基于MSp430的微功耗數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的開發(fā)應(yīng)用

1、    基于MSp430的微功耗數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的開發(fā)應(yīng)用摘要：實(shí)現(xiàn)了一種全集成可變帶寬中頻寬帶低通濾波器，討論分析了跨導(dǎo)放大器-電容(OTAC)連續(xù)時(shí)間型濾波器的結(jié)構(gòu)、設(shè)計(jì)和具體實(shí)現(xiàn)，使用外部可編程電路對(duì)所設(shè)計(jì)濾波器帶寬進(jìn)行控制，并利用ADS軟件進(jìn)行電路設(shè)計(jì)和仿真驗(yàn)證。仿真結(jié)果表明，該濾波器帶寬的可調(diào)范圍為126 MHz，阻帶抑制率大于35 dB，帶內(nèi)波紋小于05 dB，采用18 V電源，TSMC 018m CMOS工藝庫仿真，功耗小于21 mW，頻響曲線接近理想狀態(tài)。關(guān)鍵詞：Butte0 引言    以電池作為電源的水下數(shù)據(jù)

2、采集系統(tǒng)，若要長時(shí)間工作必然要為其配備大量的電池作為電源，如果能降低系統(tǒng)的功耗，那么將減少電池的數(shù)量，不僅能降低系統(tǒng)的成本而且能大大縮小系統(tǒng)的體積和重量，也更有利于水下數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的布放。本文介紹了一種基于微功耗單片機(jī)MSP430F1611和CF卡的水下微功耗數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)，總功率僅150mW。相比傳統(tǒng)的以DSP為處理器、IDE硬盤為存儲(chǔ)介質(zhì)的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，功耗大大降低。1 系統(tǒng)總體構(gòu)成    本系統(tǒng)是應(yīng)用在矢量水聽器噪聲測(cè)量試驗(yàn)中，要求實(shí)時(shí)采集并存儲(chǔ)矢量水聽器4通道信號(hào)，每通道采樣率為10kHz，在水下不間斷工作7小時(shí)。  

3、0; 鑒于本系統(tǒng)采樣率不高，7個(gè)小時(shí)總的數(shù)據(jù)量不超過2個(gè)G，所以沒必要采用功耗和體積都比較大的IDE硬盤，采用容量為2G的CF卡完全可以滿足系統(tǒng)要求。CF卡的全稱為Compact Flash，兼容33V和5V工作電壓，工作時(shí)沒有運(yùn)動(dòng)部件，其體積小、耗電量小、容量大，具有很高的性價(jià)比。目前，CF卡的容量可高達(dá)12GB，CF卡由控制芯片和閃存模塊組成，閃存用于存儲(chǔ)信息，控制芯片用于實(shí)現(xiàn)與主機(jī)的連接及數(shù)據(jù)的傳輸。CF卡可工作在TRUEIDE模式下，并且與普通IDE硬盤接口完全兼容，所以很容易進(jìn)行開發(fā)使用。    系統(tǒng)對(duì)采集的數(shù)據(jù)只存儲(chǔ)而不做信號(hào)處理，在處理器的選取上也就

4、不必一味追求高速度，本系統(tǒng)采用TI公司的超低功耗單片機(jī)MSP430F1611作為系統(tǒng)的處理器，負(fù)責(zé)AD的采集，并把采集的數(shù)據(jù)寫入CF卡。這是一款高性價(jià)比的單片機(jī)，具有以下特點(diǎn)：豐富的片內(nèi)外設(shè)；超低功耗，在電壓33V主頻1MHz時(shí)工作電流僅600A；強(qiáng)大的處理能力，在8MHz晶體驅(qū)動(dòng)下，指令周期為125ns，完全滿足系統(tǒng)的處理需求。系統(tǒng)總的結(jié)構(gòu)圖如圖1所示。2 硬件設(shè)計(jì)21 CF卡接口設(shè)計(jì)    CF支持三種基本工作模式：PC Card Memory模式、PCcard IO模式以及True IDE模式。在本文的設(shè)計(jì)中，使用True IDE模式，它可以在CF卡上電時(shí)自

5、動(dòng)進(jìn)入。在插入CF卡之前，保證CF卡插槽的OE管腳為低電平，即可以讓CF卡進(jìn)入True IDE模式。單片機(jī)與CF卡的接口電圖如圖2所示。    MSP430F1611擁有六個(gè)可獨(dú)立配置的雙向8位IO端口(P1P6)。本文的設(shè)計(jì)中將P1端口的P10、P11引腳分別與CF卡的讀寫信號(hào)線IORD、IOWR相連；復(fù)位信號(hào)RESET由P12給出；A0A2為數(shù)據(jù)、命令或狀態(tài)寄存器地址線，由單片機(jī)P13P15管腳控制。CF卡總共有16根數(shù)據(jù)線D15：0，但可以通過軟件設(shè)定其工作在16 bit模式還是8 bit模式，由于MSP430F161l單片機(jī)數(shù)據(jù)線寬為8位，硬件中設(shè)計(jì)其工作在8 bit模式，使用D0D7為數(shù)據(jù)線，與單片機(jī)的P2端口相連，D8D15懸空。22 AD采集模塊設(shè)計(jì)    為了降低系統(tǒng)功耗，在我們系統(tǒng)指標(biāo)要求的前提下，ADC器件的選取盡量選用低功耗ADC器件。設(shè)計(jì)中我們采用了美國ADI公司的AD7655，這款A(yù)DC采樣率在10kSPS時(shí)功耗僅26mW，有四個(gè)模擬輸入通