基于MAxl320的工業(yè)風(fēng)機(jī)監(jiān)測(cè)儀數(shù)據(jù)采集模塊的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

在實(shí)際應(yīng)用中為了能控制ADC的采樣頻率，該設(shè)計(jì)使用定時(shí)器對(duì)A／D整個(gè)采樣、讀取數(shù)據(jù)的過(guò)程進(jìn)行行定時(shí)操作，從而使監(jiān)測(cè)儀能根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)的各種要求改變采樣頻率。這其中對(duì)于A／D轉(zhuǎn)換的軟件設(shè)計(jì)，就有所改變：當(dāng)要使用比較低的采樣頻率時(shí)(100 Hz～5 kHz)，定時(shí)的時(shí)間就比較長(zhǎng)，因?yàn)楸?a class="contentlabel" href="http://www.ex-cimer.com/news/listbylabel/label/監(jiān)測(cè)儀">監(jiān)測(cè)儀的軟件設(shè)計(jì)是基于μC／Os-Ⅱ嵌入式系統(tǒng)下，所以使用定時(shí)器中斷方式，這樣就會(huì)避免在采樣這個(gè)任務(wù)里一直等待定時(shí)的到來(lái)，降低多任務(wù)操作系統(tǒng)的運(yùn)行效率。把采樣，讀取數(shù)據(jù)整個(gè)過(guò)程放在中斷服務(wù)程序，當(dāng)定時(shí)時(shí)間到時(shí)，就立刻跳到中斷服務(wù)程序里執(zhí)行采樣讀取操作，然后再跳出中斷程序，繼續(xù)執(zhí)行主程序后面的操作；當(dāng)要使用比較高的采樣頻率時(shí)(5～40 kHz)，因?yàn)槎〞r(shí)時(shí)間很短，所以可以用查詢方式，一直查詢定時(shí)器中斷標(biāo)志位，當(dāng)中斷標(biāo)志位置位時(shí)，就執(zhí)行采樣讀取操作。

4．2 實(shí)驗(yàn)測(cè)試
采用內(nèi)部時(shí)鐘，并使8通道都開(kāi)通，通道0～7都輸入1 kHz的正弦波(峰峰值為2 V)，把MAXl320的D0～D13與的LPC2290的D0～D13接起，其他的對(duì)應(yīng)的引腳根據(jù)圖3連接起來(lái)，啟動(dòng)A／D轉(zhuǎn)換，因?yàn)?個(gè)通道的數(shù)據(jù)都一樣，所以只讀取通道O轉(zhuǎn)換后的數(shù)值，結(jié)果如表1所示。
以上測(cè)試結(jié)果數(shù)據(jù)是采樣1 kHz正弦波1個(gè)周期的采樣點(diǎn)數(shù)值，一共采樣38個(gè)點(diǎn)，其中正值部分采樣點(diǎn)有19個(gè)值，負(fù)值部分采樣點(diǎn)也有19個(gè)值，表1只列出其中一部分具有代表性的值。把這些采樣點(diǎn)在坐標(biāo)上標(biāo)出，就可以還原出輸入的正弦波。通過(guò)示波器可以看到實(shí)際跟蹤捕獲信號(hào)和采樣信號(hào)所用的時(shí)間和理論值基本相同。但是，等待EOLC信號(hào)變低由于本身執(zhí)行程序需要時(shí)間，再加上讀取轉(zhuǎn)化結(jié)果是受到處理器數(shù)據(jù)總線本身的速度限制，整個(gè)采樣頻率就低于理想值?？梢酝ㄟ^(guò)一些改進(jìn)來(lái)減小這兩個(gè)因素對(duì)采樣頻率的影響即：
(1)可以把EOLC接到處理器的外部中斷信號(hào)引腳，采用中斷方式，這就要比原來(lái)設(shè)計(jì)的查詢方式響應(yīng)速度快；
(2)可以提高CPU時(shí)鐘周期或減少讀寫(xiě)操作所占用的CPU周期數(shù)。

5 結(jié) 語(yǔ)
一般通用類ICP傳感器的輸出信號(hào)頻率在0．5 Hz～6 kHz之間，經(jīng)過(guò)低通濾波后把一些高頻噪聲濾掉。通過(guò)上面的實(shí)驗(yàn)測(cè)試結(jié)果以及示波器測(cè)出的采樣時(shí)間（0.3μs左右）和轉(zhuǎn)換時(shí)間（3.7μs）可知，8個(gè)通道同時(shí)工作時(shí)，采樣轉(zhuǎn)換總時(shí)間是4μs左右，所以可以算出每個(gè)通道的吞吐量大概是250kS/s，這樣完全能滿足現(xiàn)場(chǎng)風(fēng)機(jī)監(jiān)測(cè)儀數(shù)據(jù)采集的要求。