嵌入式數據采集與終端電路設計詳解 —電路圖天天讀（211）

　　在信息迅速發展的今天，計算機信息技術已經成為一種主導技術，信息產業也成為主導的產業，信息產業已經成為當今社會一種新的經濟增長點，為此，本文針對如何設計采集系統與終端電路設計進行探討。

　　數據采集系統電路

　　高速率、高精度的18位AD7674 與C8051F060之間并口通信的接口電路設計。采用的單片機配置靈活，傳輸速度快，接口采用并口通信，可實現嵌入式數據采集系統高速數據傳輸；同時 AD7674與AD7678、AD7679等18位SAR ADC 以及AD7621、AD7623等16位高速SAR ADC 引腳相兼容，從而大大增強了系統開發的靈活性和拓展性。

　　AD7674能提供3種不同轉換速率工作方式，以便對不同的具體應用優化性能。這3種工作模式如下：WARP，允許采樣率高達800 kHz。然而在這種模式下只有當轉換之間的時間不超過1ms 時，才能保證其轉換的精度。如果連續兩次轉換之間的時間大于1 ms，第一次轉換的結果就會被忽略，這種模式適合于要求快速采樣率的應用。NORMAL，這種模式的采樣率為666 kHz，在這種模式下對采樣轉換之間的時間沒有限制，既可保證高的轉換精度又可確?？焖俚牟蓸铀俾?。IMPULSE，一種低功耗模式，其采樣率為570 kHz。

　　只用1塊C8051F060芯片即可完成單片機8051的各種控制，多路A／D 轉換和D／A 轉換，I2C、SPI 數據總線傳輸，RS232、RS485串口通信等功能，從而大大減少了元器件的種類，縮小了印制板的面積，節約了成本，提高了系統可靠性。而其交叉開關方式的配置， 使I／O 口應用更加靈活方便。AD7674與C8051F060的接口電路圖為AD7674在高速采集系統中的外圍電路和接口電路。外圍電路包括電壓基準輸入的設計、模擬電壓輸入部分的設計、模擬和數字電源供電的設計及接口電路的設計。接口電路包括AD7674與C8051F060和CPLD 的接口。

　　以太網終端設計

　　CS8900A低功耗的以太網控制器，被廣泛應用于工控機中。其高集成度的設計（在應用當中只需要極少的外圍元件）和簡單容用的總線接口，非常適用于本設計。目前，許多的以太網控制器都只提供PCI（周邊元件擴展接口）接口，而CS8900A可以直接和微控制器相連，所以，可以MSP430F149 的I/O口來直接對CS8900A進行控制，具體連接方式如圖2所示。另外，CS8900A可以直接3V供電，這有利于和MSP430F149之間的電平匹配。

　　圖2：硬件電路原理圖

　　語音識別電路模塊設計

　　模塊的核心處理單元選用ST公司的基于ARMCortex-M3內核的32位處理器STM32F103C8T6。本模塊以對話管理單元為中心，通過以LD3320芯片為核心的硬件單元實現語音識別功能，采用嵌入式操作系統μC/OS-II來實現統一的任務調度和外圍設備管理。經過大量的實驗數據驗證，本文設計的語音識別模塊具有高實時性、高識別率、高穩定性的優點。

　　語音識別電路

　　圖3為語音識別部分原理圖，參照了ICRoute發布的LD3320數據手冊進行設計。LD3320的內部集成了快速穩定的優化算法，不需外接Fla-sh、RAM，不需要用戶事先訓練和錄音而完成非特定人語音識別，識別準確率高。圖中，LD3320采用并行方式直接與 STM32F103C8T6相接，均采用1kΩ電阻上拉，A0用于判斷是數據段還是地址段；控制信號，復位信號以及中斷返回信號INTB與 STM32F103C8T6直接相連，采用10kΩ電阻上拉，輔助系統穩定工作；和STM32F103C8T6采用同一個外部8 MHz時鐘；發光二極管D1、D2用于復位后的上電指示；MBS（引腳12）作為麥克風偏置，接了一個RC電路，保證能輸出一個浮動電壓給麥克風。

　　編輯點評：隨著科技的快速發展，嵌入式信息技術得到更多的重視，技術的進步會帶來巨大的社會效益，對于加快社會進步，加強信息交流有著十分重要的作用，而它也在潛移默化的影響著人類的生活，從數據采集、以太網終端、語音識別電路更能體現出其精妙所在。

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