基于LPC2134的多道脈沖幅度分析器設(shè)計(jì)

　　3 多道脈沖幅度分析器相關(guān)軟件設(shè)計(jì)

　　ARM微處理器軟件可采用前／后臺(tái)系統(tǒng)(foreground／background)或超循環(huán)系統(tǒng)(super-loops)設(shè)計(jì)。應(yīng)用程序是一個(gè)無(wú)限循環(huán)，循環(huán)中調(diào)用相應(yīng)的函數(shù)可完成相應(yīng)的功能，這部分可以看成后臺(tái)行為(background)。中斷服務(wù)程序可處理異步事件、這部分可以看成前臺(tái)行為。后臺(tái)也可以叫做任務(wù)級(jí)，前臺(tái)也叫做中斷級(jí)。時(shí)間相關(guān)性很強(qiáng)的關(guān)鍵操作一定是靠中斷服務(wù)來(lái)保證的。因?yàn)橹袛喾?wù)提供的信息，要等到后臺(tái)程序運(yùn)行到可以處理這個(gè)信息時(shí)，才能得到處理。這種軟件系統(tǒng)在處理信息的及時(shí)性上，比實(shí)際可以做到的要差。處理信息的及時(shí)性，稱(chēng)作任務(wù)級(jí)響應(yīng)時(shí)間。最壞情況下的任務(wù)級(jí)響應(yīng)時(shí)間取決于整個(gè)循環(huán)的執(zhí)行時(shí)間。因?yàn)檠h(huán)的執(zhí)行時(shí)間不是常數(shù)，程序經(jīng)過(guò)某一特定部分的準(zhǔn)確時(shí)間是確定的。進(jìn)而，如果程序修改了，循環(huán)的時(shí)序也會(huì)受到影響。程序在進(jìn)行初始化后，將進(jìn)入超級(jí)循環(huán)等待中斷，中斷到來(lái)先保護(hù)現(xiàn)場(chǎng)再轉(zhuǎn)到中斷服務(wù)程序，處理完畢后恢復(fù)現(xiàn)場(chǎng)，再返回超級(jí)循環(huán)并繼續(xù)等待中斷?？梢?jiàn)中斷處理是程序中比較重要的任務(wù)。

　　3．1 主函數(shù)程序設(shè)計(jì)流程

　　整個(gè)應(yīng)用系統(tǒng)軟件程序可采用模塊化設(shè)計(jì)方法，包括C語(yǔ)言和匯編語(yǔ)言?xún)稍谀K。其主程序流程圖如圖7所示。

　　3．2 A／D轉(zhuǎn)換中斷服務(wù)程序

　　A/D轉(zhuǎn)換完畢后，可由AD7994的BUSY端向ARM申請(qǐng)中斷，ARM開(kāi)始讀取來(lái)自A/D轉(zhuǎn)換的數(shù)據(jù)并保存。其程序流程如圖8所示。

　　AD7994是4通道12位ADC，為了能夠快速處理A／D中斷服務(wù)程序，本系統(tǒng)將A/D中斷設(shè)置為快速中斷。

　　3. 3 串口通信軟件設(shè)計(jì)

　　本系統(tǒng)中的串口中斷程序流程圖如圖9所示。

　　4 仿真調(diào)試

　　在PROTEUS軟件上進(jìn)行仿真，改變不同的電路參數(shù)，可以觀察波形的變化。

　　利用函數(shù)發(fā)生器可產(chǎn)生一個(gè)矩形波信號(hào)，然后運(yùn)行仿真程序，以直接讀出各波形。改變電容Cll的值，可以改變輸出波形的幅度。然后調(diào)整不同的輸入信號(hào)進(jìn)行測(cè)試，并記錄輸出波形的幅度以及波形。波形幅度數(shù)據(jù)如表l所列，其波形仿真圖10所示。

　　由圖可見(jiàn)，當(dāng)C11的值小于160 pF或大于1．5nF的時(shí)候，波形開(kāi)始失真。

　　5 結(jié)束語(yǔ)

　　本文所設(shè)計(jì)的硬件電路已經(jīng)通過(guò)了軟件調(diào)試和仿真，可以達(dá)到預(yù)期的效果。積分電容器的電容值過(guò)大過(guò)小都不行，在PROTEUS上選擇不同的電容值有較大的優(yōu)勢(shì)。由于CA3140的放大倍數(shù)等于某時(shí)候的最高信號(hào)頻率(為4．5 MHz)，故在輸入信號(hào)頻率較高的時(shí)候，CA3140的放大倍數(shù)將不能接近1，而這會(huì)影響 最后的結(jié)果。所以，為了在高頻輸入時(shí)，系統(tǒng)也能正常工作，可以把CA3140替換成高頻特性比較好的LM6161，這樣可以提高系統(tǒng)的高頻特性。