超低功耗低测量频率数据采集记录系统的设计

可见，降低电源电压对功耗的影响是相当明显的。
　　鉴于本系统工作时间短而待机时间长的特点，系统采用了采集系统停电待机、时钟唤醒的节电方式，其特点如下：
　　电源电压升压变换芯片的开启和关断受时钟芯片中断信号的控制，在实时钟定时中断发生时，电压变换芯片启动向采集系统供电。在采集完后，采集系统通过重清时钟中断状态，关断电压变换芯片。这样，在待机状态下，只功耗极低的实时钟处于工作状态，其它所有电路均处于停电状态，不会有任何功耗发生。只在程序确定的工作时间中系统上电，在完成采集记录任务后立即重新返回停电状态。与传统的利用MCU的空闲或掉电模式降耗相比，这种方法有明显的优势，待机时间越长，这种优势就越明显。　　系统的首次启动由人工通过拨位开关完成，首次启动时将初始化时间基准芯片，使其按用户要求的启动频率工作在定时中断的模式下。同时，系统初始化内部数据存储器，设定运行标志，写入采样次数，存储器当前偏移地址，启动时间，出错情况等状态信息并关闭电源芯片。这样，系统将在时间基准的中断发生时再一次启动，而不再需要人工干预。启动后通过检查运行标志，系统将运行在正常工作状态，读入状态信息完成采样记录并刷新状态信息，然后关闭电源芯片完成一次采样循环。软件流程如图2所示。
5　在线可编程技术在数据采集系统中的应用

　　对于大部分数据采集系统来说，其硬件需求大多相同，而采样频率、采样时间、放大器设置、采样次数和采样数据的预处理等需要根据不同的工作要求来设置。这些设置一般可以通过修改系统的采集程序软件得以完成。传统的基于MCU的数据采集系统，采集程序是根据需要定制好，一次性写入MCU或外部程序存储器中，如果需要改变程序，则须从线路板上拔下MCU或ROM芯片重新写入程序。在线可编程技术（In－ Circuit ReprogrammableTechnique）是一种可以不改动硬件线路而通过特定的连接直接由上位机对软件重新编程的技术。它避免了为重新修改程序而插拔芯片造成的不可靠性，省去了专用的编程设备，而且极大地提高了系统的灵活性，使在线修改升级程序成为可能。在本系统中，只需拨动一个拨位开关，即可将系统从运行状态转入在线下载程序状态，下载完成后恢复设置，重新启动系统即可运行在新的程序下，从而使系统具有了良好的适用性。
6　结束语
　　本文介绍了超低功耗的低测量频率数据采集记录系统的软硬件设计，讨论了如何降低系统功耗及在线可编程技术在数据采集记录系统中的应用。本系统已应用于井下数据采集等系统，实践表明，它具有良好的现场适应性，功耗低，工作时间长，体积小，易于使用，达到了预期的效果。

　　参考文献

1　李广弟．单片机基础．北京：北京航空航天大学出版社，1993
2　邬宽明．单片机外围器件实用手册数据传输接口器件分册．北京：北京航空航天大学出版社，1998