基于Web的MCF5249數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的設(shè)計
發(fā)布時間:2007/4/23 0:00:00 訪問次數(shù):498
2 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的軟件設(shè)計
數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的軟件設(shè)計主要分為兩大模塊,即數(shù)據(jù)采集模塊與數(shù)據(jù)顯示模塊。
2.1數(shù)據(jù)采集模塊的設(shè)計
數(shù)據(jù)采集模塊是系統(tǒng)的核心模塊,為了提高數(shù)據(jù)采集的實時性,應采用中斷方式完成數(shù)據(jù)采集。其流程圖如圖2所示。
MCF5249微處理器為其內(nèi)部ADC提供了一個控制寄存器ADCONFIG,其地址是MBAR2_ADDR+0x402,在初始化程序中需要指定MBAR2_ADDR地址。
通過ADCONFIG寄存器可以設(shè)置A/D轉(zhuǎn)換器工作方式、采樣頻率、是否采用中斷方式等。下面給出設(shè)置ADCONFIG寄存器實例。
#define MBAR2_ADDR 0x8000000
#define AD_CONFIG 0x402
#define AD_VALUE 0x406
…………
//設(shè)置ADC
*(volatile unsigned short int *)(MBAR2_ADDR+AD_CONFIG)=0x442;
該設(shè)置確定ADIN0作為模擬信號輸入通道,采樣頻率設(shè)置為1/4系統(tǒng)總線時鐘頻率。當時鐘產(chǎn)生4095次翻轉(zhuǎn)時,系統(tǒng)產(chǎn)生一個軟件中斷(中斷號為63)。一次采樣結(jié)束,并將采樣結(jié)果存于ADVALUE寄存器(其地址為MBAR2_ADDR+0x406)。A/D轉(zhuǎn)換值可以用如下公式計算:
Vi=(X/(2 n-1)) ×Vfullscate
其中,Vi為ADC的輸入電壓;Vfullscate為滿量程輸入電壓;
X為ADC輸出的數(shù)字量;
n為ADC的位數(shù)。
A/D轉(zhuǎn)換的結(jié)果在中斷處理程序中讀取。讀取一次轉(zhuǎn)換的程序代碼如下:
Volatile unsigned shortint m;
m=*(volatile unsigned short int *)(MBAR2_ADDR+AD_VALUE);
通常,A/D轉(zhuǎn)換需要連續(xù)采樣。采樣結(jié)果應存放在一個多訪問循環(huán)隊列MACQ(Multiple Access Circular Queue)中。
MACQ是一個定長有序的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。源進程(生產(chǎn)者,ADC采樣程序)將數(shù)據(jù)存入MACQ,一旦初始化,MACQ總是滿的。當有新的數(shù)據(jù)被存入(PUT)MACQ,舊數(shù)據(jù)即被丟棄(如圖3)。應用進程(消費者)可以從MACQ中讀取任何數(shù)據(jù)。讀功能是非破壞性的,即讀操作不會改變MACQ。
在uClinux中,A/D轉(zhuǎn)換中斷程序的編寫方法是將A/D轉(zhuǎn)換器作為一個字符設(shè)備來處理。中斷程序是在linux/drivers/char目錄下編寫,其結(jié)構(gòu)如下:*File:m5249_adirq.c
#include<linux/interrupt.h>
#include<asm/irq.h>
#define ADC_IRQ(128+63)//定義中斷號
#define MBAR2_ADDR 0x8000000
#define AD_CONFIG 0x402
#define AD_VALUE 0x406
/*定義中斷處理函數(shù)*/
void adirq_interrupt(int irq,void *d,struct pt_regs *regs){
在此讀取A/D轉(zhuǎn)換的值并存入隊列中。
}
/*設(shè)備初始化函數(shù)*/
int adirq_init(){
int result;
unsigned short adc_irq;
adc_irq=ADC_IRQ;
result=request_irq(adc_irq,&adirq_interrupt,SA_INTERRUPT,5249_adirq NULL);//注冊中斷
if(result= = -1)
{printk(“Can't get assigned %d”adc_irq);
return result;}
return 0;
}
中斷服務程序的添加方
2 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的軟件設(shè)計
數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的軟件設(shè)計主要分為兩大模塊,即數(shù)據(jù)采集模塊與數(shù)據(jù)顯示模塊。
2.1數(shù)據(jù)采集模塊的設(shè)計
數(shù)據(jù)采集模塊是系統(tǒng)的核心模塊,為了提高數(shù)據(jù)采集的實時性,應采用中斷方式完成數(shù)據(jù)采集。其流程圖如圖2所示。
MCF5249微處理器為其內(nèi)部ADC提供了一個控制寄存器ADCONFIG,其地址是MBAR2_ADDR+0x402,在初始化程序中需要指定MBAR2_ADDR地址。
通過ADCONFIG寄存器可以設(shè)置A/D轉(zhuǎn)換器工作方式、采樣頻率、是否采用中斷方式等。下面給出設(shè)置ADCONFIG寄存器實例。
#define MBAR2_ADDR 0x8000000
#define AD_CONFIG 0x402
#define AD_VALUE 0x406
…………
//設(shè)置ADC
*(volatile unsigned short int *)(MBAR2_ADDR+AD_CONFIG)=0x442;
該設(shè)置確定ADIN0作為模擬信號輸入通道,采樣頻率設(shè)置為1/4系統(tǒng)總線時鐘頻率。當時鐘產(chǎn)生4095次翻轉(zhuǎn)時,系統(tǒng)產(chǎn)生一個軟件中斷(中斷號為63)。一次采樣結(jié)束,并將采樣結(jié)果存于ADVALUE寄存器(其地址為MBAR2_ADDR+0x406)。A/D轉(zhuǎn)換值可以用如下公式計算:
Vi=(X/(2 n-1)) ×Vfullscate
其中,Vi為ADC的輸入電壓;Vfullscate為滿量程輸入電壓;
X為ADC輸出的數(shù)字量;
n為ADC的位數(shù)。
A/D轉(zhuǎn)換的結(jié)果在中斷處理程序中讀取。讀取一次轉(zhuǎn)換的程序代碼如下:
Volatile unsigned shortint m;
m=*(volatile unsigned short int *)(MBAR2_ADDR+AD_VALUE);
通常,A/D轉(zhuǎn)換需要連續(xù)采樣。采樣結(jié)果應存放在一個多訪問循環(huán)隊列MACQ(Multiple Access Circular Queue)中。
MACQ是一個定長有序的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。源進程(生產(chǎn)者,ADC采樣程序)將數(shù)據(jù)存入MACQ,一旦初始化,MACQ總是滿的。當有新的數(shù)據(jù)被存入(PUT)MACQ,舊數(shù)據(jù)即被丟棄(如圖3)。應用進程(消費者)可以從MACQ中讀取任何數(shù)據(jù)。讀功能是非破壞性的,即讀操作不會改變MACQ。
在uClinux中,A/D轉(zhuǎn)換中斷程序的編寫方法是將A/D轉(zhuǎn)換器作為一個字符設(shè)備來處理。中斷程序是在linux/drivers/char目錄下編寫,其結(jié)構(gòu)如下:*File:m5249_adirq.c
#include<linux/interrupt.h>
#include<asm/irq.h>
#define ADC_IRQ(128+63)//定義中斷號
#define MBAR2_ADDR 0x8000000
#define AD_CONFIG 0x402
#define AD_VALUE 0x406
/*定義中斷處理函數(shù)*/
void adirq_interrupt(int irq,void *d,struct pt_regs *regs){
在此讀取A/D轉(zhuǎn)換的值并存入隊列中。
}
/*設(shè)備初始化函數(shù)*/
int adirq_init(){
int result;
unsigned short adc_irq;
adc_irq=ADC_IRQ;
result=request_irq(adc_irq,&adirq_interrupt,SA_INTERRUPT,5249_adirq NULL);//注冊中斷
if(result= = -1)
{printk(“Can't get assigned %d”adc_irq);
return result;}
return 0;
}
中斷服務程序的添加方