數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)方案解析

A/D轉(zhuǎn)換設(shè)計

在數(shù)據(jù)采集中經(jīng)常需要把模擬信號轉(zhuǎn)換成處理器可以識別的數(shù)字信號，以便采集儀可以對信號進行處理和傳輸，這就要用到A/D轉(zhuǎn)換電路。A/D轉(zhuǎn)換器從變換原理來看，主要有并行比較型、逐次逼近型和雙積分型等。并行比較型轉(zhuǎn)換速度快，可達數(shù)十納秒，但是價格昂貴，非必要時一般不會采用;雙積分型A/D轉(zhuǎn)換器的轉(zhuǎn)換時間較長一般要達到40ms~50ms;逐次逼近型具有較高轉(zhuǎn)換速度，可達幾微秒，價格適中。本設(shè)計采用ADI公司生產(chǎn)的AD7689芯片來對濾波后的電壓信號進行A/D轉(zhuǎn)換。AD7689是一款采用單電源供電的8通道、16位分辨率、無失碼、電荷再分配逐次逼近型模數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC)。AD7689使用簡單的SPI接口實現(xiàn)配置寄存器的寫入和轉(zhuǎn)換結(jié)果的輸出。

音頻采集設(shè)計

嵌入式產(chǎn)品一大特點是CPU資源有限，為了減輕CPU在數(shù)據(jù)處理中的負(fù)擔(dān)及減少數(shù)據(jù)傳輸所需的帶寬，本設(shè)計對采集到的音頻和視頻數(shù)據(jù)分別進行了硬件壓縮編碼。音頻采集處理中采用Micronas半導(dǎo)體設(shè)計及制造公司生產(chǎn)的MAS3587芯片。該芯片集成了前放以及A/D轉(zhuǎn)換模塊，支持模擬和數(shù)字串并行兩種方式輸入輸出，具有MPEG1/2 layer3格式編碼和MPEG1/2 layer2 and layer3格式解碼功能。芯片內(nèi)部包含耳機驅(qū)動模塊，模擬輸出信號可以不經(jīng)過放大直接驅(qū)動耳機。音頻采集電路如圖4所示，MAS3587接收到模擬信號輸入后，先通過芯片的A/D部分將模擬信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，然后將A/D轉(zhuǎn)換后輸出的數(shù)字信號送入芯片內(nèi)置的MP3壓縮編碼模塊完成MP3格式的編碼。圖4中，S3C6410通過I2C總線對MAS3587芯片進行初始化，通過握手信號線與并行數(shù)據(jù)線讀出經(jīng)過MP3格式編碼后的音頻數(shù)據(jù)，并把數(shù)據(jù)進行存儲及傳輸。