ARM驱动的嵌入式数据采集系统：发展趋势与关键技术

随着计算机技术的飞速进步和后PC时代的到来，嵌入式系统已经成为现代工业生产和科研实验中的核心技术驱动力，特别是在数据采集领域。本篇学位论文聚焦于基于ARM架构的嵌入式数据采集与显示系统的研究与设计。作者张磊在导师江海河教授的指导下，深入探讨了如何利用ARM处理器和可编程逻辑器件FPGA的优势，构建一个既通用又具有高度扩展性的数据采集解决方案。 该系统的设计理念是将实时性和灵活性提升至新的高度，以适应日益增长的自动化测量需求。系统主要由两大部分构成：系统主控核心板和可扩展的外围功能板。核心板的核心是ARM微处理器，它负责管理和协调各个外围设备的运行，如扩展内存和直流电源模块。而扩展板则搭载FPGA，集成模数转换器（ADC）进行多通道数据采集，配备显示器接口和串口，确保数据的实时存储、传输和可视化。 在软件层面，论文重点介绍了Bootloader的编写，它支持基于Xmodem协议的数据传输，为系统的远程更新提供了便利。此外，触摸屏和彩色LCD的驱动程序也得到了开发，使得人机交互更加直观。更重要的是，论文还展示了uC/GUI图形用户界面的移植，实现了抢占式实时操作系统uC/OS-II在该平台上的高效运行，从而提升了系统的响应速度和整体性能。 论文的亮点在于对采集到的数据进行了深入的数字信号处理，采用了小波变换技术。小波变换作为一种先进的信号分析工具，能够有效地捕捉数据中的细节信息，对于噪声抑制和特征提取具有显著优势。通过小波变换，作者成功地从复杂的数据中提取出有价值的信息，为后续的数据分析和决策提供了强有力的支持。 关键词：嵌入式系统、ARM处理器、数据采集、FPGA、小波变换，都体现出本研究的前沿性和实用性。这篇论文不仅阐述了一个实用的基于ARM的数据采集系统设计，而且在理论与实践结合的基础上，对未来嵌入式技术在自动控制领域的应用前景进行了展望。