3）电路工作原理
模拟信号由实验箱中的可调电位器提供，总共可输入8路模拟信号。单片机控制多路开关巡回采样8路模拟信号。
嘉应学院电子信息工程学院学生实验报告
嘉应学院电子信息工程学院学生实验报告（2）数据处理与分析
六、回答思考题
二○一二～二○一三学年第一学期 信息科学与工程学院 自动化系 课程设计计划书 班级：自动化1006班 课程名称：微机原理及应用课程设计姓名： 指导教师： 二○一二年月十二日
一、设计题目 键控数据采集及数值显示电路设计 二、设计任务 按不同的数字键（0、1、2、3、4、5、6、7）采集0809相应数据通道的模拟量，并在LED数码管上显示值。设定输入模拟量在0—5V范围内，显示值在0—255范围内。 三、设计要求 1.画出连接线路图或功能模块引脚连接图。 2.采用8088CPU作主控制器，0809作A/D转换器，采用直接地址译码方法，给各芯片分配地址，选取芯片中必须包含有8255。 3.采用3个共阴极型LED动态显示，只需显示0—255范围内的值。 四、设计思想及需要用的主要芯片 1、设计思想 首先通过编程对8255初始化，然后通过8255对ADC0809转换器初始化，通过0~7号按键（在这里0~7号按键用开关实现，有按键的过程中会有抖动，所以需要加入一个74LS244芯片，用于缓冲），经8088微处理器处理后选择ADC0809的模拟通道，将0~5V内的模拟量通过选择的模拟通道传递给模数转换器，通过转换器把模拟量转换为0~255之间的数字量，将数字量通过可编程并行接口8255（在这里端口A作为数据输入端，端口B作为数据输出端，端口C 作为控制端），送给LED数码管显示。 2.主要芯片及其功能 ADC0809是8位逐次逼近式A/D转换器。片内有8路模拟开关及地址锁存与译码电路、8位A/D转换和三态输出锁存缓冲器。其芯片引脚图如下
8255是Intel公司生产的可编程并行I/O接口芯片，有3个8位并行I/O 口。具有3个通道3种工作方式的可编程并行接口芯片（40引脚）。。 74LS244是数据输入三态缓冲器。外设输入的数据和状态信号，通过数据输入三态缓冲器井经过数据总线传递给微处理器。8个数据输入端与外设相连，8个数据输出端与微型计算机的数据总线相连。其引脚图如下 74LS273是数据输出寄存器。8个输入端微型计算机的数据总线相连，8个数据输出端与外设相连，由时终端控制数据的写入。其引脚图如下
课程设计 题目数据采集及处理系统的设计学院自动化学院 专业自动化 班级0902班 姓名何润
指导教师张丹红 2012年07月03日 课程设计任务书 学生姓名：何润专业班级：自动化0902班 指导教师：张丹红工作单位：自动化学院 题目: 数据采集及处理系统的设计 初始条件： 设计一个64路巡回数据采集及处理系统，系统循环周期为1秒，16路模拟信号输入，16路开关信号输入，16路模拟输出，16路数字输出。 要求完成的主要任务: 1．输入通道及输出通道设计（0~20mV输入），（0~10V输出）2．每周期内各通道采样10次； 3．对模拟信号采用一种数字滤波算法； 4．完成系统硬件电路设计，软件流程及各程序模块设计； 5．完成符合要求的设计说明书。 时间安排： 2012年6月25日~2010年7月4日
指导教师签名：年月日 系主任（或责任教师）签名：年月日 摘要 数据采集及处理系统是指从传感器和其它待测设备等模拟和数字被测单元中自动采用非电量或者电量信号,送到上位机中进行分析,处理的过程。数据采集系统是结合基于计算机或者其他专用测试平台的测量软硬件产品来实现灵活的、用户自定义的测量系统。而数据处理就是通过一些滤波算法，删除原始数据中的干扰和不必要的信息，分离出反映被测对象的特征的重要信息。本次课程设计采用A/D和D/A转换器和MCS-51单片机组成数据采集系统，数据采集系统可以通过A/D转换把模拟信号转换成数字信号，并且可以方便的实现数字信号存储。该设计具有结构简单、操作方便、高性价比、具有显示、记录存储功能，能够适应油田野外恶劣环境,；具有性能稳定、可靠性高、响应速度快操作简单、费用低廉、回放过程的信号可以直观的观察。它与有线数传相比主要有布线成本低、安装简便、便于移动等性能。 数据采集器的市场需求量大，以数据采集器为核心构成的小系统在工农业控制系统、医药、化工、食品等领域得到了广泛的应用。数据采集器具有良好的市场前景，在我们工业生产和生活中有着举足轻重的地位，因此，本次课程设计数据采集及处理系统有着一定的实际意义 关键词：数据采集，处理，A/D转换，D/A转换，采样保持
分类号：TP315 U D C：D10621-408-(2007)6203-0 密级：公开编号：2003032184 成都信息工程学院 学位论文 基于C51的数据采集电路PCB的设计与制作 论文作者姓名： 申请学位专业： 申请学位类别： 指导教师姓名（职称）： 论文提交日期：
基于C51的数据采集电路PCB的设计与制作 摘要 “基于C51的数据采集电路PCB的设计与制作”是针对现代水利行业水情数据采集而设计制作的电路PCB。同时，也是为了响应国家提出的数字水利这样一个大背景下，把水利信息化尽快的实现、完善、壮大起来。本设计讲述了电子电路设计软件Protle99的基本功能，而后逐一介绍开发数据采集系统的步骤：需求分析、系统分析、系统设计、系统实现、系统维护。需求分析介绍了针对水利行业而进行了本系统的设计，在系统分析中分析了电子电路设计功能的各种元气件功能和各种连线要完成的功能，以及整个要完成的功能。在系统的设计中，详细的展现了系统的各个功能模块、原理图绘制、PCB的完成所需的准备步骤。在系统的实现中，给出了一个满足系统功能的完整PCB。通过反复的测试，我们得出结果，整个系统的设计是成功的，可以应用到所有的水利行业，进行数据的采集。 关键字：PCB；数据采集；电子电路；数字水利
The Design and Implementation of Data Acquisition Circuit Based on C51 Abstract “The design and implementation of data acquisition circuit based on C51” is the circuit PCB designed and implemented according to data of water situation of modern conservancy industry. At the same time, in order to response to the digital conservancy raised by our country, it makes the conservancy informationization implement, perfect and grow. This paper discusses the basic function of electronic circuit design software-Protle99. It takes this system for example to introduce the development steps of this system one by one: demand analysis, syst em analysis, system design, system implementation and system maintenance. Demand analysis introduces the design of this system focusing on conservancy industry. It analyses functions of various components and various connections of electronic circuit desig n in system analysis, as well as the function of completion. In the design of this system, it shows the preparing steps of every functional module, drawing of principle chart, and completion of PBC of this system. In the implementation of this system, it gives a complete PBC matched for the function of the system. After repeated tests, the result is that the design of this system is successful and it can be applied to all conservancy industries to collect data. Key word s：PCB; data collection; electronic circuit;digital conservancy
单片机课程设计 课题名称运用8051、ADC0809设计一个8路数据采集系统院校兴湘学院 专业机械设计制造及其自动化班级3班 学生姓名曾繁宁 学号2010963036 指导教师李玉声 2013年12月29 日
1.设计内容 以pc机为控制器,采用中断方式进行8通道数据采集, 2.设计要求 要求利用ADC 0809作A/D转换器,设计相应的接口电路,画出原理图并给出采用中断方式下的数据采集程序. 3.系统总体设计步骤 第一步：信号调理电路 第二步：8路模拟信号的产生与A/D转换器 被测电压要求为0~5V的直流电压，可通过电位器调节产生。 考虑本设计的实际需要，我选择八位逐次比较式A/D转换器（ADC0809）。 第三步：发送端的数据采集与传输控制器 第四步：人机通道的接口电路 第五步：数据传输接口电路 用单片机作为控制系统的核心，处理来自ADC0809的数据。经处理后通过串口传送，由于系统功能简单，键盘仅由两个开关和一个外部中断组成，完成采样通道的选择，单片机通过接口芯片与LED数码显示器相连，驱动显示器相应同采集到的数据。 经过分析，本系统数据采集部分核心采用ADC0809，单片机系统采用8051构成的最小系统，用LED动态显示采集到的数据。数据采集与传输系统一般由信号调理电路，多路开关，采样保持电路，A/D，单片机，电平转换接口，接收端（单片机、PC或其它设备）组成。本设计没有通信部分。系统框图如下图所示。
4.硬件系统的设计 4.1信号调理 信号调理的任务：将被测对象的输出信号变换成计算机要求的输入信号。多路数据采集输入通道的结构图如下图： 图5-1-1多路数据采集输入通道结构图 注：缓慢变化的信号和直流信号，采样保持电路可以省略。 4.2 A/D转换器的选取 转换速度是指完成一次A/D转换所需时间的倒数，是一个很重要的指标。A/D 转换器型号不同，转换速度差别很大。通常，8位逐次比较式ADC的转换时间为100us左右。由于本系统的控制时间允许，可选8位逐次比较式A/D转换器。
实验七数据采集电路PCB板设计 一、实验目的 （1）掌握电路原理图设计流程。 （2）掌握电路原理图层次设计。 （3）掌握由电路原理图到PCB设计的设计流程。 （4）掌握PCB设计流程。 二、基本要求 在自己的工程组的PCB工程文件中建立多个原理图文件，并建立一个PCB文件。按实验内容，设计出PCB板。 三、实验器材 P4计算机、Protel DXP软件 四、实验内容 绘制出下列电路原理图，进行层次设计，并进行PCB板设计。 图7-1 5V电源电路原理图 图7－2 串行通信电路原理图
图7－3 数据采集电路原理图 五、实验步骤 1. 建立原理图文件 (1) 运行Protel DXP，进入Protel DXP设计环境。 (2) 打开工程组文件：执行菜单命令【File】→【Open Project Group…】，在弹出的“Choose Project Group to Open”对话框中的【查找范围】中找到“我的工程组文件”所在的路径，并将该文件打开。 (3) 关闭当前的工程文件。 (4) 建立工程文件：执行菜单命令【File】→【New】→【PCB Project】，建立PCB Project1.PrjPCB工程文件。 执行菜单命令【File】→【Save Project】，在弹出的“Save [PCB Project1.PrjPCB] As…”对话框的文件名输入框中输入文件名（如输入：“数据采集电路PCB工程”），然后选择保存路径，再单击“保存”按钮。这样即可建立并更改工程文件名。 (5) 建立原理图文件：执行菜单命令【File】→【New】→【Schematic】，建立原理图文件Sheet1.SchDoc。 (6) 保存并更改原理图文件名：执行菜单命令【File】→【Save】，在弹出的“Save [Sheet1.SchDoc] As…”对话框的文件名输入框中输入文件名（如输入：“5V电源电路”），然后选择保存路径，再单击“保存”按钮。至此已建立好“5V电源电路”文件。按图7-1所示，绘制出5V电源电路原理图，并给元件编号。 (7) 向当前工程“数据采集电路PCB工程”中添加“串行通信电路原理图”文件：右键单击【Project】中的“数据采集电路PCB工程”工程文件名，在弹出的菜单中选择菜单命令【Add to Project…】，弹出“Choose Document to Add to Project [数据采集电路PCB工程.PRJPCB]”，选择打开文件“串行通信电路”。 (8) 继续建立原理图文件：执行菜单命令【File】→【New】→【Schematic】，建立原理图文件Sheet1.SchDoc。 (9) 保存并更改原理图文件名：执行菜单命令【File】→【Save】，在弹出的“Save [Sheet1.SchDoc] As…”对话框的文件名输入框中输入文件名（如输入：“数据采集电路”），然后选择保存路径，再单击“保存”按钮。至此已建立好“数据采集电路”文件。按图7-3所示，绘制出数据采集电路原理图，并给元件编号。 (10) 继续建立原理图文件：执行菜单命令【File】→【New】→【Schematic】，建立原理图文件Sheet1.SchDoc。 (11) 保存并更改原理图文件名：执行菜单命令【File】→【Save】，在弹出的“Save [Sheet1.SchDoc] As…”对话框的文件名输入框中输入文件名（如输入：“数据采集系统电路”），然后选择保存路径，再单击“保存”按钮。至此已建立好“数据采集系统电路”文件。
摘要 数据采集系统，是用计算机控制的多路数据自动检测或巡回检测，并且能够对数据实行存储、处理、分析计算以及从检测的数据中提取可用的信息，供显示、记录、打印或描绘的系统。 本课程设计对数据采集系统作了基本的研究。本系统主要解决的是采集10路模拟量(10位精度)，20路开关量，采集的数据每隔1毫秒，通过串行通讯方式RS485向一台工控机传送的实现方法。 关键字：数据采集、A/D转换、模拟量。数字量、串行通信
数据采集系统的设计 1 设计内容及要求 设计一个数据采集系统，系统要采集10路模拟量(10位精度)，20路开关量，采集的数据每隔1毫秒，通过串行通讯方式RS485向一台工控机传送。 要求：①选择合适的芯片；②设计原理电路（包含译码电路）；③编制数据采集的程序段；④编制数据通信程序段；⑤撰写设计说明书。 2 数据采集系统原理及实现方案 本课设是设计一个数据采集系统，系统要采集10路模拟量(10位精度)，20路开关量，采集的数据每隔1毫秒，通过串行通讯方式RS485向一台工控机传送。 数据采集与传输系统一般由信号调理电路，多路开关，采样保持电路，A/D，单片机，电平转换接口，接收端（单片机、PC或其它设备）组成。硬件设计应用电子设计自动化工具，数据采集原理图如图1所示： 图1 数据采集原理图 由原理图可知，此设计主要分三大部分：模拟量的输入采集，数字量的输入采集，从机向主机的串行通信。 信号采集分析：采集多路模拟信号时，A/D转换器前端需加采样/保持(S/H)电路。待测量一般不能直接被转换成数字量，通常要进行放大、特性补偿、滤波
等环节的预处理。被测信号往往因为幅值较小，而且可能还含有多余的高频分量等原因，不能直接送给A/D转换器，需对其进行必要的处理，即信号调理。如对信号进行放大、衰减、滤波等。
10通道数据采集系统设计
10通道数据采集系统设计 一、设计任务 实现10通道模拟信号的采集 二、设计要求 1、采样频率200HZ，位数12位 2、设计实现模拟/数字转换的方法，给出转换速度 三、设计原理 1、AD574A芯片介绍 AD574A 是单片高速12 位逐次比较型A/D 转换器，内置双极性电路构成的混合集成转换显片，具有外接元件少，功耗低，精度高等特点，并且具有自动校零和自动极性转换功能，只需外接少量的阻容件即可构成一个完整的A/D 转换器，其主要功能特性如下： 分辨率：12 位 非线性误差：小于±1/2LBS 或±1LBS 转换速率：25us 模拟电压输入范围：0—10V 和0—20V，0—±5V 和0—±10V 两档四种 电源电压：±15V 和5V 数据输出格式：12 位/8 位 芯片工作模式：全速工作模式和单一工作模式 主要功能引脚介绍如下： AC：模拟地 DC：数字地 CS：片选信号，低电平有效 CE：片使能，高电平有效 R/C：读/启动信号，高电平读数据，低转换 12/8：数据格式选择，高电平12位数据同时 有效，低电平时第一次输出高8位，第二次输出 低四位有效，中四位为零。 A0：内部寄存器控制输入端，在12/8接地的情况下，高电平时高8位数据有效，低电平时低4位有效，中间4位为零，高4位为高阻态；在R/C为低的情况下，高电平启动12位转换，低电平启动8为转换。 STS：工作状态输出端，高电平表示正在转换，低电平表示转换完毕
AD574和单片机的接口 在设计硬件电路时要十分注意的一点就是AD574的数据输出线与单片机数据总线的连接方式：应该将高8位DB4~DB11接到数据总线的D0~D7，低4位DB0~DB3接到数据总线的高4位D4~D7。如果接错的话就不能读取正确的转换结果，而且还很容易烧坏芯片。 AD574A 的工作模式：如果需AD574A 工作于单一模式，只需将CE、12/8端接至 +5V 电源端， CS和A0接至0V，仅用R/C端来控制A/D 转换的启动和数据输出。当RC=0 时，启动A/D 转换器，经25us 后STS=1，表明A/D 转换结束，此时将R/C置1，即可从 数据端读取数据。 AD574控制端标志意义： AD574的接口电路 下图是8051 单片机与AD574A 的接口电路，其中还使用了三态锁存器74LS373 和 74LS00 与非门电路，逻辑控制信号由(CS、R/C和A0)有8051 的数据口P0 发出，并由三态锁存器74LS373 锁存到输出端Q0、Q1 和Q2 上，用于控制AD574A 的工作过程。AD 转换器的数据输出也通过P0 数据总线连至8051，由于我们只使用了8 位数据口，12 位数据分两次读进8051，所以R/C接地。当8051 的p3.0 查询到STS 端转换结束信号后，先将转换后的12 位A/D 数据的高8 位读进8051，然后再将低4 位读进8051。这里不管AD574A 是处在启动、转换和输出结果，使能端CE 都必须为1，因此将8051 的写控制线WR和读控制线RD通过与非门74LS00 与AD574A 的使能端CE 相连。
1 引言 1．1 数据采集系统的意义 数据采集系统是结合基于计算机的测量软硬件产品来实现灵活的、用户自定义的测量系统。数据采集是指从传感器和其它待测设备等模拟和数字被测单元中自动采集信息的过程。本设计采用A/D转换器和51单片机组成数据采集系统，该设计具有结构简单、操作方便、高性价比、具有显示、记录存储功能，能够适应油田野外恶劣环境，具有性能稳定、可靠性高、响应速度快操作简单、费用低廉、回放过程的信号可以直观的观察。它与有线数传相比主要有布线成本低、安装简便、便于移动等性能。 经调查，目前数据采集器的市场需求量大，以数据采集器为核心构成的小系统应用广泛，因此开发高性能的数据采集器具有良好的市场前景。随着计算机技术的飞速发展和普及，数据采集系统在多个领域有着广泛的应用。数据采集是工、农业控制系统中至关重要的一环，在医药、化工、食品、等领域的生产过程中，往往需要随时检测各生产环节的温度、湿度、流量及压力等参数。同时，还要对某一检测点任意参数能够进行随机查寻，将其在某一时间段内检测得到的数据经过转换提取出来，以便进行比较，做出决策，调整控制方案，提高产品的合格率，产生良好的经济效益。随着工、农业的发展，多路数据采集势必将得到越来越多的应用，为适应这一趋势，作这方面的研究就显得十分重要。在科学研究中，运用数据采集系统可获得大量的动态信息，也是获取科学数据和生成知识的重要手段之一。单片机构成的数据采集处理系统适用于各种现场自动化监测及控制，能够适应油田野外恶劣环境，具有性能稳定、可靠性高、响应速度快操作简单、费用低廉、等优点。1.2 数据采集系统的主要功能 数据采集是指从传感器和其它待测设备等模拟和数字被测单元中自动采集信息的过程。数据采集系统是结合基于计算机的测量软硬件产品来实现灵活的、用户自定义的测量系统。比如条码机、扫描仪等都是数据采集工具。 数据处理系统是指运用计算机处理信息而构成的系统。其主要功能是将输入的数据信息进行加工、整理，计算各种分析指标，变为易于被人们所接受的信息形式，并将处理后的信息进行有序贮存，随时通过外部设备输给信息使用者。
数据采集电路的设计 A/D转换器是将模拟电压或电流转换成数字量的器件或装置。它是一个模拟系统和计算机之间的接口，它在数据采集和控制系统中得到了广泛的应用。常用的A/D转换方式有主次逼近式和双斜积分是式，前者积分时间短，但是抗干扰能力较差；后者转换时间长，抗干扰能力抢。在信号变化缓慢，现场干扰严重的场合，宜采用后者。 A/D转换的主要指标有转换时间、分辨率、线性误差、量程、对基准电源的要求等。 在本章节主要介绍8位A/D转换器ADS831、12位A/D转换器AD574以及高速A/D转换电路。 第一节：8位AD电路的一般设计 ADS831是TI公司推出的8位80MHz高速采样模数转换芯片。本节主要介绍ADS831的性能特点、内部结构,给出处理器MSP430x16x和ADS831构成的数据采集系统的硬件设计电路。 ADS831是TI公司推出的一种高速8位CMOS工艺的模数转换器(ADC)。该芯片采用单一+5V供电,内部带有取样保持电路。与早期的ADC芯片相比,ADS831采用流水线结构,因而具有极高的采样速率和转换速度、采样速率可高达80MHz。内部包含时钟电路、8位线性A/D核、校正逻辑单元、三态输出单元以及其内部参考源。内部结构如图2-1所示： 图2-1 ADS831的逻辑框图 ADS831硬件电路设计 输入调理电路设计 该模块由衰减网络和三级不同增益的运放电路组成，通过继电器切换，实现衰减、直通和小信号放大的功能。三级电路均采用OPA690精密仪表放大器构
成，该运放具有输入阻抗高、低噪声、速度快等优点，增益带宽积达500MHz。第一级运放构成射级跟随器，输入阻抗3.5MΩ，第二级运放放大系数约为5倍，第三级运放当放大系数约为10倍，级联实现约50倍放大增益，最终将输出电压峰-峰值保持在1.6V左右。单元电路如图2-2所示。 图2-2输入调理电路设计 采样保持电路设计 将A/D转换器设计成单极性输入，采用ADS831内部基准源REFT(+3V)和运放OPA2652构成2.5V恒压源，从而使采样电压有效值保持在+2.5 V。ADS831最高采样速率可达80MHz，系统采用外部晶体振荡器50.0 MHz。单元电路如图2-3 所示。 图2-3数据采集电路 第二节：12位AD电路的一般设计 AD574A是美国模拟数字公司（Analog）推出的单片高速12位逐次比较型A/D转换器，内置双极性电路构成的混合集成转换显片，具有外接元件少，功耗低，精度高等特点，并且具有自动校零和自动极性转换功能，只需外接少量的阻容件即可构成一个完整的A/D转换器。各参数如下： 分辨率：12 位 非线性误差：小于±1/2LBS 或±1LBS 转换速率：25us 模拟电压输入范围：0—10V 和0—20V，0—±5V 和0—±10V 两档四种 电源电压：±15V 和5V
摘要：本系统实现了单路直流电压量的采集与显示。其主要结构由A/D转换模块、8255并行接口模块、8086控制模块、数码管显示驱动电路和三位数码管显示电路组成。由于本系统电路实验板是16位微控制器试验箱的外部拓展系统，所以整个系统的系统总线和地址总线是固定的，本次设计的重点主要是外围模块与8086的编程部分。 关键词：8086 8255 ADC0809 74LS240 目录 一、设计要求及方案选择 (1) （一）设计要求..................................................................................................... 错误！未定义书签。 （二）方案选择..................................................................................................... 错误！未定义书签。 二、系统各模块具体设计 (1) （一）整体框图 (1) （二）各模块具体分析 (2) 三、系统性能测试 (5) （一）测试仪器 (5) （二）测试过程 (5) 四、参考文献 (5) 五、附录 (5)
一、设计要求及方案选择 设计要求： 要求具有IN1路模拟输入 输入信号为0——5V 采用数码管3位，显示十进制结果 输入量与显示误差<1% 方案选择： ADC0809是逐次逼近型8位A/D转换芯片，具有8路模拟量输入，量程为0-5V，分辨率（相对误差）为0.38%，转换速度典型值为100us，并且片内带有三态输出缓冲器，可以与系统总线直接相连，不需要占用8255并行接口线。而且其性能价格比非常高，故本次课程设计采用ADC0809作为转换芯片。 二、系统各模块具体设计 （一）整体框图 系统组成及原理框图如图1－1所示
天津职业技术师范大学Tianjin University of Technology and Education 毕业设计 专业： 班级学号： 学生姓名： 指导教师：
二〇一年月
天津职业技术师范大学本科生毕业设计 多传感器数据采集与传输电路设计Design of A Circuit for Multiple Sensors Data Acquisiton and Transmission 专业班级：
学生姓名： 指导教师： 学院：自动化与电气工程学院 201 年0 月 摘要 在工业、农业和生活中，对温度和湿度数据的监测具有非常重要的实际应用。人们生活水平的改善和科技的不断进步，无论是农业还是工业或日常生活中对温度和湿度数据监测都有越来越高的要求。本课题的设计基础是基于nRF24L01通信模块的无线多路温湿度数据采集与传输电路系统的设计，主要应用于特殊环境或工农业现场的温湿度采集与监测。系统采用无线通信技术和无线温湿度传感器采集技术，利用无线数据的通信技术能够在很大程度上降低空间布线所带来的施工难度和施工成本。本系统选用STM32单片机作为主控芯片，系统包括无线数据通信模块，DHT11温湿度传感器，LCD液晶显示模块，蜂鸣语音报警模块，以及模拟继电器LED指示等外围电路。 系统由主机-从机-从机的结构体系组成，主机系统可同时对多个传感采样节点进行数据的汇集。传感器节点通过从机将实时温湿度数据采集到单片机，经过数据运算再通过nRF24L01模块发送给主机，主机接
收到从机的数据之后需要对数据进行测量和处理，与程序设定的上限值进行比对，判断监测传感节点的参数是否达到预警值，并对报警电路和模拟继电器模组进行相应的控制。最后经过实际的软硬件测试之后，本作品实现了STM32单片机采集多节点温湿度传感器数据，通过nRF24L01模块及特殊通讯协议进行一定距离的传输，最后在主机的LCD12864液晶上显示出来的模型。 关键词：单片机；nRF24L01；传感器；主机；LCD液晶屏 ABSTRACT
EDA技术课程大作业 设计题目：数据采集电路和简易存储示波器设计 院系：电子信息与电气工程系 学生姓名： 学号：200902070011 专业班级： 2010年12月3日
数据采集电路和简易存储示波器设计 1.设计背景和设计方案 1.1设计背景 随着互联网络软硬件的迅猛发展，网络用户快速增长。在计算机网络互联的同时，工业生产中的数据采集及控制设备慢慢走向网络化，便于共享网络中丰富的信息资源。所以本设计项目是利用FPGA直接控制0809对模拟信号进行采样，然后将转换好的8位二进制数据迅速存储到存储器中，在完成对模拟信号一个或数个中期的采样后，由外部电路系统（如单片机）将存储器中的采样数据读出处理。 1.2设计方案 采样存储器可以有多种方式实现： ①外部随机存储器RAM。其优点是存储量大，缺点是需要外接芯片，且常用的 RAM读写速度较低；与FPGA间的连接过长；特别是在存储数据时需要对地址进行加1操作，进一步影响数据写入速度。 ②FPGA内部EAB/ESB等。在AItera的大部分FPGA器件中都含有类似于EAB的 模块。 ③由EAB等模块构成告诉FIFO。FIFO比较适于用作A/D采样数据高速存储。基于以上讨论，A/D采样电路系统可以绘成图㈠所示的电路原理图。 2.方案实施 2.1元件描述 ①元件ADCINT。ADCINT是控制0809的采样状态机，其VHDL描述以及其输入输 出信号的含义与参考文献一中的例8-2完全相同，工作方式亦可参考8.2.1节。 ②元件CNT10B。CNT10B中有一个用于RAM的9位地址计数器，次计数器的工作 时钟CLK0由WE控制：当WE=‘1’时，CLK0=LOCK0;LOCK0来自0809采样控制器的LOCK0（每一采样周期产生一个锁存脉冲），这时处于采样允许阶段，RAM的地址锁存时钟inclock=CLKOUT=LOCK0;每一个LOCK0的脉冲通过0809
(此文档为word格式，下载后您可任意编辑修改！) 天津职业技术师范大学Tianjin University of Technology and Education 毕业设计 专业： 班级学号： 学生姓名： 指导教师：
二〇一年月
天津职业技术师范大学本科生毕业设计 多传感器数据采集与传输电路设计Design of A Circuit for Multiple Sensors Data Acquisiton and Transmission 专业班级： 学生姓名： 指导教师： 学院：自动化与电气工程学院 201 年0 月
摘要 在工业、农业和生活中，对温度和湿度数据的监测具有非常重要的实际应用。人们生活水平的改善和科技的不断进步，无论是农业还是工业或日常生活中对温度和湿度数据监测都有越来越高的要求。本课题的设计基础是基于nRF24L01通信模块的无线多路温湿度数据采集与传输电路系统的设计，主要应用于特殊环境或工农业现场的温湿度采集与监测。系统采用无线通信技术和无线温湿度传感器采集技术，利用无线数据的通信技术能够在很大程度上降低空间布线所带来的施工难度和施工成本。本系统选用STM32单片机作为主控芯片，系统包括无线数据通信模块，DHT11温湿度传感器，LCD液晶显示模块，蜂鸣语音报警模块，以及模拟继电器LED指示等外围电路。 系统由主机-从机-从机的结构体系组成，主机系统可同时对多个传感采样节点进行数据的汇集。传感器节点通过从机将实时温湿度数据采集到单片机，经过数据运算再通过nRF24L01模块发送给主机，主机接收到从机的数据之后需要对数据进行测量和处理，与程序设定的上限值进行比对，判断监测传感节点的参数是否达到预警值，并对报警电路和模拟继电器模组进行相应的控制。最后经过实际的软硬件测试之后，本作品实现了STM32单片机采集多节点温湿度传感器数据，通过nRF24L01模块及特殊通讯协议进行一定距离的传输，最后在主机的LCD12864液晶上显示出来的模型。 关键词：单片机；nRF24L01；传感器；主机；LCD液晶屏 ABSTRACT
目录 摘要 (3) 第一章方案论证 (4) 1.1设计思路 (4) 1.1.1 A/D模数转换的选择 (4) 1.1.2单片机的选择 (4) 1.1.3显示部分 (4) 1.2设计方案 (5) 第二章硬件部分 (6) 2.1硬件设计的基本原则 (6) 2.2单片机 (6) 2.1.1单片机的概述 (6) 2.1.2简介AT89C51 (7) 2.2 ADC0808 (10) 2.2.1ADC0808概述 (10) 2.2.2简介ADC0808 (10) 2.3 电路设计 (13) 2.3.1主电路设计.................. 错误!未定义书签。 2.3.2复位电路设计................ 错误!未定义书签。 2.3.3时钟电路设计................ 错误!未定义书签。 2.3.4显示电路的设计.............. 错误!未定义书签。第三章软件部分 ........................ 错误!未定义书签。
3.1软件设计的基本原则............... 错误!未定义书签。 3.2软件模块的划分................... 错误!未定义书签。 3.3主要程序......................... 错误!未定义书签。第四章调试仿真 .. (20) 4.1结果演示 (20) 4.2结果分析......................... 错误!未定义书签。总结................................. 错误!未定义书签。参考文献 ............................... 错误!未定义书签。
长江大学工程技术学院 课程设计报告
课设题目
课程名称
系
部
班
级
学生姓名
学
号
序
号
指导教师
时
间
数据采集系统的设计与实现 汇编语言+微型计算机技术
信息系
2012 年 8 月 28 日～2012 年 9 月 9 日
目录
目录 长江大学工程技术学院 ..................... 错误!未定义书签。 一、设计目的 ............................. 错误!未定义书签。 二、设计内容 ............................. 错误!未定义书签。 三、硬件设计及分析 ....................... 错误!未定义书签。
1．总体结构图......................... 错误!未定义书签。 2.各部件端口地址设计及分析 ............ 错误!未定义书签。 3.各部件的组成及工作原理 .............. 错误!未定义书签。 四、软件设计及分析 ....................... 错误!未定义书签。 1．总体流程图......................... 错误!未定义书签。 2.主要程序编写及分析.................. 错误!未定义书签。 五、系统调试 ............................. 错误!未定义书签。 1.调试环境介绍........................ 错误!未定义书签。 2. 各部件的调试....................... 错误!未定义书签。 3.调试方法及结果...................... 错误!未定义书签。 六、总结与体会 ........................... 错误!未定义书签。 七、附录 ................................. 错误!未定义书签。
基于8051单片机的数据采集系统设计 一．设计任务 设计一个数据采集系统，要求： 1.有一组开关量和1路模拟量，采样开关量控制一组发光二极管，定时采样模拟量并显示出来。 2.定时采样ADC0809某通道模拟信号，每隔2秒在显示器或数码管上显示出来。 3.定时的实现。 二．设计思路 数据采集是指从传感器和其他待测设备中自动采集模拟或数字信号电量或非电量信号送入控制器中进行分析和数据处理。 本设计采用单路模拟信号的数据采集。设计思路为：通过传感器采集待测的信号，将其转换为相应的电压信号，经运算放大器放大后送入模数转换器ADC0809在单片机的控制下进行模数转换。每次转换结束后，单片机在控制电路的作用下将数据读走存入片内存储器。而单片机则需要将收到的数据送入PC机中进行相应处理。单片机与PC 间的数据通信方式为串口通信协议RS 232，通过芯片MAX232进行电气匹配。 目录
一．系统总统设计方案 二．系统的硬件设计 2.1信号调理电路 2.2数据采集电路 2.3 80C51芯片内部功能与引脚介绍 三．系统的软件设计 3.1主程序 3.2 A/D转换 3.3数据采集中断程序 四．设计总结 五．参考文献 六．附录—数据采集系统原理图一．系统总统设计方案
根据系统基本要求，将本设计系统划分为信号调理电路、8路模拟信号的产生与A/D 转换器、发送端的数据采集与传输控制器、人机通道的接口电路、数据传输接口电路几个部分。 数据采集与传输系统一般由信号调理电路，多路开关，采样保持电路，A/D，单片机，电平转换接口，接收端（单片机、PC或其它设备）组成。系统框图如下图1所示。 图1 一般系统框图 二．系统的硬件设计 2.1信号调理电路 信号调理能够将被测对象的输出信号变换成计算机要求的输入信号。如图2所示，为 避免小信号通过模拟开关造成较大的附加误差，在传感器输出信号过小时，每个通道应 设前置放大环节。 图2 信号调理过程 2.2 数据采集电路 把连续变化量变成离散量的过程称为量化，也可理解为信号的采样。 把以一定时间间隔T逐点采集连续的模拟信号，并保持一个时间t，使被采集的信号变成时间上离散、幅值等于采样时刻该信号瞬时值的一组方波序列信号，即采样信号。
一、设计内容（论文阐述的问题） 设计一个数据采集系统 基本要求：要求具有8路模拟输入 输入信号为0——500mV 采用数码管8位，显示十进制结果 输入量与显示误差<1% 发挥部分：1、速度上实现高精度采集 2、提高系统精度 3、设计抗干扰性 二、设计完成后提交的文件和图表 1. 计算说明书部分： 数据采集是指将压力、流量、温度、位移等模拟量转换成数字量后，再由计算机进行存储、处理、显示、或打印的过程，相应的系统就称为数据采集系统。 数据采集的任务，就是采集传感器输出的模拟信号并转换成计算机能识别的数字信号，然后送入计算机进行相应的计算和处理，取得所需的数据。同时，将计算机得到的数据进行显示或打印，以便实现对某些物理量的监控。 数据采集性能的好坏，主要取决于他的精度和速度。在保证精度的条件下，应有尽可能高的采样速度。 数据采集系统应具有功能： （1）数据采集 计算机按照选定的采样周期，对输入到系统的模拟信号进行采样，称为数据采集。（2）模拟信号处理 模拟信号是指随时间连续变化的信号，模拟信号处理是指模拟信号经过采样和A/D转换输入计算机后，要进行数据的正确性判断、标度变换、线性化等处理。 （3）数字信号处理 数字信号处理是指数字信号输入计算机后，需要进行码制的转换处理，如BCD码转换成ASCII码，以便显示数字信号。 （4）屏幕显示 就是用各种显示装置如CRT、LED把各种数据以方便于操作者观察的方式显示出来。（5）数据存储
数据存储是就是将某些重要数据存储在外部存储器上。 在本次设计中，我们采用8259作为中断控制器，8255作为并行接口，ADC0809作为模数转换器。 2、图纸部分： 含有总体设计的功能框图、所用各种器件的引脚图、内部逻辑结构框图以及相应器件的真值表，还包括总设计的硬件连接图及软件设计流程图等。 三、课程设计进程安排 序号设计（论文）各阶段名称日期 1 获得设计题目及要求，查阅资料7月10日 2 形成初步设计思路及有针对性检索资料7月11日 3 设计方案论证及选用相应器件7月12日 4 设计硬件连接图及软件编程7月13日 5 形成整体设计报告并上交7月14日 四、主要参考资料 1、《微型计算机原理及接口技术》裘雪红、顾新西安电子科技大学出版社 2、《高性能模数与数模转换器件》刘书明、刘斌西安电子科技大学出版社 3、《微型计算机接口技术及应用》刘乐善华中理工大学出版社 4、《IBM-PC 汇编语言程序设计》沈美明、温冬婵清华大学出版社 5、《单片机典型外围器件及应用实例》是实科技编著人民邮电出版社 6、《智能仪器原理及应用》赵茂泰电子工业出版社 7、《微型计算机接口原理与技术》邹逢兴国防科技大学出版社 8、《汇编语言教程》朱慧真国防工业出版社 9、《微型计算机接口技术》吴延海重庆大学出版社 10、《数字电子技术基础》阎石高等教育出版社
课程设计任务书 学生姓名：周国阳专业班级：电信1001班 指导教师：沈维聪工作单位：信息工程学院题目：高速数据采集系统原理分析和设计 初始条件： 数据采集是数字信号处理的前提，研究和设计数据采集系统就显得尤为重要。本课程设计题要求学生在广泛查阅资料的基础上，对高速数据采集系统技术进行分类和比较，并作相关设计。矚慫润厲钐瘗睞枥庑赖。 要求完成的主要任务：（包括课程设计工作量及其技术要求，以及说明书撰写等具体要求） （1）搜索出若干种高速数据采集系统方案并对它们进行分析和比较。 （2）设计出一款高速数据采集系统。 （3）对所设计的高速数据采集系统的性能指标进行分析。 （4）给出系统（或部分）的仿真。 时间安排： 一周，其中3天设计，2天调试 指导教师签名：年月日系主任（或责任教师）签名：年月日
摘要................................................. 聞創沟燴鐺險爱氇谴净。Abstract............................................. I残骛楼諍锩瀨濟溆塹籟。 1. 开发环境.......................................... 0酽锕极額閉镇桧猪訣锥。 1.1仿真工具...................................... 0彈贸摄尔霁毙攬砖卤庑。 1.2编程工具...................................... 0謀荞抟箧飆鐸怼类蒋薔。2硬件模块........................................... 1厦礴恳蹒骈時盡继價骚。 3.基本原理........................................... 3茕桢广鳓鯡选块网羈泪。 3.1采样.......................................... 3鹅娅尽損鹌惨歷茏鴛賴。 3.2量化与编码.................................... 3籟丛妈羥为贍偾蛏练淨。 3.3时钟频率合成.................................. 3預頌圣鉉儐歲龈讶骅籴。 3.4存储技术...................................... 4渗釤呛俨匀谔鱉调硯錦。 4. 高速数据采集系统的方案............................ 5铙誅卧泻噦圣骋贶頂廡。 4.1单片机控制的高速数据采集系统.................. 5擁締凤袜备訊顎轮烂蔷。 4.2 基于MCU+FPGA组合的高速数据采集系统.......... 8贓熱俣阃歲匱阊邺镓騷。 4.3基于DSP和ADS8364的高速数据采集处理系统..... 10坛摶乡囂忏蒌鍥铃氈淚。 5.高速数据采集系统的方案分析比较.................... 12蜡變黲癟報伥铉锚鈰赘。 6.设计系统.......................................... 14買鲷鴯譖昙膚遙闫撷凄。 6.1设计思想..................................... 14綾镝鯛駕櫬鹕踪韦辚糴。 6.2硬件电路..................................... 15驅踬髏彦浃绥譎饴憂锦。 6.3电路分析..................................... 16猫虿驢绘燈鮒诛髅貺庑。 7.仿真结果及分析.................................... 17锹籁饗迳琐筆襖鸥娅薔。 7.1仿真结果..................................... 18構氽頑黉碩饨荠龈话骛。 7.2结果分析..................................... 19輒峄陽檉簖疖網儂號泶。 8.总结.............................................. 20尧侧閆繭絳闕绚勵蜆贅。参考文献............................................ 21识饒鎂錕缢灩筧嚌俨淒。附录一代码......................................... 22凍鈹鋨劳臘锴痫婦胫籴。