基于嵌入式Linux的遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)

摘要：提出一種基于嵌入式Linux系統(tǒng)的遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)采集的設(shè)計(jì)方案,采用ARM9體系結(jié)構(gòu)的嵌入式處理芯片S3C2410X作為系統(tǒng)的控制芯片、高實(shí)時(shí)性的嵌入式Linux多任務(wù)實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)和Qt/Embedded圖形用戶界面,具有友好的人機(jī)接口和遠(yuǎn)程監(jiān)控等優(yōu)點(diǎn)。

1 引言

數(shù)據(jù)的采集和傳輸是工業(yè)和軍事領(lǐng)域的一項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)。傳統(tǒng)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)采用以單片機(jī) 為核心的設(shè)計(jì)模式，系統(tǒng)的精確度和運(yùn)算能力有限，人機(jī)交互界面不夠直觀友好、信息量小， 并且數(shù)據(jù)傳輸距離、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)容量和實(shí)時(shí)分析能力都有限。本文設(shè)計(jì)的嵌入式數(shù)據(jù)采集系統(tǒng) 采用嵌入式實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)，具有采集速度快，可擴(kuò)展功能強(qiáng)，并且能通過(guò)網(wǎng)絡(luò)通信進(jìn)行遠(yuǎn)程 監(jiān)控等優(yōu)點(diǎn)，具有廣闊的應(yīng)用前景。

2 硬件設(shè)計(jì)

2.1 硬件描述

系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)如圖 1 所示。該系統(tǒng)由核心處理器模塊、數(shù)據(jù)采集模塊、鍵盤輸入模 塊、顯示模塊和外部通信模塊等組成。

核心處理器模塊由微處理器 S3C2410、NAND FLASH 和 SDRAM 共同構(gòu)建。S3C2410 是 三星公司的一款基于ARM920T 內(nèi)核的16/32 位RISC 嵌入式微處理器，主要面向手持設(shè) 備以及高性價(jià)比，低功耗的應(yīng)用，運(yùn)行的頻率可以達(dá)到203MHz。64M 字節(jié) NAND FLASH 采用的是K9F1208，可以兼容16M，32M 或128M 字節(jié)。64M 字節(jié)的SDRAM 由兩片 K4S561632 組成，工作在32 位模式下，可以滿足嵌入式系統(tǒng)運(yùn)行的要求。

2.2 數(shù)據(jù)采集模塊設(shè)計(jì)

S3C2410 內(nèi)核中集成了8 路10 位的模數(shù)轉(zhuǎn)換器，但考慮到10 位的精度偏低，所以數(shù)據(jù) 采集模塊使用了一個(gè)8 路16 位模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片ADS8344。該芯片是8 路16 位的帶異步串行 口的模數(shù)轉(zhuǎn)換器，在5V 的工作電壓和IOOK 的工作頻率的條件下轉(zhuǎn)換器的功耗是10mW， 參考電壓的范圍是從500mV 到工作電壓VCC，提供的輸入電壓的范圍是從0V 到參考電壓。

ADS8344 和S3C2410 連接，雖然S3C2410X 具有117 個(gè)通用的IO 接口，但絕大部分的 IO 線都有第二功能，所以在選擇S3C2410 和ADS8344 連接的時(shí)候，本文用通用IO 口的第 二功能來(lái)表述連線。ADS8344 與S3C2410 的連線情況如圖2 所示。

在 ADS8344 與S3C2410 的連接圖中，S3C2410 的連接端都是通用的IO 信號(hào)。S3C2410 的IICSCL 接ADS8344 的片選信號(hào)，低電平有效。S3C2410 的nCD_SD 信號(hào)接ADS8344 的 數(shù)據(jù)輸入信號(hào)Din，當(dāng)片選信號(hào)是低電平時(shí)，數(shù)據(jù)將在DCLK 的上升沿被鎖存。S3C2410 的 WP_SD 信號(hào)接ADS8344 的串行數(shù)據(jù)輸出信號(hào)Dout，當(dāng)片選信號(hào)是低電平時(shí)，數(shù)據(jù)將在 DCLK 的上升沿被鎖存。S3C2410 的SDDATA3 信號(hào)接ADS8344 的忙信號(hào)BUSY。S3C2410 的IICSDA 信號(hào)接ADS8344 的DCLK 信號(hào)，最大的轉(zhuǎn)換頻率可達(dá)100K[2]。

2.3 網(wǎng)絡(luò)接口設(shè)計(jì)

系統(tǒng)采用 Cirrus 公司的CS8900 網(wǎng)絡(luò)接口芯片。CS8900 以太網(wǎng)接口芯片的內(nèi)部集成 RAM、10BASE-T 收發(fā)濾波器，它提供8 位和16 位兩種接口，我們選用16 位模式，網(wǎng)卡芯 片復(fù)位默認(rèn)工作方式為I/O 連接，寄存器的默認(rèn)基址是300H[1]。因?yàn)镃S8900 占用了S3C2410 的片選線nGCS3,則CS8900 寄存器的基址空間為0X6000000+300H。CS8900 與S3C2410 的 連接如圖3 所示。

來(lái)源：維庫(kù)開發(fā)網(wǎng)