便携式数据采集系统的设计

1 引言
数据采集在石油探采领域应用广泛．几乎涵盖石油探采的各个环节。传统的数据采集系统由于可操作性差、用户界面不够友好、人机交互困难等缺点已不能适应现在的需求。随着现代电子技术和嵌人式技术的发展，基于嵌入式技术的数据采集系统以其强大的功能、友好的界面、简易的操作受到用户的青睐。这里介绍一种以S3e2410为核心基于嵌入式Linux的数据采集系统的设计方案，其中采用多通道高速A/D转换器ADS8364。

2 器件选型
2．1 ADS8364简介
ADS8364是高速、低功耗、6通道同时采样和转换的16位A/D转换器。采用+5 V工作电压。3．3 V和5 V可选的接口电压；80 dB共模抑制比的全差分输入通道，内部+2．5 V参考电压；6个模拟输入分3组，每个输入端有一个A／D转换器和保持信号用于保证多通道同时采样和转换；差分输入范围为-VREF～+VREF；其6个16 bit AID转换器同时工作，3个保持信号(HOLDA、HOLDB、HOLDC)启动指定通道转换。
当这3个保持信号同时有效时，6通道的A/D转换器同时转换，并将转换结果保存在6个寄存器，每个读操作，ADS8364输出16位数据，地址选通信号(A0、Al、A2)从具体的寄存器中读取数据。地址／模式(ADD)信号选择单通道、单周期或FIFO模式。正常工作时，ADS8364的REFOUT与REFIN连接可提供+2．5 V的参考电压。
ADS8364本身产生的噪声很小，但为获得更好性能，输入信号的噪声峰值必须小于50μV。当采用5 MHz外部时钟时，ADS8364．转换时间为3．2μs，其采集时间为0．8μs。为获得最大输出数据率，可在下一个转换期间读取数据。
2．2 S3c2410简介
S3e2410是三星半导体公司生产的用于移动终端的高性能SoC处理器，它也是一款低成本、低功耗、小体积、高性能的16／32 bit的RISC微控制器。该处理器基于ARM920T内核，主要面向移动设备终端。该系统设计利用S3e2410的低功耗、高性能等特点实现一种锂电池供电的手持式，PDA功能的数据采集系统。

3 系统的硬件设计
3．1 ADS8364与S3c2410的接口设计
ADS8364通过向DVCC提供3．3 V或5 V电压，其接口电压为3．3 V或5 V，这样可以实现ADS8364和5 V总线接口的5I系列单片机，以及3.3 V总线接口的DSP和ARM等接口连接。
该系统采用处理器S3e24lO与ADS8364接口无需附加任何的接口电压转换器，只需把ADS8364的接口电压设置成3.3 V，可将两者总线直接连接。图1为S3e2410与ADS8364的接口电路。由图1可看出，S3c2410与ADS8364的接口电路无需任何附加硬件逻辑电路，S3e2410的GPF4引脚与ADS8364的EOC引脚相连，将GPF4设置为中断模式，用于接收ADS8364转换结束中断。将GPB5～GPB7设置为输出模式，分别与ADS8364的HOLDA～HOLDC相连，用于选中3组A/D转换器(每组2个)启动转换，S3C2410的BANK2片选信号nGCS2与ADS8364的CS相连，将A／D转换器作为外部物理地址映射到S3C2410相应内核空间，位于外部I/O接口BANK2地址空间0x10000000~0x18000000。只要对BANK2进行写操作，并将GPB5～GPB7分别设置000～111中某个数值就可以产生ADS8364的启动相应通道转换的信号。S3c2410的A2~A4分别连接ADS8364的AO~A2，将ADS8364的6个读数通道映射到Linux操作系统的地址为0x10000000、0x10000004、Oxl0000008、Oxl000000C、Oxl0000010、Oxl0000014。