斷地對(duì)電路圖進(jìn)行修改,逐步達(dá)到完善。這些新增功能需要更多閃存與系統(tǒng)內(nèi)存,且需要實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)(RTOS)。(3)制作電路和調(diào)試電路。按所繪制的電路圖在實(shí)驗(yàn)板上連接出電路并進(jìn)行調(diào)試, 通過(guò)調(diào)試, 找出硬件設(shè)計(jì)中的毛病并予以排除,使硬件設(shè)計(jì)盡可能達(dá)到完善。調(diào)試好之后,再設(shè)計(jì)成正式的印刷電路板。
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數(shù)據(jù)采集(DAQ),是指從傳感器和其它待測(cè)設(shè)備等模擬和數(shù)字被測(cè)單元中自動(dòng)采集非電量或者電量信號(hào),送到上位機(jī)中進(jìn)行分析,處理。數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)是結(jié)合基于計(jì)算機(jī)或者其他專用測(cè)試平臺(tái)的測(cè)量軟硬件產(chǎn)品來(lái)實(shí)現(xiàn)靈活的、用戶自定義的測(cè)量系統(tǒng)。數(shù)據(jù)采集,又稱數(shù)據(jù)獲取,是利用一種裝置,從系統(tǒng)外部采集數(shù)據(jù)并輸入到系統(tǒng)內(nèi)部的一個(gè)接口。這樣有助于電力公司詳盡地分析電力使用趨勢(shì),數(shù)據(jù)粒度細(xì)化至單個(gè)用戶,并可進(jìn)行動(dòng)態(tài)調(diào)整,實(shí)現(xiàn)更合理的電力輸配。數(shù)據(jù)采集技術(shù)廣泛應(yīng)用在各個(gè)領(lǐng)域。比如攝像頭,麥克風(fēng),都是數(shù)據(jù)采集工具。
數(shù)據(jù)采集操作系統(tǒng)簡(jiǎn)介
嵌入式操作系統(tǒng)μC/OSⅡ是專為微控制器系統(tǒng)和軟件開(kāi)發(fā)而設(shè)計(jì)的公開(kāi)源代碼的搶占式實(shí)時(shí)多任務(wù)操作系統(tǒng)內(nèi)核,是一段微控制器啟動(dòng)后首先執(zhí)行的背景程序,作為整個(gè)系統(tǒng)的框架貫穿系統(tǒng)運(yùn)行的始終。對(duì)于對(duì)實(shí)時(shí)性和穩(wěn)定性要求很高的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)來(lái)說(shuō),引入μC/OSⅡ無(wú)疑將大大改善其性能。μC/OSⅡ的特點(diǎn)可以概括為以下幾個(gè)方面:公開(kāi)源代碼,代碼結(jié)構(gòu)清晰、明了,注釋詳盡,組織有條理,可移植性好,可裁剪,可固化。內(nèi)核屬于搶占式,多可以管理60個(gè)任務(wù)。數(shù)據(jù)采集軟件前景人們通常所說(shuō)的“海量數(shù)據(jù)采集”就是指類似[2]垂直搜索引擎技術(shù)數(shù)據(jù)采集技術(shù)。μC/OSⅡ自1992年的版(μC/OS)以來(lái)已經(jīng)有好幾百個(gè)應(yīng)用,是一個(gè)經(jīng)實(shí)踐證明好用且穩(wěn)定可靠的內(nèi)核。對(duì)μC/OSⅡ的研究和應(yīng)用都很多。
數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)基本工作原理
應(yīng)用時(shí),數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)置于被監(jiān)控的設(shè)備處,通過(guò)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(guò)ARM7的以太網(wǎng)接口或者RS232送給上位機(jī)??紤]到要監(jiān)控的設(shè)備可能會(huì)很多,所以設(shè)計(jì)了多路采集通道,他們經(jīng)過(guò)模擬開(kāi)關(guān)后再進(jìn)入A/D轉(zhuǎn)換器。最終實(shí)現(xiàn)相關(guān)業(yè)務(wù)工作管理現(xiàn)代化、程序規(guī)范化、決策科學(xué)化,服務(wù)網(wǎng)絡(luò)化。CPLD是整個(gè)系統(tǒng)的控制核心,他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。