數據采集系統方案解析

A/D轉換設計

在數據采集中經常需要把模擬信號轉換成處理器可以識別的數字信號，以便采集儀可以對信號進行處理和傳輸，這就要用到A/D轉換電路。A/D轉換器從變換原理來看，主要有并行比較型、逐次逼近型和雙積分型等。并行比較型轉換速度快，可達數十納秒，但是價格昂貴，非必要時一般不會采用;雙積分型A/D轉換器的轉換時間較長一般要達到40ms~50ms;逐次逼近型具有較高轉換速度，可達幾微秒，價格適中。本設計采用ADI公司生產的AD7689芯片來對濾波后的電壓信號進行A/D轉換。AD7689是一款采用單電源供電的8通道、16位分辨率、無失碼、電荷再分配逐次逼近型模數轉換器(ADC)。AD7689使用簡單的SPI接口實現配置寄存器的寫入和轉換結果的輸出。

音頻采集設計

嵌入式產品一大特點是CPU資源有限，為了減輕CPU在數據處理中的負擔及減少數據傳輸所需的帶寬，本設計對采集到的音頻和視頻數據分別進行了硬件壓縮編碼。音頻采集處理中采用Micronas半導體設計及制造公司生產的MAS3587芯片。該芯片集成了前放以及A/D轉換模塊，支持模擬和數字串并行兩種方式輸入輸出，具有MPEG1/2 layer3格式編碼和MPEG1/2 layer2 and layer3格式解碼功能。芯片內部包含耳機驅動模塊，模擬輸出信號可以不經過放大直接驅動耳機。音頻采集電路如圖4所示，MAS3587接收到模擬信號輸入后，先通過芯片的A/D部分將模擬信號轉換為數字信號，然后將A/D轉換后輸出的數字信號送入芯片內置的MP3壓縮編碼模塊完成MP3格式的編碼。圖4中，S3C6410通過I2C總線對MAS3587芯片進行初始化，通過握手信號線與并行數據線讀出經過MP3格式編碼后的音頻數據，并把數據進行存儲及傳輸。