文档介绍：成绩
课程设计报告
题目设计一个采样系统
课程名称嵌入式系统课程设计
院部名称
专业计算机科学与技术
班级计算机科学与技术(嵌入式)
学生姓名
学号
课程设计地点
课程设计学时
指导教师
金陵科技学院教务
课程设计报告目录
一、课程设计目的和要求 2
二、实验仪器和设备 2
三、课程设计原理 2
四、课程设计过程和内容 2
五、课程设计总结……………………………………………….......7
六、参考文献...................................................................................... 7
课程设计目的和要求
使学生初步了解arm+linux软件设计相关知识、进一步理解嵌入式系统软件的开发、更全面地掌握相关知识。要求学生具备一定的嵌入式系统基础,能熟练掌握相关开发工具,掌握程序调试与测试的基本技能。
实验仪器和设备
计算机、Windows 、ADS、LINUX、ARM试验板
课程设计原理
数据采集系统是通过采样电路将输入的模拟信号转换成离散信号,并送入CPU、MCU或DSP进行处理。现在流行的基于PCI总线设计的采集卡是数据采集系统的主流,其优点是可以利用PCI总线的研究成果快速的开发系统软件,整体运行速度快,能够实现实时采集实时处理。但在一些工业测控现场检测大型设备时,从现场到机房有一定的距离,模拟信号传到安装在PC内的PCI数据采集卡会有不同程度的衰减,且易受工业环境的干扰。而单纯用由微控制器(MCU)为核心的数据采集系统时,把数据采集器置于被监测的设备处,虽然可以避免模拟信号的衰减和被干扰,但在这种数据采集系统中,A/D转换器的启动、读取数据并存入到存储器的整个过程由MCU来参与控制,由于受MCU执行指令时间的限制,采集的速率较低,难以适应高速信号采集的需要。本文利用ARM微处理器和CPLD器件组成的现场数据采集系统,然后通过以太网接口于上位机相连,就可以有效解决上述问题。
课程设计内容及过程
(一)系统设计方案
整个数据采集系统如图1所示。数据采集系统首先对采集的信号进行前端处理,如信号放大、滤波等预处理。采用的CPLD器件实现整个系统的控制逻辑,它控制着采集通道的切换、A/D转换的起/停、转换后的数据存放在存储单元的地址发生器、产生中断请求以通知ARM读取存放在存储器中的数据,由ARM微处理器进行快速的处理和传输。
图1 数据采集系统框图
1 信号调理模块
在信号进行数模转换前,在保证被采集信号不失真的前提下,对输入的信号进行放大、滤波等预处理。高速数据采集系统的输入信号通常为高频信号,需要进行阻抗匹配和前置放大,可以选用高速低噪声信号前置放大器和信号变压器。信号前置放大器的优势是:放大系数可变,信号输入的动态范围大,还可以配置成有源滤波器。但放大器的最高工作频率和工作宽带必须满足系统设计的需要,避免信号失真,同时应该考虑放大器引入的噪声损失,为避免对A/D转换器性能的不利影响,前置放大器的信噪比应远大于A/D转换器的信噪比。当频率远远大于100MHz时,尽可能采用信号变压器,其性能指标(如最高工作频率和工作带宽)优于信号放大器,而且信号失真很小,但信号放大系数固定,输入信号的