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        基于ARM的DIS采集系統(tǒng)設計

        作者: 時間:2010-04-27 來源:網(wǎng)絡 收藏


        軟件分為三個層次:設備驅動層、實時操作層和用戶應用層。
        3.2 設備驅動層
        設備驅動層在實現(xiàn)總線驅動的基礎上進而實現(xiàn)外設驅動。如圖2所示,總線驅動包括SPI驅動、USART驅動等。外設驅動包括zigBee無線模塊驅動、LCD驅動、觸摸屏(Touch Screen,TS)驅動等。
        3.3 實時操作
        采用小型實時操作內核μC/OS-Ⅱ,負責任務調度、任務間通信、內存管理、互斥訪問等。又移植了FAT文件系統(tǒng)和GUI圖形庫,共同形成實時操作系統(tǒng)的概念。
        3.4 用戶應用層
        具體針對系統(tǒng)的需要,劃分任務,完成各項功能。共劃分了五個任務,并根據(jù)緊迫性要求設置了不同的優(yōu)先級。
        (1)采樣任務,負責與傳感器端的簡單通信及實時信號的。由于數(shù)據(jù)采樣的實時性和準確性是系統(tǒng)的第一重要任務,所以設置為最高優(yōu)先級。
        采樣任務由點擊圖形用戶界面的響應功能發(fā)起,也可由計算機通過USB命令發(fā)起。采樣任務首先檢測在線的傳感器類型,獲取他們的ID號,然后設置采樣率,裝載采樣中斷,并打開傳感器,最后打開中斷進入等待狀態(tài),響應指令。采樣中斷根據(jù)采樣率定時采樣,如果是模擬傳感器,則讀取本地A/D,進行模/數(shù)轉換;如果是數(shù)字傳感器,則讀取串口的數(shù)據(jù)緩沖區(qū),獲得采樣數(shù)據(jù)。對于特殊的傳感器還要做濾波等特殊處理。當采樣到足夠多的數(shù)據(jù),則將數(shù)據(jù)包發(fā)送給處理程序。若是本地發(fā)起的采樣任務,則發(fā)送給界面任務處理予以顯示;若是計算機通過USB發(fā)起的,則發(fā)送給USB任務將數(shù)據(jù)轉發(fā)給計算機處理。大致流程圖如圖4所示。


        (2)觸摸屏輸入任務,負責實時探測用戶的觸摸操作,更新輸入坐標。
        (3)USB通信任務,負責響應計算機端的指令,根據(jù)需要,將采集數(shù)據(jù)傳輸?shù)接嬎銠C端。
        在初始化完成后,任務運行一個狀態(tài)機,進入空閑狀態(tài)。當接到計算機的USB中斷請求后,轉換為不同的狀態(tài),以完成任務。大致流程圖如圖5所示。


        (4)圖形用戶界面任務,負責與用戶的交互,完成相應的操作,處理顯示數(shù)據(jù)等。
        在初始化完桌面、菜單等一些窗口后,界面任務進入等待狀態(tài),等待采樣數(shù)據(jù),并定時刷新界面。若有顯示的需求,界面任務在接收到數(shù)據(jù)后,根據(jù)不同的顯示方式作相應的顯示。
        (5)系統(tǒng)空閑任務,負責收集系統(tǒng)信息,更新系統(tǒng)狀態(tài),刷新屏幕內容等。顧名思義,設置為最低優(yōu)先級。
        正如上面提及的順序,各任務優(yōu)先級從高到低排列為:采樣任務,觸摸屏輸入任務,USB通信任務,圖形用戶界面任務,系統(tǒng)空閑任務。

        4 結語
        經(jīng)過測試,系統(tǒng)完成了功能,并且經(jīng)過大批量,長時間的采集,系統(tǒng)沒有出現(xiàn)數(shù)據(jù)遺漏和出錯情況,能夠穩(wěn)定的運行。
        是數(shù)字信息技術和嵌入式技術在教育領域的最新應用。分析了系統(tǒng)的整體模型,給出了其主體的一個具體實現(xiàn)。由于硬件上定義了統(tǒng)一的接口,軟件上引入了實時操作系統(tǒng),系統(tǒng)的擴展性極強。創(chuàng)新性地提出了傳感器的無線連接方式,以方便實驗。系統(tǒng)硬件上7平臺,體積小,重量輕,功耗低,價格便宜;軟件上提供了圖形用戶界面,支持觸摸操作,使用方便,界面友好。系統(tǒng)集數(shù)據(jù)采集與分析顯示于一體,可獨立使用,又可以方便地與計算機通信,性能優(yōu)越,穩(wěn)定性好。可以預見,該在中小學實驗教學領域將有廣泛的應用前景。


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