基于μC/OS-Ⅱ的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)設(shè)計(jì)與應(yīng)用

由于 ATmegal6片內(nèi)集成了可調(diào)增益的差分放大電路和 A/D轉(zhuǎn)換通道，所以溫度采集電路僅由一個(gè)用于測(cè)溫的電橋組成。具體做法是根據(jù)熱電阻阻值隨溫度變化的特性，將銅熱電阻作為電橋的一臂，當(dāng)溫度改變時(shí)，電橋輸出電壓也隨之發(fā)生變化。將電橋輸出電壓送至 ATmegal6內(nèi)部的采樣保持電路，然后進(jìn)行放大、 A/D轉(zhuǎn)換，再經(jīng)過(guò)固件程序的換算就可以得到測(cè)量溫度了。
在本系統(tǒng)中，測(cè)量壓力采用的器件是廣州森納士?jī)x器有限公司生產(chǎn)的壓力變送器，其量程是 0.0lMPa，輸出信號(hào)是 4~20mA的電流。當(dāng)壓力改變時(shí)，輸出電流也隨之發(fā)生變化，所以在信號(hào)輸出端接一個(gè)精密電阻，然后對(duì)電阻兩端的電壓進(jìn)行采樣和轉(zhuǎn)換，再經(jīng)過(guò)固件程序的換算就可以得到測(cè)量壓力了。

3.3 固件程序下載電路

固件程序下載電路的功能就是將編譯好的程序代碼下載到 ATmegal6單片機(jī)的 Flash中去。 ATmega16支持多種編程模式，其中比較簡(jiǎn)單也比較方便的一種就是 ISP(In-system-programming，在系統(tǒng)編程)模式，即通過(guò)串行 SPI(serial peripheral Interface，串行外設(shè)接口)總線將在 windows中調(diào)試、編譯好的程序代碼下載到 ATmegal6的存儲(chǔ)器。 Flash程序存儲(chǔ)器、 EEPROM數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器、熔絲位和加密鎖定位都可以在這種模式下編程。固件程序下載電路如圖 3所示。

3.4 LED顯示部分設(shè)計(jì)

如圖 4所示，系統(tǒng)的顯示是使用 MAX7219實(shí)現(xiàn)的 8位穩(wěn)定靜態(tài)顯示，MAX7219是串行共陰極數(shù)碼管動(dòng)態(tài)掃描顯示驅(qū)動(dòng)芯片，僅使用 3線串行接口傳送數(shù)據(jù)，可直接與單片機(jī)接口，用戶還可以方便地修改其內(nèi)部參數(shù)以實(shí)現(xiàn)多位 LED顯示，因此可以方便地使用單片機(jī)的串口送出顯示數(shù)據(jù)，并且其占用的時(shí)間少，方便編程及對(duì)信號(hào)的檢測(cè)。

4 USB數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的軟件開(kāi)發(fā)

USB數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)是一個(gè)多任務(wù)系統(tǒng)，而且程序結(jié)構(gòu)也比較復(fù)雜，為了提高開(kāi)發(fā)率，增強(qiáng)系統(tǒng)的穩(wěn)定性，降低開(kāi)發(fā)和維護(hù)成本，就需要一個(gè)嵌入式操作系統(tǒng)作為系統(tǒng)發(fā)和運(yùn)行的平臺(tái)。?C/OS-Ⅱ作為一個(gè)源碼公開(kāi)的免費(fèi)型嵌入式實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)，其穩(wěn)定性好、可靠性高，而且 ?C/OS-Ⅱ還具有移植性好、可固化、可裁剪等特點(diǎn)，非常適合作為 USB數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)平臺(tái)。