数据采集与压缩系统

    

  引言

  解决数据传输问题要根据实际的情况而定,对于采集系统而言,采集到的数据量还是很大的,在进行传输的过程中对带宽要求较高,解决这一问题的有效途径有:采用高带宽的传输方式;对数据进行压缩,变相提高数据传输带宽。然而,采用高带宽的传输方式是需要一定成本的,所以可以采用压缩数据的方式。退一步来说,即使采用高带宽方式,当传输的数据是压缩过的,那么,相对于传输没有压缩的数据,后者传输效率无疑会更高。为此,作者在此提供一种参考方案,试着解决上述问题。

  系统硬件结构

  如图1所示,本数据采集与压缩系统整体分为两个部分:数据采集部分(虚线以上)和数据压缩部分(虚线以下),其中数据采集部分对待处理的信号进行采集,模数转换并进行存储;数据压缩部分对存储的数据进行压缩,以提高有效容量和传输带宽。  

  各模块的介绍和系统软件流程

  ⒈数据采集部分

  数据采集核心部分采用MSP430系列单片机(可以针对性的选择其它芯片)。MSP430系列单片机是TI 公司研发的16位超低功耗单片机,非常适合各种功率要求低的场合。内部自带的12 位A/ D 和DMA控制单元,可以分别为系统采样电路和数据传输部分采用,使得系统的硬件电路更加集成化、小型化,很好地解决了低功耗、数据采集、数据传输等问题。

  1)A/ D 采集数据模块

  MSP430系列内部的ADC12 模块能够实现12 位精度的模数转换,具有高速和通用的特性。其主要特点有:12 位转换精度内置采样与保持电路;有多种时钟源可提供给ADC12 模块,且模块本身内置时钟发生器;内置温度传感器;配有8 路外部通道与4 路内部通道;内置参考电源,且参考电压有6 种可编程的组合;模数转换有4 种模式,可灵活应用以节省软件量及时间;可以关闭ADC12 模块以节省系统功耗。

  2)DMA传输模块

  DMA(直接存储器访问)控制器不需要CPU 的干预即可提供先进的可配置的数据传输能力,从而可以解放CPU ,使其不是将更多的时间浪费在等待上,而是将更多的时间用于处理数据。DMA 控制器可在内存与内部及外部硬件之间进行精确的传输控制。DMA 消除了数据传输延迟时间以及CPU 等待等各种开销,从而提高了MCU 利用率,使信号处理能力更强。这样从整体上节省了系统的处理时间。

  MSP430系列芯片内部拥有DMA控制器单元,其特性是:拥有3个独立的DMA通道;可对通道进行优先权配置;支持边沿触发和电平触发;多种寻址方式等。

  3)缓存到RAM1模块

  之所以要用缓存模块主要是考虑到两个方面:一是数据采集的速率和传输速率不一致,二是数据采集速率和数据压缩的速率不一致。RAM1在此起到缓存数据和协调系统的作用。通过数据缓存的设置,可以提高数据采集和压缩系统的性能

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     收录时间:2016-07-28 10:20 来源:电子产品世界  作者:匿名
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