嵌入式數(shù)據(jù)采集與終端電路設計詳解
出處:電子市場 發(fā)布于:2015-11-25 13:43:00 | 8118 次閱讀
在信息迅速發(fā)展的今天,計算機信息技術已經(jīng)成為一種主導技術,信息產(chǎn)業(yè)也成為主導的產(chǎn)業(yè),信息產(chǎn)業(yè)已經(jīng)成為當今社會一種新的經(jīng)濟增長點,為此,本文針對如何設計采集系統(tǒng)與終端電路設計進行探討。
數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)電路
高速率、高的18位AD7674($39.7200) 與C8051F060($12.4861)之間并口通信的接口電路設計。采用的單片機配置靈活,傳輸速度快,接口采用并口通信,可實現(xiàn)嵌入式數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)高速數(shù)據(jù)傳輸;同時 AD7674與AD7678($27.2760)、AD7679($23.4000)等18位SAR ADC 以及AD7621($44.3760)、AD7623($29.2080)等16位高速SAR ADC 引腳相兼容,從而大大增強了系統(tǒng)開發(fā)的靈活性和拓展性。
AD7674能提供3種不同轉(zhuǎn)換速率工作方式,以便對不同的具體應用優(yōu)化性能。這3種工作模式如下:WARP,允許采樣率高達800 kHz。然而在這種模式下只有當轉(zhuǎn)換之間的時間不超過1ms 時,才能保證其轉(zhuǎn)換的。如果連續(xù)兩次轉(zhuǎn)換之間的時間大于1 ms,次轉(zhuǎn)換的結果就會被忽略,這種模式適合于要求快速采樣率的應用。NORMAL,這種模式的采樣率為666 kHz,在這種模式下對采樣轉(zhuǎn)換之間的時間沒有限制,既可保證高的轉(zhuǎn)換又可確??焖俚牟蓸铀俾?。IMPULSE,一種低功耗模式,其采樣率為570 kHz。
只用1塊C8051F060芯片即可完成單片機8051的各種控制,多路A/D 轉(zhuǎn)換和D/A 轉(zhuǎn)換,I2C、SPI 數(shù)據(jù)總線傳輸,RS232($780.5000)、RS485($49.9800)串口通信等功能,從而大大減少了元器件的種類,縮小了印制板的面積,節(jié)約了成本,提高了系統(tǒng)可靠性。而其交叉開關方式的配置, 使I/O 口應用更加靈活方便。AD7674與C8051F060的接口電路圖為AD7674在高速采集系統(tǒng)中的外圍電路和接口電路。外圍電路包括電壓基準輸入的設計、模擬電壓輸入部分的設計、模擬和數(shù)字電源供電的設計及接口電路的設計。接口電路包括AD7674與C8051F060和CPLD 的接口。
以太網(wǎng)終端設計
CS8900A($6.3240)低功耗的以太網(wǎng)控制器,被廣泛應用于工控機中。其高集成度的設計(在應用當中只需要極少的外圍元件)和簡單容用的總線接口,非常適用于本設計。目前,許多的以太網(wǎng)控制器都只提供PCI(周邊元件擴展接口)接口,而CS8900A可以直接和微控制器相連,所以,可以MSP430F149($5.2425) 的I/O口來直接對CS8900A進行控制,具體連接方式如圖2所示。另外,CS8900A可以直接3V供電,這有利于和MSP430F149之間的電平匹配。
語音識別電路模塊設計
模塊的處理單元選用ST公司的基于ARMCortex-M3內(nèi)核的32位處理器STM32F103C8T6($3.0391)。本模塊以對話管理單元為中心,通過以LD3320芯片為的硬件單元實現(xiàn)語音識別功能,采用嵌入式操作系統(tǒng)μC/OS-II來實現(xiàn)統(tǒng)一的任務調(diào)度和外圍設備管理。經(jīng)過大量的實驗數(shù)據(jù)驗證,本文設計的語音識別模塊具有高實時性、高識別率、高穩(wěn)定性的優(yōu)點。
圖3為語音識別部分原理圖,參照了ICRoute發(fā)布的LD3320數(shù)據(jù)手冊進行設計。LD3320的內(nèi)部集成了快速穩(wěn)定的優(yōu)化算法,不需外接Fla-sh、RAM,不需要用戶事先訓練和錄音而完成非特定人語音識別,識別準確率高。圖中,LD3320采用并行方式直接與 STM32F103C8T6相接,均采用1kΩ電阻上拉,A0用于判斷是數(shù)據(jù)段還是地址段;控制信號,復位信號以及中斷返回信號INTB與 STM32F103C8T6直接相連,采用10kΩ電阻上拉,輔助系統(tǒng)穩(wěn)定工作;和STM32F103C8T6采用同一個外部8 MHz時鐘;發(fā)光二極管D1、D2用于復位后的上電指示;MBS(引腳12)作為麥克風偏置,接了一個RC電路,保證能輸出一個浮動電壓給麥克風。
編輯點評:隨著科技的快速發(fā)展,嵌入式信息技術得到更多的重視,技術的進步會帶來巨大的社會效益,對于加快社會進步,加強信息交流有著十分重要的作用,而它也在潛移默化的影響著人類的生活,從數(shù)據(jù)采集、以太網(wǎng)終端、語音識別電路更能體現(xiàn)出其精妙所在。
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