基于Web的MCF5249數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的設(shè)計

摘要：隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)發(fā)展和市場需求的變化，工業(yè)設(shè)備實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)化管理控制已經(jīng)成為一種必然趨勢。本文討論基于Web的MCF5249數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的設(shè)計方法，并從硬件設(shè)計和軟件設(shè)計兩方面進(jìn)行討論。

    關(guān)鍵詞：MCF5249 uClinux Web 數(shù)據(jù)采集

引言

現(xiàn)在嵌入式系統(tǒng)的應(yīng)用越來越廣泛。隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)發(fā)展和市場需求的變化，工業(yè)設(shè)備實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)化管理控制已經(jīng)成為一種必然趨勢。M2M（Machine to Machine）的網(wǎng)絡(luò)通信已成為國內(nèi)外研究熱點(diǎn)，而Web技術(shù)為工業(yè)設(shè)備實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)化管理提供了一種解決方案。本文從硬件和軟件設(shè)計兩個方面討論了摩托羅拉MCF5249處理器在數(shù)據(jù)采集方面的應(yīng)用，并實(shí)現(xiàn)了采集數(shù)據(jù)的遠(yuǎn)程Web表征。

由于這一系統(tǒng)面向廣義的過程，所以只要可獲得過程參數(shù)，就能實(shí)現(xiàn)過程行業(yè)的遠(yuǎn)程在線表征。特別是基于Web完成實(shí)時數(shù)據(jù)庫生成，真正實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程集群系統(tǒng)的數(shù)據(jù)資源無人工干預(yù)自動獲取。其應(yīng)用將會不斷地延伸。

本文描述的摩托羅拉MCF5249是以ColdFire 32位微處理器為基礎(chǔ)的高性能處理器，該處理器內(nèi)部集成了一個片內(nèi)12位ADC，可用于工業(yè)數(shù)據(jù)采集。且數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)基于嵌入式操作系統(tǒng)uClinux。由于uClinux是為沒有MMU的微處理器設(shè)計的。且源泉代碼公開，為降低成本和獲取軟件的自有產(chǎn)權(quán)提供了方便。當(dāng)然，uClinux不是一個強(qiáng)實(shí)時系統(tǒng)，為支持一般過程系統(tǒng)，可以通過一些補(bǔ)丁程序來提高其實(shí)時性，所以本文討論的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)主要應(yīng)用于一些實(shí)時性要求不高的場合。

1 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的硬件設(shè)計

摩托羅拉MCF5249處理器內(nèi)部集成了一個片內(nèi)12位∑—ΔADC，它有四路輸入（ADIN0～ADIN3），任一時刻只允許一路輸入，由多路選擇器決定。ADC的數(shù)字部分在MCF5249的內(nèi)部，而模擬電壓比較器由外圍電路提供。A/D轉(zhuǎn)換的輸出引腳以脈寬調(diào)制的格式提供參考電壓，因此，該輸出需要一個外圍的阻容電路，將其轉(zhuǎn)換成直流電壓，以備外部的電壓比較器電路使用。數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的硬件原理圖如圖1所示。

    由于微處理器不可承受負(fù)電壓，所以必須將輸入電壓限制在0～+3V之間。Motorola公司不建議使用外部箝位二極管直接在模擬輸入端進(jìn)行過壓保護(hù)，而在輸入端引入1～10kΩ的限流電阻和低通濾波器，在低通濾波器的輸入端連接二極管對輸入電壓進(jìn)行箝位。

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(shí)時

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