基于MAxl320的工業風機監測儀數據采集模塊的設計與實現

在實際應用中為了能控制ADC的采樣頻率，該設計使用定時器對A／D整個采樣、讀取數據的過程進行行定時操作，從而使監測儀能根據現場的各種要求改變采樣頻率。這其中對于A／D轉換的軟件設計，就有所改變：當要使用比較低的采樣頻率時(100 Hz～5 kHz)，定時的時間就比較長，因為本監測儀的軟件設計是基于μC／Os-Ⅱ嵌入式系統下，所以使用定時器中斷方式，這樣就會避免在采樣這個任務里一直等待定時的到來，降低多任務操作系統的運行效率。把采樣，讀取數據整個過程放在中斷服務程序，當定時時間到時，就立刻跳到中斷服務程序里執行采樣讀取操作，然后再跳出中斷程序，繼續執行主程序后面的操作；當要使用比較高的采樣頻率時(5～40 kHz)，因為定時時間很短，所以可以用查詢方式，一直查詢定時器中斷標志位，當中斷標志位置位時，就執行采樣讀取操作。

4．2 實驗測試
采用內部時鐘，并使8通道都開通，通道0～7都輸入1 kHz的正弦波(峰峰值為2 V)，把MAXl320的D0～D13與的LPC2290的D0～D13接起，其他的對應的引腳根據圖3連接起來，啟動A／D轉換，因為8個通道的數據都一樣，所以只讀取通道O轉換后的數值，結果如表1所示。
以上測試結果數據是采樣1 kHz正弦波1個周期的采樣點數值，一共采樣38個點，其中正值部分采樣點有19個值，負值部分采樣點也有19個值，表1只列出其中一部分具有代表性的值。把這些采樣點在坐標上標出，就可以還原出輸入的正弦波。通過示波器可以看到實際跟蹤捕獲信號和采樣信號所用的時間和理論值基本相同。但是，等待EOLC信號變低由于本身執行程序需要時間，再加上讀取轉化結果是受到處理器數據總線本身的速度限制，整個采樣頻率就低于理想值。可以通過一些改進來減小這兩個因素對采樣頻率的影響即：
(1)可以把EOLC接到處理器的外部中斷信號引腳，采用中斷方式，這就要比原來設計的查詢方式響應速度快；
(2)可以提高CPU時鐘周期或減少讀寫操作所占用的CPU周期數。

5 結 語
一般通用類ICP傳感器的輸出信號頻率在0．5 Hz～6 kHz之間，經過低通濾波后把一些高頻噪聲濾掉。通過上面的實驗測試結果以及示波器測出的采樣時間（0.3μs左右）和轉換時間（3.7μs）可知，8個通道同時工作時，采樣轉換總時間是4μs左右，所以可以算出每個通道的吞吐量大概是250kS/s，這樣完全能滿足現場風機監測儀數據采集的要求。