基于單片機(jī)的高精度海量數(shù)據(jù)采集與存儲(chǔ)系統(tǒng)

　　TF存儲(chǔ)卡的作用主要是存儲(chǔ)數(shù)據(jù)。具體實(shí)現(xiàn)過(guò)程為：讀取A/D 采樣數(shù)據(jù)，并將其臨時(shí)存儲(chǔ)在單片機(jī)的RAM 存儲(chǔ)區(qū)中，當(dāng)存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)達(dá)到一定量時(shí)將其存入指定的TF 存儲(chǔ)卡數(shù)據(jù)塊中，以此往復(fù)，直至完成TF 存儲(chǔ)卡預(yù)定數(shù)據(jù)塊的存儲(chǔ)。本系統(tǒng)采用2 GB 容量的SanDisk生產(chǎn)的TF存儲(chǔ)卡，它特別適用于具有大容量數(shù)據(jù)儲(chǔ)存要求的數(shù)據(jù)采集存儲(chǔ)系統(tǒng).TF 存儲(chǔ)卡與MSP430F1611的連接電路如圖3所示。

　　TF存儲(chǔ)卡體積為15 mm×11 mm×1 mm，相當(dāng)于手指甲蓋的大小，且包括SD 協(xié)議和SPI 協(xié)議2 種總線模式，本系統(tǒng)總線模式是通過(guò)COM0指令將其設(shè)置為SPI模式，同時(shí)設(shè)置單片機(jī)UART相應(yīng)的控制寄存器并且選擇P5.1~P5.3引腳第二功能 SIMO1，SOMI1以及UCLK1，此外TF存儲(chǔ)卡初始化。單塊讀。單塊寫以及擦出操作分別調(diào)用COM1，COM17，COM24以及COM38指令及其相應(yīng)步驟來(lái)完成。

　　1.4 與上位機(jī)通信

　　FT245是FTDI公司的一款并行FIFO雙向數(shù)據(jù)傳輸?shù)腢SB 芯片，本系統(tǒng)中USB 通信方式如圖4所示，其中FT245 向MSP430F1611 單片機(jī)提供8 位并行數(shù)據(jù)總線D0~D7，通過(guò)在上位機(jī)上安裝VCP 驅(qū)動(dòng)程序?qū)⑵滢D(zhuǎn)換為虛擬串口。

　　上位機(jī)軟件是基于LabVIEW 的VISA（Virtual In-strument Software Architecture）接口模塊開發(fā)而成，VISA是應(yīng)用于儀器編程的標(biāo)準(zhǔn)I/O應(yīng)用程序接口，是工業(yè)界通用的儀器驅(qū)動(dòng)器標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)用程序接口（API），采用面向?qū)ο缶幊?，具有很好的兼容性。擴(kuò)展性和獨(dú)立性［10-11］？使用其開發(fā)的上位機(jī)用戶界面如圖5所示，當(dāng)數(shù)據(jù)采集存儲(chǔ)完畢后，可選擇讀取數(shù)據(jù)功能，此時(shí)單片機(jī)將讀取TF存儲(chǔ)卡中相應(yīng)塊內(nèi)所存數(shù)據(jù)，以串行方式發(fā)送到上位機(jī)，并存為轉(zhuǎn)向文件。txt，以便進(jìn)行數(shù)據(jù)的事后分析。

　　2 結(jié)語(yǔ)

　　本系統(tǒng)很好地解決了在某些惡劣實(shí)驗(yàn)環(huán)境條件下，數(shù)據(jù)的高精度采集海量存儲(chǔ)以便事后分析的問(wèn)題。此外當(dāng)數(shù)據(jù)采集存儲(chǔ)完畢后，用戶可以通過(guò)上位機(jī)軟件讀取數(shù)據(jù)指令獲取TF 存儲(chǔ)卡中相應(yīng)塊內(nèi)所存數(shù)據(jù)。txt文檔，通過(guò)調(diào)用Matlab即可對(duì)數(shù)據(jù)做進(jìn)一步的分析。同時(shí)該系統(tǒng)具有體積小。功耗低的優(yōu)點(diǎn).