基于ARM的数据采集系统的硬件设计

摘  要

在测试控制系统中，数据采集作为一个主要的组成部分，为测试管理与控制实时提供数据，为实验人员进行产品性能分析提供重要依据。为了缩短数据采集系统开发周期，避免重复编码，数据采集系统的研究与设计有着重要意义。本文提出并研究设计了一种基于ARM处理器的数据采集应用系统，并完成了系统的硬件设计。该系统充分利用了ARM处理器高性能、低功耗、低成本的优点，扩展了平台的通用接口，实现了一个多功能的系统。

   本文绪论部分首先介绍了数据采集研究的背景，并对国内外数据采集器的现状进行了概括，在此基础上提出了本文的设计目标。第二章概述了方案的总体构思以及各个方案的优劣比较，给出了最后选用方案。第三章具体介绍核心处理器S3C2440A的功能和相关模块的实现。第四章重点讨论数据转换原理及其具体电路设计。第五章描述了USB模块、串口模块、网络模块、液晶接口等各个扩展功能模块的设计。第六章着重阐述了高速PCB设计理论和PCB设计规则。最后，总结了论文工作，展望未来。

关键词： 数据采集；硬件设计；ARM；S3C2440A

目录

摘  要 I

Abstract II

1  绪论 1

1.1 数据采集的意义和任务 1

1.2 数据采集的现状 1

1.2.1 国外数据采集器的现况 1

1.2.2 国内数据采集器的现况 2

1.3 课题的设计目标 2

2  总体方案设计 3

2.1 系统方案对比分析 3

2.2 系统硬件结构组成 3

3  核心处理器模块 5

3.1 ARM核简介 5

3.2 S3C2440A体系结构 6

3.3 ARM核心系统设计 8

3.3.1 电源电路 8

3.3.2 存储系统及其扩展 10

3.3.3 调试接口 12

4  数据转换模块 13

4.1 数据转换芯片介绍 13

4.1.1 TLV1543引脚介绍 13

4.1.2 转换器和模拟输入端工作原理 15

4.2  模块实现 16

5  输入输出模块 17

5.1  网络模块 17

5.2  USB模块 18

5.３ 串口模块 19

5.４ 人机接口模块 20

6  系统PCB设计 22

6.1  高速PCB设计 22

6.2  PCB设计的一般原则 25

7  总  结 29

致 谢 30

参考文献 31

附录 32