基于arm7芯片lpc2388的数据采集系统

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1、基于ARM7芯片LPC2388的数据采集系统1绪论1.1课题的背景及研究意义随着数字化时代的来临，数字信号处理技术已经渗透到人们生活的方方面面，化工、医学、工业及科研的各个领域中，都必须对相应的信号进行检测和处理。人们通常根据采样定理将传感器送来的模拟信号转换为数字信号，再对这些数字信号进行处理。数据采集可以说是数字信号处理的核心，数据采集的好坏直接影响接下来的工作。数据采集的目的在于检测电量或物理量，例如电压、电流、温度、压力、液位等。一个完整的数据采集系统应该包括传感器、信号调理、数据处理芯片和软件等。社会的发展和科技的进步使数字信号处理技术智能型越来越高，实时性也越来越好

2、，数据采集的精度和速度也越来越高，对数据采集系统提出了更高的要求。例如雷达测量系统、航天导航、医学影像等很多场合都需要进行高精度的数据采集。在这些需要高精度测量的系统中测量结果可谓失之毫厘谬以千里。除了对数据采集的基功能外，还必须针对不同行业领域、不同采集环境实现多种功能模式、多种量程范围、多种控制方法等。另外，随着电子技术的飞速发展，便携式解决方案在数据采集中开始占据越来越大的比重，并越来越多的开始倾向于低电压、低功耗、微型化设计。因此数据采集仪表的种类越来越得多，更新速度也越来越快。通用的数据采集系统不能满足专门的场合，这就迫使许多公司开发出各种专用的数据采集系统。1.2国

3、内外研究现状及发展趋势传统的数据采集系统主要采用数据采集卡。近年来，数据采集系统速度以及数字信号处理技术得到飞速发展，同时USB技术、以太网技术及无线通讯等技术在数据采集系统中的应用使其接口方式得到了拓展，便携式数据采集系统越来越受到用户的亲睐。单片机、ARM、DSP、FPGA多种微处理器的应用使数据采集卡市场百家齐放。目前国内的数据采集卡市场主要有国外公司主导，高速和高精度方面尤为突出。日本东京测器研究所生产的TDS-150便携式数据记录仪是一种静态数据采集仪，测量通道达50个，具有休眠间隔定时和数据存储功能，可进行长期自动测量，配有USB和RS-233端口，可读取各种测量设

4、置和测量数据并传输到电脑里。美国NI公司的compactDAQ与以太网技术相结合，将高速数据采集的范畴扩展到实验室乃至全球的远程传感器和电子测量，与LABVIEW软件紧密集成，能以较少的开发投入换取最高的性能。国内公司的产品较之国外产品在通用性、稳定性方面还有很大差距，随着国内公司研发资金和技术的投入，开发数据采集系统已达到比较高的水平。如深圳创智联科技发展有限公司开发的PTF100,其检测功能是温度、压力和流量的组合。石家庄铁道学院和铁道部襄樊内燃机厂联合研制的液压系统诊断仪等仪器均有多参数诊断功能，并国内多家公司采用。目前国内外数据采集系统有如下特点：（1）利用各种微控制芯

5、片来处理，采集速度越来越快，精度越来越高。（2）系统向着多参数、网络化方向发展。（3）系统自动化、智能化程度不断提高。（4）系统功耗不断降低，可扩展性不断提高。1.3论文主要内容本论文在分析国内外数据采集系统的基础上，考虑到数据采集的速度、精度和可扩展性，选用了PHILIPS公司的ARM7控制器LPC2388，设计出一套通用性较强的数据采集系统。实现高速高精度数据采集、显示和传输等功能。本文的主要研究内容如下：（1）分析了国内外数据采集系统的研究现状，将系统划分为不同模块，研究了基于ARM7芯片LPC2388的数据采集系统的硬件电路及软件设计，初步实现了对信号的高精度采集、显示

6、及传输功能。（2）利用24位精度ADS1255芯片通过SPI协议实现高精度的数据采集。（3）通过控制ST7920实现数据显示在液晶显示屏上。（4）通过以太网模块实现串口通信。2高精度数据采集仪的原理介绍2.1数据采集系统概述2.1.1数据采集系统的定义将被测系统的各种模拟参量转换为数字信号并进行存储和计算机处理显示的过程称为数据采集，而相应的系统则为数据采集系统。数据采集技术是信息科学的一个重要分支，它研究信息数据的采集、存储、处理及控制等工作。它与传感器技术、信号处理技术、计算机技术一起构成了现代检测技术的基础。由于数据采集技术可以使许多抽象的模拟量数字化，进而给出其量值或通

7、过信号处理对该模拟量进行分析。与模拟系统相比，数字系统具有精度高、可靠性高等优点，因此数据采集技术的应用越来越广泛。如温度、压力、位置、流量等模拟量可以通过不同类型的传感器将其转化为电信号模拟量（如电压、电流或电脉冲等），再通过适当的信号调理将信号送给模数转换器（ADC），使其转换为可以进一步处理的数字信号送给数字信号处理器或微处理机。在过去的几年中，无线通讯领域取得了很大的进展，针对现有设备状态、监测系统因采用有线传输方式而存在的布线困难、信号易受干扰、升级维护不方便等问题，在传统数据采集