摘要：高速嵌入式AVR單片機廣泛應用于數據采集控制系統中，但由于自身存儲容量過小而不能盡其所能，外擴Flash芯片很好地解決了存儲容量上的瓶頸，在提高單片機性能的同時大大降低了系統成本。基于此設計了5路A／D采集電路，同時介紹了各個芯片的特點、功能結構，并在此基礎上給出了它們之間的硬件接口設計及程序設計流程。
關鍵詞：大容量數據采集；AVR單片機；Flash存儲器，接口設計

0 引言
AVR系列單片機一直以功能強、高可靠性、高速度、低功耗等特點而受到廣泛的應用。但是AVR單片機自身的存儲空間不大，例如在長時間或者高速數據采集系統中，對數據存儲空間需求很大，單片機自身的空間難以滿足存儲要求，所以在大容量數據采集的場合下其作用受到了限制。因此，在AVR單片機的基礎上外擴一個存儲芯片可以解決其存儲容量小的問題。
Flash存儲器體積小、容量大、并可隨機訪問，是作為擴展存儲芯片的最佳選擇。設計中采用了sumsung公司生產的NAND型的K9F5608UOM芯片作為擴展存儲。

1 硬件設計
論文設計了5路A／D采集電路，介紹了如何在實際的電路中實現大容量數據采集。設計要求：5路并行采集電路，A／D采集精度為12位，每路的采集速度約為10 k／s，有效采集時間約為10分鐘。由此我們可以得到所需要的存儲空間大小大約為3 M(10×5 x10×60 K)，一般AVR單片機的數據存儲容量是遠遠達不到的，因此擴展一個FLASH芯片作為數據存儲器。
整個數據控制采集系統由三大模塊組成，分別是MAX1304模數轉化芯片構成的數據采集模塊、K9F4G08UOM存儲芯片構成數據存儲模塊以及Atm-ega16L芯片組成的系統控制模塊。系統設計構架見圖1。

1．1 系統控制芯片介紹
ATmage16L是ATMEL公司在2002年第一季度推出的一款AVR單片機，采用RISC指令系統，Havard結構設計，具有接近1MIPS／MHz的高速處理能力，具有16 k字節(jié)的在線編程FLASH，512字節(jié)的EEPROM數據存儲器，32個可編程雙向I／O口可傳送地址和數據。芯片引腳見圖2。

1．2 A／D芯片接口設計
MAX1304是MAXIM公司推出的可編程12位精度串行輸出A／D轉換芯片，它具有8路模擬通道輸入，每路都有獨立的采樣保持(T／H)電路。并行采樣的功能極大地提高了采樣速率，可應用在高速數據采集電路中。其電壓輸入范圍為0～+5 V，并具有±6 V的故障保護，為電路提供了很好的安全屏障。內部或外部基準模式以及內部或外部時鐘選擇使得在設計電路時有了很大的靈活性。本設計中選用的是內部時鐘及內部基準模式(電路典型接法如圖3所示)。MAX1304的數據位與ATmegal6L的B，D兩個擴展口相連，以實現采集數據的讀??；其控制位與ATmegal6L的A擴展口連接，控制AD轉換、芯片配置等操作。