[实用新型]高精度数据采集存储回显装置

说明书

技术领域

本实用新型属于数据采集存储技术领域，特别涉及一种简单便捷、高精度、快速有效的数据采集存储回显装置。

背景技术

随着计算机技术和数字信号处理技术的飞速发展，数据采集存储技术已广泛应用于科研、工业自动化、通信系统、雷达军事、地质勘探、医疗器械等领域。

常用的数据采集系统利用A/D数据采集卡或422/485总线板卡配合计算机使用，数据直接存储硬盘系统。但在一些特殊场合，如高海拔地区气温湿度、海底隧道缺陷检测、汽车火车行驶记录仪、便携医用监护仪，对数据采集系统要求体积小、成本低、功耗小，并能脱离微机平台。

选择单片机作为微控制器，控制模数转换器、存储器及外围电路工作，是目前使用较多的数据采集存储方案。8位、16位单片机指令周期与处理速度限制，无法满足高速数据采集要求。32位数字信号控制器(DSC)系列时钟频率快，处理字节长，可以满足开发要求，同时兼具信号处理能力，是数据采集系统首选的控制器。

采集系统中所涉及到的存储介质主要有三种，其特点分别如下：SRAM静态存储器取速度快，回放容易，缺点是需要电池保护数据，且容量相对较小，保存大量数据需要多片芯片的组合；FLASH闪存存储器利用闪存技术，容量大，并且数据不需要电池保护，价格低；冗余磁盘阵列技术把多块独立的硬盘组合起来形成一个硬盘组，从而提供比单个硬盘更高的存储性能。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题，是针对前述背景技术中的缺陷和不足，提供一种高精度数据采集存储回显装置，其存储速度快，可靠性高，体积小，容量大，掉电可保存，特别适用于特定环境下的数据采集。

本实用新型为解决以上技术问题，所采用的技术方案是：

一种高精度数据采集存储回显装置，包括输入信号隔离与调理电路、核心板电路、DA转换电路、LCD参数显示电路、按键控制电路、外部扩展RAM、外部扩展FLASH和输出回显信号调理电路；其中，输入信号隔离与调理电路将输入的小信号进行隔离、阻抗匹配和滤波放大处理后送入核心板电路，核心板电路的通用IO口连接按键控制电路并检测信号，所述核心板电路连接LCD参数显示电路进行信号的参数显示；核心板电路还分别连接外部扩展RAM和外部扩展FLASH；核心板电路的输出端连接DA转换电路，进行DA转换后送入输出回显信号调理电路。

上述核心板电路采用TMS320F2812作为主控芯片。

采用上述方案后，本实用新型以数字信号控制器(DSC)作为微控制器，充分利用了其超强信号处理能力，同时兼顾其对外围接口的控制。对输入的外部信号经过运算放大器调理后，采用片内的A/D做多种模式设置后采样，并把采样数据的特征参数以LCD人机界面形式显示出来。采集、存储、回显可以按键控制，也可以自动按照软件设置。选择静态存储器SRAM作为中间数据与变量存储介质。闪存FLASH作为存储程序以及采样不掉电丢失数据存储器。采样后的数据可经过D/A做原始信号恢复，同时按照原始波形参数做修正。本实用新型依据的理论核心是Nyquist采样定理：即对带限信号，只要保证抽样频率f_s大于或等于信号最高频率的2倍，即可由抽样后信号恢复出原模拟信号。

由此，本实用新型具有以下改进：

(1)数据采集存储速度快，精度高。

采用单片机作为微控制器，时钟速率低，片内或外部A/D采样速度只能在k(千)数量级，无法完成高带宽信号。选择数字信号控制器(DSC)则可以采样到M(兆)数量级信号采样；其次，32位字长可以提高数据采集的精度与信号输入的动态范围；

(2)小体积、大容量、低成本。

选择SRAM、FLASH作为存储器，可以方便特殊环境下系统安装与大容量数据存储。更重要的是，半导体工业的飞速发展带来了FLASH单片价格的大幅度下降，使得整个系统成本在市场上与同类产品相比具有很大优势。

附图说明

图1是本实用新型的处理流程示意图；

图2是本实用新型的整体架构图；

图3是本实用新型中TMS320F2812的内部功能结构图；

图4是本实用新型的主流程图；

图5是本实用新型中频率测量显示部分的流程图；

图6是本实用新型中采样存储部分的流程图；

图7是本实用新型的程序流程图；

图8是5kHz方波信号回显效果图；

图9是5kHz三角波信号回显效果图；

图10是10kHz正弦波信号回显效果图；