由AT91M55800A構成的簡易數據采集方案

0 引 言

在計算機測量、控制及信號處理中，數據采集發揮著至關重要的作用。數據采集是獲取數據的重要手段，它是從傳感器或其他待測設備等模擬或數字被測單元中自動采集信息的過程。而采用ARM內部的A/D轉換資源，具有轉換速度較高、工作可靠、設計的復雜度較低等優點。同時， ARM還具有體積小、運算速度高，A/D轉換分辨率較高的特性，使ARM得到了廣泛的應用。本文利用ATMEL公司ARM7系列中的 AT91M55800A設計了一個簡易的數據采集方案。該方案具有結構簡單、開發容易，可靠性強、價格低廉等特點，有一定的實用價值。

1 數據采集方案的結構和功能

方案結構如圖1所示。

該方案是由接收、A/D轉換和處理、輸出3部分組成。本方案以AT91M55800A為核心，該芯片是一個高性能的32位處理芯片，內部有一個8選1的模擬通道，一個10位的A/D轉換通道。預處理電路將傳感器拾取的信號進行隔離放大和濾波至A/D轉換所需0～3 V，處理過的模擬信號通過AT91M55800A中的A/D轉換通道變成數字信號，并根據要求進行相應的處理，最后由液晶顯示器輸出。同時，本方案使用 Flash存儲器作為程序存儲器用于保存數據。

2 硬件組成

AT91M55800A是ATMEL公司基于ARM7TDMI核的AT91的 16/32位微控制器家族成員。它通過完全可編程的外部總線接口直接連到片外存儲器，使讀或寫操作最快可以達到一個時鐘周期，通過將帶有片內SRAM的 ARM7TDMI處理器核、多種外圍功能模塊、模擬接口和低功耗振蕩器集成于單一硅片。AT91M55800A為低功耗應用提供了一個高度靈活和高性價比的解決方案。其主要特點如下：

a)集成了ARM7TDMI ARM Thumb處理器核，高性能的32位RISC體系結構，高代碼密度的16位指令集，嵌入式ICE；

b)8 kB片內SRAM，32位數據總線寬度，單時鐘周期訪問，方案可最大擴展64 MB存儲器，軟件可編程的8位或16位外部數據總線；

c)主／從式SPI接口，8位～16位可編程數據長度，4個外部從芯片選擇；

d)可編程的看門狗電路，提高方案的安全可靠性；

e)58個可編程I/O口線，擴展了輸入輸出口線；

f)先進電源管理控制器，具有正常、等待、慢速、待機和掉電方式；

g)8優先級、可單獨屏蔽的向量中斷控制器，6通道16位定時器/計數器，3個USART，每個USART有2個專用的PDC通道；

h)8通道10位A/D轉換器，2通道10位D/A轉換器；

i) 采用片內主振蕩器和PLL倍頻的時鐘產生器，采用片內32 kHz振蕩器的實時時鐘。

圖2為方案的實際應用電路。