在信息迅速发展的今天，计算机信息技术已经成为一种主导技术，信息产业也成为当今社会一种新的经济增长点。为此，本文针对数据采集系统与终端电路的设计进行探讨。

一、数据采集系统电路

高速率、高精度的 18 位 AD7674 与 C8051F060 之间采用并口通信的接口电路设计：采用的单片机配置灵活、传输速度快，接口采用并口通信，可实现嵌入式数据采集系统的高速数据传输；同时 AD7674 与 AD7678、AD7679 等 18 位 SAR ADC 以及 AD7621、AD7623 等 16 位高速 SAR ADC 引脚相兼容，从而大大增强了系统开发的灵活性和拓展性。

AD7674 能提供 3 种不同转换速率的工作方式，以便对不同的具体应用优化性能，这 3 种工作模式如下：WARP，允许采样率高达 800 kHz，然而在这种模式下只有当转换之间的时间不超过 1 ms 时才能保证其转换的精度——如果连续两次转换之间的时间大于 1 ms，第一次转换的结果就会被忽略，这种模式适合于要求快速采样率的应用；NORMAL，这种模式的采样率为 666 kHz，对采样转换之间的时间没有限制，既可保证高的转换精度又可确保快速的采样速率；IMPULSE，一种低功耗模式，其采样率为 570 kHz。

图 1　数据采集与接口电路

只用 1 块 C8051F060 芯片即可完成单片机 8051 的各种控制、多路 A/D 转换和 D/A 转换、I²C 与 SPI 数据总线传输、RS-232 与 RS-485 串口通信等功能，从而大大减少了元器件的种类，缩小了印制板的面积，节约了成本，提高了系统可靠性；而其交叉开关方式的配置，使 I/O 口应用更加灵活方便。AD7674 与 C8051F060 的接口电路包括 AD7674 在高速采集系统中的外围电路和接口电路：外围电路包括电压基准输入的设计、模拟电压输入部分的设计、模拟和数字电源供电的设计及接口电路的设计；接口电路包括 AD7674 与 C8051F060 和 CPLD 的接口。

二、以太网终端设计

CS8900A 是低功耗的以太网控制器，被广泛应用于工控机中：其高集成度的设计（在应用当中只需要极少的外围元件）和简单易用的总线接口，非常适用于本设计。目前许多以太网控制器都只提供 PCI（周边元件扩展接口）接口，而 CS8900A 可以直接和微控制器相连，所以可以用 MSP430F149 的 I/O 口来直接对 CS8900A 进行控制，具体连接方式如图 2 所示。另外，CS8900A 可以直接由 3.3 V 供电，这有利于和 MSP430F149 之间的电平匹配。

图 2　硬件电路原理

三、语音识别电路模块设计

模块的核心处理单元选用 ST 公司的基于 ARM Cortex-M3 内核的 32 位处理器 STM32F103C8T6。本模块以对话管理单元为中心，通过以 LD3320 芯片为核心的硬件单元实现语音识别功能，采用嵌入式操作系统 μC/OS-II 来实现统一的任务调度和外围设备管理。经过大量的实验数据验证，本文设计的语音识别模块具有高实时性、高识别率、高稳定性的优点。

图 3　语音识别部分原理

图 3 为语音识别部分原理，参照了 ICRoute 发布的 LD3320 数据手册进行设计。LD3320 内部集成了快速稳定的优化算法，不需外接 Flash、RAM，不需要用户事先训练和录音而完成非特定人语音识别，识别准确率高。图中 LD3320 采用并行方式直接与 STM32F103C8T6 相接，均采用 1 kΩ 电阻上拉，A0 用于判断是数据段还是地址段；控制信号、复位信号以及中断返回信号 INTB 与 STM32F103C8T6 直接相连，采用 10 kΩ 电阻上拉，辅助系统稳定工作；两者采用同一个外部 8 MHz 时钟；发光二极管 D1、D2 用于复位后的上电指示；MBS（引脚 12）作为麦克风偏置，接了一个 RC 电路，保证能输出一个浮动电压给麦克风。

图 4　语音识别模块电路

随着嵌入式信息技术的快速发展，从数据采集、以太网终端到语音识别电路，嵌入式技术的应用日益广泛，对信息交流与社会进步都有着重要的作用。