便携式数据采集装置设计探究

李 明，刘琳霞

（河南机电高等专科学校，河南 新乡 453002）

1 装置技术设计过程

1.1 装置的组成结构

嵌入式系统是一种特定的计算机系统，偏向于应用、控制等领域，在体积、可靠性、成本、实时性以及能耗方面均有自身要求并能完成指定功能的系统，其在系统设计方面，采用软件和嵌入式微处理器（DSP）作为硬件方面的配合进行工作，该便携式数据采集装置主要由DSP数据采集模块和嵌入式计算机来完成开关量信号、多路模拟量以及频率量的采集任务。此外，为了实现易操作性、可视化以及数据存储功能，系统的组成还包含USB接口、串/并口，U盘存储、TFT触摸屏等。系统整体结构如图1所示：

图1 系统整体结构图

1.2 设计装置硬件

装置的硬件组成主要包括DSP、嵌入式计算机、芯片以及其他外围电路，硬件分支模块分为实时时钟系统、主控系统、数据采集系统三部分。该采集装置采用了由美国TI生产的MSP430 F425，它是一款16位单片机。这款单片机可以实现超低功耗运作、具有精简指令的处理构架和多流水线处理模式，内部含2kB的随机存取存储器（RAM），寻址空间可达64 k，满足系统8路开关量和16路模拟量数据采集的设计要求。主控系统用于实现存储电路设计，接口选用通用串行总线，也就是USB。

图2 微处理器中电路

（1）设计装置电路。装置通过开入开出电路以及RAM将采集到的数据上传至计算机，进行处理。开入电路包括总线转换芯片和缓冲器，开出电路包括缓冲器和锁存器，此电路设计可以实现8路开入电路和16路开关量的输出。……