數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)方案解析

A/D轉(zhuǎn)換設(shè)計(jì)

在數(shù)據(jù)采集中經(jīng)常需要把模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成處理器可以識(shí)別的數(shù)字信號(hào)，以便采集儀可以對(duì)信號(hào)進(jìn)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(lái)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(dá)數(shù)十納秒，但是價(jià)格昂貴，非必要時(shí)一般不會(huì)采用;雙積分型A/D轉(zhuǎn)換器的轉(zhuǎn)換時(shí)間較長(zhǎng)一般要達(dá)到40ms~50ms;逐次逼近型具有較高轉(zhuǎn)換速度，可達(dá)幾微秒，價(jià)格適中。本設(shè)計(jì)采用ADI公司生產(chǎn)的AD7689芯片來(lái)對(duì)濾波后的電壓信號(hào)進(jìn)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(wú)失碼、電荷再分配逐次逼近型模數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC)。AD7689使用簡(jiǎn)單的SPI接口實(shí)現(xiàn)配置寄存器的寫(xiě)入和轉(zhuǎn)換結(jié)果的輸出。

音頻采集設(shè)計(jì)

嵌入式產(chǎn)品一大特點(diǎn)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(jì)對(duì)采集到的音頻和視頻數(shù)據(jù)分別進(jìn)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(jì)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(jī)驅(qū)動(dòng)模塊，模擬輸出信號(hào)可以不經(jīng)過(guò)放大直接驅(qū)動(dòng)耳機(jī)。音頻采集電路如圖4所示，MAS3587接收到模擬信號(hào)輸入后，先通過(guò)芯片的A/D部分將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，然后將A/D轉(zhuǎn)換后輸出的數(shù)字信號(hào)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(guò)I2C總線對(duì)MAS3587芯片進(jìn)行初始化，通過(guò)握手信號(hào)線與并行數(shù)據(jù)線讀出經(jīng)過(guò)MP3格式編碼后的音頻數(shù)據(jù)，并把數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)及傳輸。