数据采集与压缩系统

　　引言

　　解决数据传输问题要根据实际的情况而定，对于采集系统而言，采集到的数据量还是很大的，在进行传输的过程中对带宽要求较高，解决这一问题的有效途径有：采用高带宽的传输方式;对数据进行压缩，变相提高数据传输带宽。然而，采用高带宽的传输方式是需要一定成本的，所以可以采用压缩数据的方式。退一步来说，即使采用高带宽方式，当传输的数据是压缩过的，那么，相对于传输没有压缩的数据，后者传输效率无疑会更高。为此，作者在此提供一种参考方案，试着解决上述问题。

　　系统硬件结构

　　如图1所示，本数据采集与压缩系统整体分为两个部分：数据采集部分(虚线以上)和数据压缩部分(虚线以下)，其中数据采集部分对待处理的信号进行采集，模数转换并进行存储;数据压缩部分对存储的数据进行压缩，以提高有效容量和传输带宽。　　

 

　　各模块的介绍和系统软件流程

　　⒈数据采集部分

　　数据采集核心部分采用MSP430系列单片机(可以针对性的选择其它芯片)。MSP430系列单片机是TI 公司研发的16位超低功耗单片机，非常适合各种功率要求低的场合。内部自带的12 位A/ D 和DMA控制单元，可以分别为系统采样电路和数据传输部分采用，使得系统的硬件电路更加集成化、小型化，很好地解决了低功耗、数据采集、数据传输等问题。

　　1)A/ D 采集数据模块

　　MSP430系列内部的ADC12 模块能够实现12 位精度的模数转换，具有高速和通用的特性。其主要特点有：12 位转换精度内置采样与保持电路;有多种时钟源可提供给ADC12 模块，且模块本身内置时钟发生器;内置温度传感器;配有8 路外部通道与4 路内部通道;内置参考电源，且参考电压有6 种可编程的组合;模数转换有4 种模式，可灵活应用以节省软件量及时间;可以关闭ADC12 模块以节省系统功耗。

　　2)DMA传输模块

　　DMA(直接存储器访问)控制器不需要CPU 的干预即可提供先进的可配置的数据传输能力，从而可以解放CPU ，使其不是将更多的时间浪费在等待上，而是将更多的时间用于处理数据。DMA 控制器可在内存与内部及外部硬件之间进行精确的传输控制。DMA 消除了数据传输延迟时间以及CPU 等待等各种开销，从而提高了MCU 利用率，使信号处理能力更强。这样从整体上节省了系统的处理时间。

　　MSP430系列芯片内部拥有DMA控制器单元，其特性是：拥有3个独立的DMA通道;可对通道进行优先权配置;支持边沿触发和电平触发;多种寻址方式等。

　　3)缓存到RAM1模块

　　之所以要用缓存模块主要是考虑到两个方面：一是数据采集的速率和传输速率不一致，二是数据采集速率和数据压缩的速率不一致。RAM1在此起到缓存数据和协调系统的作用。通过数据缓存的设置，可以提高数据采集和压缩系统的性能