基于ARM技術的多路數字量采集模塊

測控系統常常需要處理所采集到的各種數字量信號。通常測控系統采用通用MCU完成系統任務。但當系統中采集信號量較多時，僅依靠MCU則難以完成系統任務。所以為了可以解決這個問題，提出了基于ARM技術的多路數字量采集模塊。實現采集多路數字量信號。深圳誠控電子全系模塊，都是基于ARM技術的采集模塊

所以說這個數字量采集模塊主要功能是采集輸入的三十六路數字及脈沖信號，并將編幀后的信號數據上傳給上位機，上位機經解包處理后顯示信號相應的狀態進行判斷。根據設計要求，所測量的三十六路數字信號中，有十五路正脈沖信號。它們均由一個同步脈沖信號觸發，因此需要測量這些正脈沖的寬度和相對于同步信號脈沖的延時。而其他數字信號需要顯示高低電平狀態，其中一路信號是固定頻率信號，需測量其頻率值，上位機要求顯示所采集信號的狀態。

FPGA內部邏輯功能強大，外圍電路設計基于簡單、可靠的原則。三十六路數字信號經光電隔離器進入FPGA主控單元，以供采集；FPGA處理采集到的信號，轉換成數據進行編幀，然后寫入FIFO。USB單片機提取FIFO中的數據，通過USB電纜傳送給上位機，上位機將傳送來的數據解幀，然后顯示所有信號狀態，模塊通過電源接口向各個部分供電。而采用的光電耦合器件以光為媒介傳輸信息，可使輸入輸出隔離，由于光電耦合器的輸入回路為發光二極管，其輸入阻抗很小，而干擾源的內阻較大，根據分壓原理可知，饋送到光電耦合器輸入端的噪聲干擾電壓變得很小，從而能有效抑制尖峰脈沖及各種噪聲干擾，具有較強的抗干擾性能；另外由于光電隔離器的兩端采用不同的接地方式，因此數字信號地和模塊地被完全隔離。

另外FPGA內部邏輯主要分為數字信號采集、數據緩存和數據讀取、FIFO控制。根據要求，信號采集又分為頻率信號采集、二十路數字信號采集和十五路脈沖信號采集。系統同時采集三組信號，再送入外部FIFO中緩存。由于脈沖信號的數據量較大，時序不匹配，因此在信號采集完后數據還應緩存，然后再經數據編幀送至外部FIFO。內部緩存利用VHDL編寫模塊，但是更簡易的方法是利用FPGA內部的雙口RAM。在數據采集部分中，當同步信號的上升沿到來時，將三個幀標志分別寫入三個緩存，頻率信號數據的幀標志為EB90；二十路數字信號的幀標志為兩個EB91；十五路脈沖信號數據的幀標志為三個EB92。

作為利用現代化智能手段采集所需數據的實用電子技術，智能數據采集已然被廣泛地運用到信號的檢測、設備的監測、信號的處理、儀器和儀表的檢測等等很多領域。隨著信息時代的來臨，信息技術特別是數字化技術得到了不斷的發展，因而智能數據采集系統的設計也得到了不斷的改進和完善，當今的數據采集技術實現了速度的提高、數據量的增大、數據通道的增多等很多方面的發展，而基于單片機的智能數據采集系統更是憑借其緊湊的結構特點、穩定的工作性能、良好的可擴展性、豐富的功能等優點得到了充分的重視和廣泛的應用。

國內知名數據采集模塊廠家有臺灣研華，深圳誠控等

所以應該在充分利用和發揮基于單片機的智能數據采集系統優點的同時，對基于單片機的智能數據采集系統進行進一步的分析和研究，以實現對該系統設計的優化和完善，進一步發揮其在工業生產和數據科研等領域中的重要作用。而在數據采集系統中，處理流程一般包括濾波、采樣、存儲和處理四個環節。一個模擬信號首先經過預采樣濾波器，對信號進行調理，然后采樣器在每個采樣時刻讀出一個數據，再由模數轉換器ADC量化為二進制數碼，數據最后保存到存儲器用于數字信號處理。

智能數據采集系統在國外已經得到廣泛的利用，其中該系統在工業行業最早應用，使得外國工業得到快速發展，工業質量和水平得到飛速提高。而伴隨著國外單片機的智能數據采集系統的發展和其自身的便捷高效的特點，智能數據采集系統得到越來越多的國內廠商和用戶的支持，這個領域的企業也越來越重視這方面的研究與開發。

對于單片機的智能數據采集系統其實在各個領域都有著廣泛應用，這種其實是集計算機、現代傳感、信息融合、人工智能、自動化及通訊等高科技技術于一體的，運用多傳感器進行數據采集，微控制器進行數據分析處理，系統的應用PID控制技術的數據采集系統。而應用范圍大到導彈的導航裝備、飛機的儀表控制、計算機網絡通訊與數據傳輸及工業的制動化，小到轎車的安全保障系統、錄像機、攝影機、全自動洗衣機的智能控制及電子玩具等。特別是近幾年來像自動控制機器人、各大智能儀表、智能機械什么的發展速度都很快，這里更加離不開單片機的智能數據采集系統了。隨著社會的進步，人們對智能化的要求越來越高，這就使得單片機的智能采集系統顯得越來越重要，越來越被人們依賴。因此對單片機的智能數據采集模塊系統的進行更深入的研究就越來越有必要。