基于uSmartX操作系统的多通道数据采集系统

摘 要

  数据采集系统是将传感器输出的模拟信号进行采集转换成数字信号，然后送入计算机进行处理，并按需要的形式输出处理结果。随着计算机技术和电子信息技术的高速发展，数据采集结合先进的电子技术，已经能利用软件来处理大量测量数据。近年来，对于数据采集系统的要求与日俱增，数据采集系统有着非常良好的应用前景。如今的数据采集技术已渗透到分析仪器、地质勘探、医疗器械、雷达、通讯、测控等技术领域。

随着计算机技术、半导体技术以及软件技术的飞速发展，嵌入式微处理器的性能也得到不断提高，嵌入式操作系统的种类更是层出不穷，从而使得嵌入式系统在越来越多的领域得到更加广泛的应用。本设计就是嵌入式系统在数据采集与控制系统中的具体应用。

本系统采用AVR 系列的单片机中的ATmega16 作为微控制器。它内部带有8 通道独立的10 位精度A/D接口，工作于降噪声模式，增强了抗干扰能力并降低了成本。利用高效稳定的嵌入式多任务操作系统uSmartX为软件平台，合理编写软件流程，为数据采集提供了优越的软件支持。

关键词：uSmartX、嵌入式操作系统、数据采集、A/D采样、AVR单片机

摘 要 I

Abstract -II

1  绪 论 1

2  数据采集系统基本原理及总体设计方案 2

2.1数据采集基本原理 2

2.1.1 数据采集概述 2

2.1.2 低通抽样定理 3

2.1.3 抗混叠滤波器 6

2.1.4 过采样 6

2.2系统总体设计 7

2.2.1 概述 7

2.2.2 硬件架构 7

2.2.3 软件架构 8

3 系统硬件设计及实现 10

3.1 单片机及其主控电路设计 10

3.2 基于Atmega16单片机的数据采集系统最小板原理图 13

3.3 LED数码管显示电路 14

4  系统软件设计及实现 16

4.1 嵌入式 uSmartX 系统概述 16

4.1.1 uSmartX的基本特点 16

4.1.2 uSmartX的任务调度策略 16

4.1.3 uSmartX功能模块简介 17

4.1.4 uSmartX在AVR单片机上的移植 20

4.2 程序结构图 20

4.2.1 主程序流程图 20

4.3 程序设计 22

4.3.1 显示程序 22

4.3.2 A/D采样程序 23

4.3.3 uSmartX任务调度主程序 23

5  总　结 24

致  谢 25

参考文献 26