ARM7加速度数据采集系统设计
摘要：设计一种基于Model 1221单轴MEMS加速度计的加速度检测装置。该装置以ARM7处理器AT91SAM7X256为核心，可对振动加速度、静态加速度进行实时检测。通过AT91SAM7X256对实时接收的数据进行处理，并将处理后的数据实时显示，或者保存到存储设备上。
关键词：检测装置；加速度；Model 1221；AT91SAM7X256
引言
加速度传感器一直是加速度测试中的重要元件。随着微加速度计的应用越来越广泛，对于微加速度计的数据信号采集和存储变得极为重要。传统的数据采集方法多数是采用单片机完成的，编程简单、控制灵活，但控制周期长、速度慢，特别是对高速转换的数据来说，单片机的速度极大地限制了数据传输速度。
目前，嵌入式系统的应用已经进入到一个高低并行发展的阶段。ARM处理器凭借体积小、功耗低、集成度高、硬件调试方便和操作系统可移植等优点，获得广泛的应用。本文采用基于ARM7TDMI-S核的32位微处理器AT91SAM7X256为控制核心，利用其内部自带的A／D转换器对采集到的加速度值进行转换。
本文应用Model 1221单轴MEMS加速度计，输出信号经简单处理后直接外接到ARM7处理器上，只需对处理器的相应软件进行设置，省去了A／D转换电路，大大简化了电路复杂程度，并提高了数据处理的速度和精度。该加速度数据采集系统特别适用于对加速度和倾斜角的测量。它既可以测量动态加速度(如典型振动和冲击)，又可以测量静态加速度(如重力加速度和惯性)；既可以测量正加速度，又可以测量负加速度，因而可以作为斜率传感器使用。
1 总体设计方案
加速度数据采集系统的总体结构如图1所示。系统主要由单轴加速度计、运放电路、ARM处理器(AT91SAM7X256)三部分组成。单轴加速度计经过电路配置被施加一定加速度后，输出相应大小的电压模拟信号，经运算放大电路处理后，直接送至ARM处理器的A／D处理端口。在处理器接收数据之前，首先要通过软件方式对处理器的A／D功能进行合理设置；处理后的数据经ARM处理器的存储寄存器缓存后，由ARM处理器采取中断的方式接收采集，并对采集到的数据作进一步处理；利用软件分析数据的大小，并将其转换成相应的信号，通过串口通信输出到PC机上实时显示。电源装置采用开关电源为传感器、ARM处理器以及其他外围电路提供所需的各种工作电压。
