[发明专利]一种基于ARM和SPI总线的双通道数据采集装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种数据采集装置，特别涉及一种基于ARM和SPI总线的双通道数据采集装置，属信号处理领域。

背景技术

现今由于经济发展、科学考察、国防建设等诸多方面的迫切需要，对于各种设备的性能要求越来越严格。这就需要对所研制的设备进行大量的试验以达到要求，而这些试验多是在不同环境下进行的，这对数据采集系统提出了更高的要求。在20世纪50年代，美国首先对数据采集系统进行研究并应用在军事上的测试系统；20世纪70年代中后期，随着微型机的发展，诞生了性能优良的融合采集器、仪表和计算机为一体的数据采集系统；20世纪90年代之后，数据采集系统采用更先进的模块式结构，特点是可以把功能模块化，并结合系统编程，这样使得扩展和修改系统变得非常方便，这种数据采集技术被广泛应用在军事、航空航天技术、工业等领域中。

近年来，随着电子技术、通信技术、计算机技术的发展，ARM以其体积小、功耗低、使用方便等特点，被广泛应用于各种工业、民用控制系统中。与此同时，USB技术也得到了迅猛发展，随着USB2.0、USB3.0的相继推出，给以ARM为核心的数据采集系统实现高速、超高速提供了有效的手段。利用ARM微处理器可以结合Internet技术、USB技术、LCD显示，以及触摸屏的功能，分别实现了远程、实时、现场检测等功能，速度也达到了一定的水平。

在互联网行业快速发展的今天，数据采集已经被广泛应用于互联网及分布式领域，数据采集领域已经发生了重要的变化。首先，分布式控制应用场合中的智能数据采集系统在国内外已经取得了长足的发展。其次，总线兼容型数据采集插件的数量不断增大，与个人计算机兼容的数据采集系统的数量也在增加。国内外各种数据采集机先后问世，将数据采集带入了一个全新的时代。

发明内容

发明目的：本发明的目的在于提供一种基于ARM和SPI总线的双通道数据采集装置，有效实现数据的高速采样和实时传输。

本发明提供一种基于ARM和SPI总线的双通道数据采集装置，其包括信号调理电路板和数据采集电路板，其中，所述信号调理电路板包括带通滤波器、单端转差分电路、光耦隔离电路和AD芯片；所述数据采集电路板包括ARM微处理器、SPI总线、FLASH、LCD显示、USB接口和PC机。其中，单端转差分电路将单极性、单端信号转换层差分信号，便于后续信号处理；光耦隔离电路主要是起到隔离模拟电路和数字电路的作用，避免相互干扰；AD芯片是差分输入、同步采样、12位ADC；采样到的数据通过SPI总线传输到ARM微处理器，ARM微处理器对采集到的数据存储到FLASH并通过USB传输到PC机，LCD对采样过程进行动态显示。

在上述基于ARM和SPI总线的双通道数据采集装置中，每条通道都有对应的拨码开关，用于控制通道的开启与关断。

在上述基于ARM和SPI总线的双通道数据采集装置中，所述ARM微处理器通过SPI总线将采集到的数据存储到FLASH并通过USB接口传输到PC机，LCD对采样过程进行动态显示。还包括RC电路、FLASH存储器以及晶振电路，所述RC电路为ARM微处理器提供电源去耦，所述FLASH存储器为ARM微处理器提供存储空间，所述晶振电路为ARM微处理器提供供源时钟。

与现有技术相比，本发明提供的基于ARM和SPI总线的双通道数据采集装置具有以下优点：

1、本发明通过采用SPI协议，大大提高了传输速率，最高采样速率可以达到110MHz，量化比特可以达到12bit，数据采集功能比较强大；

2、本发明通过采用拨码开关，可以根据用户需要灵活选择数据采集通道的开启与关断；

3、本发明通过采用光耦隔离电路，将模拟信号与数字信号进行隔离，避免相互干扰，提高了系统的可靠性。

附图说明

图1为系统结构示意图

图2为信号调理电路板示意图

具体实施方式