基于ARM9的SPI总线数据采集系统的研究与设计

摘要

数据采集技术主要是对待测数据进行采集处理及控制等，是信息科学技术中的主要部分，同时也是现代检测技术中很重要的一个分支。现代检测技术主要是数据采集技术、计算机技术、信号处理技术与传感器技术的结合体。但是传统的数据采集系统采样精度不高、输出速度较慢、效率低，通用性差，本文提出了一款通用性强、高速度高精度、且性价比高的模块化的数据采集系统。模块化的结构可以很好的满足系统对数据采集灵活性的需求。
　　本文分析了课题相关技术的背景和研究意义，结合嵌入式系统相关技术及SPI总线技术的特点，提出了一种采用嵌入式技术与SPI总线技术相结合的模块化数据采集系统。本文描述了系统的整体结构，明确了系统各部分的功能，研究并设计了各个底层采集模块及主控制器模块的硬件构造，软件构造及底层模块与上层主控器间的通信。本文采用嵌入式Linux操作系统，采集系统主控制器芯片采用基于ARM9的S3C2440微处理器。底层采集模块选用的主控芯片为C8051F021单片机，包括模拟量、开关量等多种信号的采集模块；同时，还设计了通信接口电路。软件实现上，完成了嵌入式Linux操作系统的开发环境的搭建，开发了基于S3C2440的SPI驱动程序，进行内核移植。最后，通过程序设计实现了数据的采集及处理。实验结果表明，本文结合嵌入式技术与SPI总线技术设计的模块化的数据采集系统，灵活、稳定、实时性强能够满足设计的需要，而且硬件技术上完全可行，在工业控制技术领域具有较为开阔的应用前景。

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第一章 绪论

1.1 课题的背景和意义

1.2 课题相关技术及其现状

1.3 课题的主要工作任务

1.4 本文的主要安排

第二章 系统总体的设计结构

2.1 底层采集模块的设计

2.2 嵌入式主控制器的设计

2.3 本章小结

第三章 系统硬件设计

3.1 底层采集模块的硬件设计

3.2 嵌入式主控制器的硬件设计

3.3 本章小结

第四章 系统软件设计

4.1 底层采集模块的软件设计

4.2 嵌入式主控制器软件设计

4.3 SPI通信的软件设计

4.4 本章小结

第五章 总结与展望

参考文献

致谢

攻读学位期间所取得的相关科研成果