数据采集系统方案解析

A/D转换设计

在数据采集中经常需要把模拟信号转换成处理器可以识别的数字信号，以便采集仪可以对信号进行处理和传输，这就要用到A/D转换电路。A/D转换器从变换原理来看，主要有并行比较型、逐次逼近型和双积分型等。并行比较型转换速度快，可达数十纳秒，但是价格昂贵，非必要时一般不会采用;双积分型A/D转换器的转换时间较长一般要达到40ms~50ms;逐次逼近型具有较高转换速度，可达几微秒，价格适中。本设计采用ADI公司生产的AD7689芯片来对滤波后的电压信号进行A/D转换。AD7689是一款采用单电源供电的8通道、16位分辨率、无失码、电荷再分配逐次逼近型模数转换器(ADC)。AD7689使用简单的SPI接口实现配置寄存器的写入和转换结果的输出。

音频采集设计

嵌入式产品一大特点是CPU资源有限，为了减轻CPU在数据处理中的负担及减少数据传输所需的带宽，本设计对采集到的音频和视频数据分别进行了硬件压缩编码。音频采集处理中采用Micronas半导体设计及制造公司生产的MAS3587芯片。该芯片集成了前放以及A/D转换模块，支持模拟和数字串并行两种方式输入输出，具有MPEG1/2 layer3格式编码和MPEG1/2 layer2 and layer3格式解码功能。芯片内部包含耳机驱动模块，模拟输出信号可以不经过放大直接驱动耳机。音频采集电路如图4所示，MAS3587接收到模拟信号输入后，先通过芯片的A/D部分将模拟信号转换为数字信号，然后将A/D转换后输出的数字信号送入芯片内置的MP3压缩编码模块完成MP3格式的编码。图4中，S3C6410通过I2C总线对MAS3587芯片进行初始化，通过握手信号线与并行数据线读出经过MP3格式编码后的音频数据，并把数据进行存储及传输。