基于单片机系统采用DMA块传输方式实现高速数据采集

２ 硬件组成

· 单片机芯片

采用ATMEL公司的89C51，片内有4K字节FLASH ROM。设计使用其最大时钟频率20MHz，可以有1us以下的指令周期。

· A/D转换器

采用MAXIM公司的MAX153芯片，转换精度8bit并行输出，转换时间660ns、采集速率1Msps。设计采用循环采集方式。

· 静态RAM

静态RAM62512芯片为64Kbytes，典型存取时间200ns。

· 总线（数据线、地址线和WR）切换电路

总线切换采用74HC245三态总线收发器并联，分别选通。如图２所示。

· 写地址产生电路

DMA写地址产生电路是一可预置数的16位２进制计数器，电路是采用四片４位可预置计数器74HC569级连方式。因此可以预置16位地址的初值，就是DMA传输数据块的起始地址。计数脉冲反向输入74HC569的CP端以保证写操作的时序。

３ 工作原理

3.1 DMA允许与响应

单片机系统开机运行时或进行内部数据处理、显示时应置P1.0高，使其处于DMA禁止状态。单片机完成初始化或进入DMA准备就绪状态时，先向地址发生器写入数据块的起始地址，将地址溢出标志位置零，再发出DMA允许信号释放RAM的控制权，等待DMA结束标志和DMA控制信号。当DMA允许为１且地址计数器溢出标志为０时，进入DMA预备状态，等待外部触发信号输入。DMA触发信号可以是周期信号的过零脉冲，也可以是单脉冲信号放大整形输出，或者是 A/D转换完成信号。DMA控制部分如图３所示。本设计采用将感应电动势信号放大整形，其脉冲前沿触发。DMA允许后的第一个触发脉冲到来，Ｄ触发器输出Ｑ为１。开通四输入端与非门输出与振荡器同频同相的周期信号，开始数据采集和传送。由NE555和阻容元件组成的方波振荡器的振荡频率决定采样频率的大小，其频率应小于等于A/D转换器的最大转换速率1Msps。与非门输出信号同时作为RAM写信号、A/D芯片读／RD，经反相后作为地址计数器的计数输入。