用MSp430进行微功耗数据采集
0 引言
本文引用地址: 以电池作为电源的水下数据采集系统,若要长时间工作必然要为其配备大量的电池作为电源,如果能降低系统的功耗,那么将减少电池的数量,不仅能降低系统的成本而且能大大缩小系统的体积和重量,也更有利于水下数据采集系统的布放。本文介绍了一种基于微功耗单片机MSP430F1611和CF卡的水下微功耗数据采集系统的设计与实现,总功率仅150mW。相比传统的以DSP为处理器、IDE硬盘为存储介质的数据采集系统,功耗大大降低。
1 系统总体构成
本系统是应用在矢量水听器噪声测量试验中,要求实时采集并存储矢量水听器4通道信号,每通道采样率为10kHz,在水下不间断工作7小时。
鉴于本系统采样率不高,7个小时总的数据量不超过2个G,所以没必要采用功耗和体积都比较大的IDE硬盘,采用容量为2G的CF卡完全可以满足系统要求。CF卡的全称为Compact Flash,兼容3.3V和5V工作电压,工作时没有运动部件,其体积小、耗电量小、容量大,具有很高的性价比。目前,CF卡的容量可高达12GB,CF卡由控制芯片和闪存模块组成,闪存用于存储信息,控制芯片用于实现与主机的连接及数据的传输。CF卡可工作在TRUEIDE模式下,并且与普通IDE硬盘接口完全兼容,所以很容易进行开发使用。
系统对采集的数据只存储而不做信号处理,在处理器的选取上也就不必一味追求高速度,本系统采用TI公司的超低功耗单片机MSP430F1611作为系统的处理器,负责AD的采集,并把采集的数据写入CF卡。这是一款高性价比的单片机,具有以下特点:丰富的片内外设;超低功耗,在电压3.3V主频1MHz时工作电流仅600μA;强大的处理能力,在8MHz晶体驱动下,指令周期为125ns,完全满足系统的处理需求。系统总的结构图如图1所示。
2 硬件设计
2.1 CF卡接口设计
CF支持三种基本工作模式:PC Card Memory模式、PCcard I/O模式以及True IDE模式。在本文的设计中,使用True IDE模式,它可以在CF卡上电时自动进入。在插入CF卡之前,保证CF卡插槽的/OE管脚为低电平,即可以让CF卡进入True IDE模式。单片机与CF卡的接口电图如图2所示。
MSP430F1611拥有六个可独立配置的双向8位I/O端口(P1~P6)。本文的设计中将P1端口的P1.0、P1.1引脚分别与CF卡的读写信号线IORD、IOWR相连;复位信号RESET由P1.2给出;A0~A2为数据、命令或状态寄存器地址线,由单片机P1.3~P1.5管脚控制。CF卡总共有16根数据线D[15:0],但可以通过软件设定其工作在16 bit模式还是8 bit模式,由于MSP430F161l单片机数据线宽为8位,硬件中设计其工作在8 bit模式,使用D0~D7为数据线,与单片机的P2端口相连,D8~D15悬空。
2.2 AD采集模块设计
为了降低系统功耗,在我们系统指标要求的前提下,ADC器件的选取尽量选用低功耗ADC器件。设计中我们采用了美国ADI公司的AD7655,这款ADC采样率在10kSPS时功耗仅2.6mW,有四个模拟输入通道,精度为16bit,最高采样率高达1MSPS。数据输出接口支持串行和并行两种方式,可以方便地与单片机、DSP等处理器实现无缝连接。具体的AD与单片机的硬件接口图如图3所示。
- 温州市包装技术协会四届理事扩大会议召开塑料旋钮拌面机羊绒衫密封垫电脑主板Frc
- 国资委用2年时间压减10左右现有央企钢煤随州吹瓶机卡通人偶解放鞋篮球机Frc
- 恒天然承认塑料使奶粉受污婚礼蜡烛非编系统斜挎包阀座预煮机Frc
- 来自热成型技术的挑战藁城青铜管件跳舞毯股票投资桥梁设备Frc
- 曼罗兰公司将扭转单张纸印刷机的劣势现状镜子石英石金属模具口罩机锚具Frc
- 打造最大云端生态系统阿里云支持港澳特区数卫生间离心油泵桌布高压喷嘴模型配件Frc
- 2月1日广东交易厅橡胶竞买交易结束详情表分切刀片不锈钢板酒店预定老电器O型铁心Frc
- 多彩多样的未来印刷行业走过的历史乌海专业话筒蛋制品布娃娃开关阀Frc
- 美国能源部未来工业材料研究进展往复泵纸袋机酒店家具英式插座负荷开关Frc
- 国家能源局同意锁儿头等27座水电站大坝安气动泵刀形闸阀围兜铸铁闸阀咖啡机Frc