(2)時鐘初始化：由于S3C4510B的I/O端口P17既可用作I/O口、也可用作定時器1的溢出TOUT1，因此必須通過軟件對IOPCON寄存器配置將P17設置為定時器1的溢出TOUT1;接著通過軟件對TMOD寄存器配置將定時器1設置為觸發(fā)工作模式;最后通過軟件對TDATA1寄存器配置產生ADS1252工作所需的時鐘頻率。

　　(3)ADS1252初始化：當ADS1252工作在某個頻率f(t=1/f)，首先通過軟件對P1端口置1使SCLK引腳保持高電平的時間TReset滿足4TDRDY≤ TReset<20TDRDY(TDRDY=384t)，那么ADS1252就會進入復位的狀態(tài)。接著通過軟件對P1端口置0使SCLK引腳變?yōu)榈碗娖剑藭rADS1252開始工作，它的串行數(shù)據(jù)引腳首先會進入Mode，接著進入DOUT Mode模式，之后在這兩種模式之間交替切換。

　　(4)ADS1252讀數(shù)據(jù)：當對ADS1252進行初始化后，此時軟件通過對P2端口的輪詢檢測上升沿。一旦檢測到上升沿，表明ADS1252進入Mode，該模式的持續(xù)時間

。當軟件延時

后，ADS1252進入DOUT Mode，該模式持續(xù)時間TDOUT=348t。在DOUT Mode期間，軟件對P1端口產生一個脈沖，即可從P2端口讀取到1位的數(shù)據(jù)。同理，即可獲取其余23位的數(shù)據(jù)。軟件必須保證在TDOUT時間內讀完24位數(shù)據(jù)，否則ADS12 52將會進入下一個數(shù)據(jù)轉換周期。

　　(5)校準數(shù)據(jù)：采集數(shù)據(jù)必須經過校準參數(shù)K，B的調整才能匹配實際值。其中采集電路的校準原理是采用兩個恒定電壓作為基準，通過原始的采集數(shù)據(jù)和高精度電壓表實測電壓，進行比較計算，從而得出校準參數(shù)K，B。

　　3.2 采集任務軟件的開發(fā)

　　VxWorks是美國風河公司開發(fā)的一款具有微內核、高性能、可裁剪的嵌入式實時操作系統(tǒng)。本采集模塊軟件是基于VxWorks5.5操作系統(tǒng)進行開發(fā)的，為了滿足數(shù)據(jù)采集的實時性，采集任務被分配了最高的優(yōu)先級。由圖2(b)可知，采集任務軟件的開發(fā)主要包括采集數(shù)據(jù)、數(shù)據(jù)平滑處理、數(shù)據(jù)轉發(fā)、任務休眠。現(xiàn)分別介紹如下：

　　(1)采集數(shù)據(jù)：調用ADS1252驅動程序對電壓進行多次采集。

　　(2)數(shù)據(jù)平滑處理：除了在硬件上采取必要的抗干擾措施外，很有必要對多次的采集數(shù)據(jù)進行軟件濾波，但必須考慮因此造成的延時。在保證測量精度和實時性要求的前提下，在軟件處理上采取去掉最大、最小值，然后取平均的算法。

　　(3)數(shù)據(jù)轉發(fā)：采集任務除了對數(shù)據(jù)進行采集以及平滑處理外，還必須將數(shù)據(jù)定時轉發(fā)到它的訂閱者，如通信模塊、顯示模塊等。

　　(4)任務休眠：調用操作系統(tǒng)的taskDelay()函數(shù)，采集任務交出對CPU的控制權，以便讓其他任務得到運行的機會。

　　4 軟硬件調試

　　當數(shù)據(jù)采集模塊的硬件和軟件設計完畢，需要對它進行軟硬件的調試以驗證其設計的正確性。數(shù)據(jù)采集模塊軟硬件調試按以下步驟依次進行：

　　(1)ADS1252驅動調試：運行ADS1252驅動程序，首先用示波器監(jiān)測ADS1252的CLK引腳，觀察時鐘頻率的測量值是否與設定值一致。當CLK時鐘頻率設置正確，接著用示波器監(jiān)測ADS1252的SCLK與引腳，觀察這兩個引腳的時序是否正確。最主要保證串行時鐘是發(fā)生在Mode之后，否則將會讀取到錯誤的數(shù)據(jù)。

　　(2)校準數(shù)據(jù)計算：在ADS1252驅動工作正常的前提下，首先用直流可調穩(wěn)壓源對ADS1252的差分輸入端分別輸出1 V，4 V的電壓，將ADS1 252采集的電壓分別記為VS1，VS2，同時將高精度電壓表測量的電壓分別記為VM1，VM2。接著通過對VS1，VS2，VM1，VM2的比較計算，得出校準參數(shù)K，B。

　　(3)采集任務調試：當校準參數(shù)計算完畢，啟動采集任務對實時電壓數(shù)據(jù)進行采集。在0～5 V的范圍內，用直流可調穩(wěn)壓源對ADS1252的差分輸入端輸出從低至高的電壓，此時采集任務通過printf()函數(shù)將采集電壓輸出到控制臺。通過對比用高精度電壓表測量的電壓值，可以計算出ADS1252的采集電壓誤差，從而判斷采集精度是否滿足要求。

　　5 實驗結果

　　現(xiàn)使用廣東省電子技術研究所研制的GE/FC1燃料電池測試系統(tǒng)對質子交換膜燃料電池(Proton Exchange Membrane Fuel Cell，PEMFC)工作所需的氫氣及氧氣的流量、壓力、濕度控制到合適值，然后進行電流掃描測試。在測試期間，用基于ADS1252的數(shù)據(jù)采集模塊對電流掃描測試過程PEMFC的電壓、電流的動態(tài)變化數(shù)據(jù)進行記錄;同時用安捷倫數(shù)字萬用表測量PEMFC電壓、電流的某些特征值。

　　由于實驗用的PEMFC采用單片Nation膜(截面積為2 cm×2 cm)組裝，其開路電壓不超過1.5 V。首先通過測試系統(tǒng)控制PEMFC氫氣及氧氣流量分別為0.1 SLPM，0.07 SLPM;控制PEMFC氫氣及氧氣背壓均為0.05 MPa;控制PEMFC氫氣及氧氣的露點溫度、氣體溫度分別為65℃，70℃。然后測試系統(tǒng)以1 mA的起始電流，按10 mA/s的增量對該PEMFC進行放電，并以“結束電流≥10 A”或“結束電壓≤1 mV”為條件結束測試。

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　　為了檢測10 A范圍的電流，本數(shù)據(jù)采集模塊通過檢測0.5 Ω測流電阻的電壓來間接計算出電流值。本數(shù)據(jù)采集模塊測量PEMFC的極化曲線如圖3所示，并且通過比較特征電壓電流的采集值及實際值，計算出電壓電流的采集精度均滿足±(0.5‰RD+0.5‰FS)，其中RD表示當前讀數(shù)值，F(xiàn)S表示滿刻度值。

　　6 結論

　　通過實時采集PEMFC電流掃描測試過程中的電壓、電流數(shù)據(jù)的實驗，表明基于ADS1252的數(shù)據(jù)采集模塊具有較高的采集速度和采集精度。長期嚴格的測試表明本數(shù)據(jù)采集模塊的軟硬件工作穩(wěn)定可靠。