中心議題：

• LCD人機交互的數據采集係統

解決方案：

• 設計了高精度溫度采集係統模塊
• 采用TI公司的微控製器MSC1210Y5開發的高精度數據采集係統

在許多傳統行業中，高精度溫度數據采集係統是不可缺少的。近年來，隨著高精度ADC價格的不斷下降以及其功能的不斷完善，研製廉價的多路、快速、高 精度溫度采集係統成為了可能。美國德州儀器公司（TI）推出的帶24位ADC的微處理器MSC1210
，特別適合於測量高精度溫度
、壓力傳感器等輸出的微 弱信號。本文以MSC1210作為測量、信號處理以及通訊的核心
，設計了高精度溫度采集係統模塊。該係統測量通道易於擴充

，測量精度高，可以快速地進行高 精度數據測量。

係統總體方案設計

本係統的硬件部分主要由前端數據采集、處理電路和後端數據處理、LCD電路組成。兩部分通過RS-232串行接口進行通信。係統的總體方案構圖如圖1所示。

圖1 係統總體結構

數據采集部分的軟硬件設計

硬件電路設計

數據采集部分的核心器件選用了MSC1210Y5。這主要是因為該微處理器具有24位的 ADC，其有效精度高於22位。其內部包含完整的前向通道（包括輸入緩存器
、模擬開關電路、可編程增益放大器和ADC以及數字濾波部分）和後向通道— DAC
，zhexiedoushiwanchengcekongxitongdebixubufen。ciwai
，gaichuliqitongguogaibianminglingjicunqidefangshiduineibutongdaogongnengjinxingshezhi，yongzhilingjiukeyixuanzeshuruhuancunqi、設置放大增益、控製通道開關切換
、進行偏置校正等，使用非常方便。數據采集部分的電路結構原理圖如圖2所示。

本係統中兩個核心芯片MSC1210Y5和MAX3223的功耗都很低
，因此，在設計中板上的電源（3.3V）由後端係統通過RS-232接口提供。除了RS-232接口的接線
，以及接入J1、 J2插座的信號（8個AIN線
、REF以及公共地）線(xian)外(wai)
，本(ben)係(xi)統(tong)的(de)硬(ying)件(jian)部(bu)分(fen)不(bu)再(zai)需(xu)要(yao)其(qi)它(ta)連(lian)接(jie)，使(shi)用(yong)非(fei)常(chang)方(fang)便(bian)。此(ci)外(wai)
，設(she)計(ji)時(shi)還(hai)在(zai)電(dian)路(lu)中(zhong)預(yu)留(liu)了(le)一(yi)部(bu)分(fen)接(jie)口(kou)線(xian)供(gong)以(yi)後(hou)擴(kuo)展(zhan)係(xi)統(tong)功(gong)能(neng)使(shi)用(yong)，包(bao)含(han)了(le)第(di)二(er)串(chuan)行(xing)口(kou)以(yi)及(ji)四(si)根(gen)可(ke)配(pei)置(zhi)為(wei)SPI接口、中斷輸入和I/O端口的備用接口線。

圖2 數據采集電路結構原理圖

軟件設計

在 基於此電路的高精度測溫模塊應用中
，MSC1210Y5完成了微弱信號的多路切換、信號緩衝、編程放大
、24位ADC
、數字濾波、數據處理、信號校準以及 串口通信等功能。MSC1210Y5包含2個串口，本設計中選取其中的一個串口用來與後端人機交互係統通信，負責接收後端發送的控製命令和控製參數以及發 送前端采集
、處理的數據。數據采集電路的程序主要任務是：控製內部的ADC的測量過程，讀取轉換的數據；與後端（S3C44B0X係統）進行通信
，讀取上 位機的命令和有關的控製參數，同時向上位機傳送轉換後的數據。數據采集電路的程序控製流程如圖3所示。

串口開始接收上位機送過來的命令和數 據時
，將依次讀到的後端係統的2字節串碼（暫存在R6
，R7）的控製字傳送到MSC1210Y5內部寄存器ADCON1 和ADCON0
，從而實現對ADC控製命令的寫入。其後將ADCON3、ADCON2、ADMUX和PDCON寄存器的內部寫入相應的命令和參數值
，從而 完成對MSC1210Y5內ADC的設置和啟動。向後端係統發送數據時
，由於ADC是24位精度，轉換數據必須分為3個字節傳送，即將寄存器1

、2、3的 ADC轉換結果依次通過送SBUF發送，同時在這個過程中還包含發送同步字符
、CRC校驗等過程。
[page]

圖3 數據采集電路的程序控製流程

嵌入式GUI應用係統概述

該係統後端的硬件部分主要由三大塊構成：以S3C44B0X為核心的係統板，集JTAG調試電路、係統電源

、LCD接口電路的輔助板，以及LCD屏。

後端的軟件部分也由三個部分組成：係統啟動加載程序，嵌入式實時多任務操作係統mC/OS-II，和基於mC/OS-II的應用程序。根據係統應用的需要
，其中基於mC/OS-II的應用程序主要包括串行口通信程序和基於mC/GUI的圖形用戶接口程序。

係 統中的串口用於S3C44B0X控製器向前端數據采集部分發送控製命令和控製參數，並實時接收前端發送的采集數據，送由控製器處理和進行LCD顯示。當操 作係統mC/OS-IIqidongshi，zidongchushihuachuanxingkou。youyuyingyongchengxushiduorenwuxitong，weileshishijiancechuanxingkouxinxi，shejishizaixitongzhongdankaileyigechuanxingkousaomiaorenwu，congerke 保證信息不丟失。

由於mC/GUI提供了源代碼，在開發應用程序時，用戶可以首先將核心文件、LCD驅動文件和需要的字體文件包含在自己的工程裏，然後再根據內存設備、輸入設備、空間和窗口管理部分等硬件的實際需要來具體開發。開發步驟如下。

（1） 按照實際需要
，定製自己的mC/GUI開發環境。其中包括對mC/GUI目錄的篩選，以及目錄中文件的篩選；

（2） 指定硬件設備的地址
，編寫接口驅動代碼。這裏需要修改LCDConf.h文件；

（3） 編譯
、連接、調試子程序
；

（4）修改子程序並測試
，增加需要的功能
；

（5）若開發多任務應用，則需要修改GUI_MAXTASK和GUI_OS宏，實現mC/GUI與操作係統的結合；

（6）編寫自己的應用程序。

由於mC/GUI不支持ARM7處理器S3C44B0X
，因此，要把mC/GUI移植到係統平台上
，需要自己完成mC/GUI在係統硬件平台上的各種驅動，具體包括S3C44B0X中內置的LCD控製器的正確初始化，以及畫點、畫線、填充等LCD驅動函數的編寫等。

LCD 控製器初始化：S3C44B0X LCD控製器上的正確初始化包括各種控製寄存器的正確配置以及顯存的正確設置與映射。其中顯存的映射是將S3C44B0X專用LCD DMA的源地址設為顯存起始地址值
，該值是在rLCDSADDR1中配置。此外
，LCD控製器還需對REGBANK中的其他可編程寄存器進行編程，以控製相應的寄存器值
，並確定垂直/水平象素
、數據接口的數據寬度
、接口時間及刷新率等。

LCD驅動函數編程：在LCD的驅動函數中，最底層的驅動函數是畫點函數和取點函數。在mC/GUI中顯示字、圖形都與這兩個函數有關，它們直接與顯存通話。為了顯示出字符和位圖
，還須參考uC/GUI的 LCDMemC.c，寫DrawBitLine1BPP、DrawBitLine2BPP和DrawBitLine4BPP函數，並配置 GUIConf.h和LCDConf.h中的常數。完成了上麵的各個驅動函數後
，就可以采用mC/GUI的Demo程序對所移植的mC/GUI進行測試了。

結語

采用TI公司的微控製器MSC1210Y5開發的高精度數據采集係統，采集精度高，抗幹擾能力強。具有較高的應用和推廣價值。