应用背景
数据采集系统在工业测控、环境监测等方面的应用非常广泛。随着科学技术的发展，数据采集技术正向着高精度、高速度、稳定可靠、集成化及实时系统的方向发展。
传统的基于MCU的数据采集、A/D转换产品，无论是系统体积、系统功耗、系统数据采集精度以及系统处理能力等方面都不尽如人意，迫切需要一种能以较低的功耗和体积，实现高精度的数据采集、高性能的系统处理能力的嵌入式方案产品。
从数据采集速度和精度、系统的稳定性和实时性、单位成本、系统功耗等多方面因素考虑，恒颐高科（www.hyesco.com)提供一种基于ARM和CPLD的嵌入式低功耗的多通道、高精度、大缓存的高速数据采集方案。
方案介绍
恒颐高科嵌入式高速大缓存AD采集系统采用ATMEL的32位ARM作为系统的CPU，单芯片集成多种功能。系统外围扩展了CPLD逻辑芯片作为协处理器，并扩展了A/D数据采集转换电路模块以及高速数据采集缓冲系统FIFO，可以实现高精度、高速率的数据采集；外围接口资源丰富；运行嵌入式Linux操作系统，具有高度的灵活性、占用资源少、效率高；面向石油勘探、环境监测、工业控制、医疗设备等领域，对数据进行采集处理和网络传输，实时及逻辑性能良好。硬件构成如图所示：
在系统运行过程中，CPU发控制信号给CPLD,利用CPLD编程的灵活性来控制48路ADC的启动和停止，即达到动态地选择采样通道地目的。ADC转换电路将采样信号由FIFO缓冲后送入ARM处理器，进行数据处理并将结果传输到上位机。
系统硬件接口
接口 |
描述 |
RS232接口 |
3个9针D型RS-232C串行接口，对应于Debug UART、UART2和UART3 |
RS485接口 |
1路RS485接口，外接总线收发器，支持RS485通信 |
10/100M以太网口 |
AT91RM9200内嵌MAC，外接DM9161，支持以太网通讯 |
USB接口 |
外扩USB主、从接口（USB2.0协议，12Mbps） |
PC104接口 |
支持标准的PC104模块扩展 |
JTAG接口 |
标准20针定义，支持JTAG调试 |
CPLD编程接口 |
系统设有CPLD,实现逻辑运算，实现总线扩展 |
RTC |
独立的IIC接口，后备锂电池，为系统提供时钟基准 |
Can总线接口 |
1路can总线接口 |
电源接口 |
＋5V、＋12V、－12V电源输入接口，带LED电源信号指示 |
STN/TFT LCD接口 |
1个LCD接口，可支持多种尺寸的STN/TFT LCD屏 |
96-pin欧式插针X2 |
48路GPIO(24路输入，24路输出)、矩阵键盘接口、4线触摸电阻都由96-pin欧式插针引出 |
A/D数据采集技术参数
* 采样通道：48路AD采集，24路输入，24路输出；
* 采样精度：12位
* 采样频率：1MHZ
* 输入信号范围：－10V～10V、4～20mA。
恒颐成功案例
* 气象/水文/地质/环保等行业的数据采集系统
* 高速、高精度和多参数综合测试系统
* 发电变电监测/环境监测控制系统
* 有线/无线网络数据采集处理与传输系统
恒颐高速大缓存A/D采集板卡图
