基于单片机和LabVIEW的多路数据采集系统设计
基于单片机和LabVIEW的多路数据采集系统设计
近年来，随着科技的不断发展，对于数据采集系统的需求越来越大。数据采集系统能够将各种外部信号转换为数字信号，并传输到电脑中进行处理和分析，广泛应用于工业控制、物联网、仪器仪表及自动化等领域。本文将介绍一种基于单片机和LabVIEW的多路数据采集系统设计方案。
1. 系统硬件设计
该多路数据采集系统设计方案的硬件主要包括传感器模块、数据采集模块以及计算机连接模块。
传感器模块：传感器模块负责采集外部信号，并将其转换为电信号。根据不同的测量需求，选择合适的传感器模块，如温度传感器、湿度传感器等。
数据采集模块：数据采集模块使用单片机作为核心，通过模拟转换器将传感器模块转换得到的电信号转换为数字信号。具体地，单片机通过AD转换器将模拟信号转换为数字信号，
并通过串口通信将数据传输给计算机。
计算机连接模块：计算机连接模块使用串口连接单片机和计算机，通过串口通信实现数据传输。在计算机上安装LabVIEW应用程序，通过LabVIEW程序来控制和监测数据采集
系统。
2. 系统软件设计
该多路数据采集系统设计方案的软件主要包括单片机程序设计和LabVIEW程序设计两部分。
单片机程序设计：单片机程序设计主要实现对传感器模块的数据采集和数字信号的转换，然后通过串口通信将数据发送
给计算机。首先，通过单片机的GPIO口读取传感器模块采集
的信号，然后使用AD转换器将模拟信号转换为数字信号，最
后通过串口通信将采集到的数据发送给计算机。
LabVIEW程序设计：LabVIEW程序设计则主要用于接收串
口传输的数据，并进行数据处理和显示。在LabVIEW中，可以使用串口通信工具箱来进行串口通信的设置。通过设置串口参数和接收数据的方式，可以实时接收并显示采集到的数据。同时，LabVIEW也提供了数据处理和分析的功能，可以对采集到
的数据进行滤波、变换、绘图等操作。
3. 系统实施与应用
在实际应用中，可以根据具体需求对系统进行扩展和优化。例如，可以增加ADC模块以支持更多的传感器接入；可以使用无线方式实现数据传输，提高系统的灵活性和可移动性；还可以使用LabVIEW的虚拟仪器技术，实现对系统的远程监控和控制。
多路数据采集系统的应用非常广泛。在工业控制领域，可以使用该系统进行温度、湿度、压力等参数的实时监测和控制。在物联网领域，可以使用该系统进行环境数据的采集和传输，制定相应的控制策略。在仪器仪表及自动化领域，可以使用该系统进行实验数据的采集和处理，提高实验效率并降低人力成本。
综上所述，基于单片机和LabVIEW的多路数据采集系统设计方案能够灵活应用于各个领域的数据采集需求。通过该系统的实施与应用，可以实现数据自动化采集、实时监测和远程控制，为科研和生产提供强有力的支持
综合单片机和LabVIEW的多路数据采集系统设计方案，可以满足各个领域的数据采集需求。该系统具有灵活性和可扩展
性，可以根据具体需求进行系统扩展和优化。通过该系统的实施与应用，可以实现数据自动化采集、实时监测和远程控制，为科研和生产提供强有力的支持。该系统在工业控制、物联网和仪器仪表领域都有广泛的应用，可以提高数据采集效率和降低人力成本。因此，基于单片机和LabVIEW的多路数据采集系统设计方案具有广阔的应用前景和市场潜力
基于STM32单片机的多路数据采集系统设计毕业设计 摘要： 本篇设计主要以STM32单片机为核心，设计了一个多路数据采集系统。该系统能够实现多路模拟量和数字量信号的采集和显示，并通过串口与上 位机进行通信，实现数据上传和控制。设计中使用了STM32单片机的AD 转换功能实现模拟量信号的采集，使用GPIO口实现数字量信号的采集， 通过串口与上位机进行通信。经过实验验证，该系统能够稳定地采集多路 数据，并实现远程数据传输和控制功能，具有较高的可靠性和实用性。 关键词：STM32单片机，数据采集，模拟量信号，数字量信号，上位 机通信 一、引言 随着科技的发展，数据采集系统在工业控制、环境监测、生物医学等 领域得到了广泛的应用。数据采集系统可以将现实世界中的模拟量信号和 数字量信号转换为数字信号，并进行处理和存储。针对这一需求，本文设 计了一个基于STM32单片机的多路数据采集系统。 二、设计思路 本系统的设计思路是通过STM32单片机实现多路模拟量和数字量信号 的采集和显示，并通过串口与上位机进行通信，实现数据上传和控制。该 系统采用了模块化设计方法，将系统分为采集模块、显示模块和通信模块。 1.采集模块
采集模块通过STM32单片机的AD转换功能实现模拟量信号的采集， 通过GPIO口实现数字量信号的采集。通过在程序中设置采样频率和采样 精度，可以对不同类型的信号进行稳定和准确的采集。 2.显示模块 显示模块通过LCD显示屏显示采集到的数据。通过程序设计，可以实 现数据的实时显示和曲线绘制，使得用户可以直观地观察到采集数据的变化。 3.通信模块 通信模块通过串口与上位机进行通信。上位机通过串口发送控制命令 给STM32单片机，实现对系统的远程控制。同时，STM32单片机可以将采 集到的数据通过串口发送给上位机，实现数据的远程传输。 三、实验结果与分析 通过实验验证，本系统能够稳定地采集多路模拟量和数字量信号，并 通过串口与上位机进行通信。系统能够将采集到的数据实时显示在LCD屏 幕上，并通过串口传输给上位机。上位机可以根据接收到的数据进行控制，并可以将命令发送给STM32单片机，实现系统的远程控制。 四、总结和展望 本文基于STM32单片机设计了一个多路数据采集系统，并验证了系统 的可行性和稳定性。但是，在实际应用中还存在一些问题，例如数据传输 速度较慢、数据处理能力有限等。未来可以继续改进系统的性能，提高数 据传输速度和处理能力，使其更加适用于不同领域的数据采集需求。
摘要 虚拟仪器是将仪器技术、计算机技术、总线技术和软件技术紧密地融合在一起，利用计算机强大的数字处理能力实现仪器的大部分功能，打破了传统仪器的框架，形成的一种新的仪器模式。 本设计是基于LabVIEW 2010开发平台而简单模拟设计的一个四通道数据采集系统，其中下位机是采用单片机模拟产生实时温度数据，上位机系统则具有数据同时采集、采集数据实时显示、存储与管理、报警系统、数据记录查看等功能，实现了四通道温度数据采集的目的。 本文首先概述了虚拟仪器技术，LabVIEW开发平台，然后简单那介绍了数据采集的相关理论，最后具体讲解了本设计的各个模块在LabVIEW 上是如何实现的。 关键字：虚拟仪器；数据采集；LabVIEW
Abstract Virtual instrument(VI) combines computer science, bus technology, software engineering with measurement instrumentation technology, making use of the computer powerful digital processing ability realize most of the functions of the instrument, breaking the traditional instrument, forming the framework of a new instrument model. This design is based on LabVIEW 2010 development platform and simple simulation design of a four channel data acquisition system, including lower machine is produced by single chip microcomputer simulation real-time temperature data, PC system has data collection, data collection and real-time display, storage and management, alarm system, data record check, and other functions, realize the four channel temperature data collection purpose. This paper first summarizes the virtual instrument technology, LabVIEW development platform, and then simple that introduces the data acquisition of relevant theory, and finally to explain in detail the design of each module in LabVIEW on how it is done. Key words: Virtual Instrument; Data acquisition；LabVIEW
基于STM32单片机的多路数据采集系统设计 概述： 多路数据采集系统是一种用于采集和处理多种传感器信号的系统。基于STM32单片机的多路数据采集系统具有低功耗、高精度、稳定可靠的特点，广泛应用于工业控制、环境监测和医疗设备等领域。本文将介绍基于STM32单片机的多路数据采集系统的设计方案及实现方法。 设计方案： 1.系统硬件设计： 系统硬件由STM32单片机、多路模拟输入通道、数模转换器（ADC）和相关模拟电路组成。其中，多路模拟输入通道可以通过模拟开关电路实现多通道选通；ADC负责将模拟信号转换为数字信号；STM32单片机负责控制和处理这些数字信号。 2.系统软件设计： 系统软件可以采用裸机编程或者使用基于STM32的开发平台来进行开发。其中，主要包括数据采集控制、数据转换、数据处理和数据存储等功能。具体实现方法如下： -数据采集控制：配置STM32单片机的ADC模块，设置采集通道和相关参数，启动数据采集。 -数据转换：ADC将模拟信号转换为相应的数字量，并通过DMA等方式将数据传输到内存中。 -数据处理：根据实际需求对采集到的数据进行预处理，包括滤波、放大、校准等操作。
-数据存储：将处理后的数据存储到外部存储器（如SD卡）或者通过 通信接口（如UART、USB）发送到上位机进行进一步处理和分析。 实现方法： 1.硬件实现： 按照设计方案，选择适应的STM32单片机、模拟开关电路和ADC芯片，完成硬件电路的设计和布局。在设计时要注意信号的良好地线与电源隔离。 2.软件实现： （1）搭建开发环境：选择适合的开发板和开发软件（如Keil MDK），配置开发环境。 （2）编写初始化程序：初始化STM32单片机的GPIO口、ADC和DMA 等模块，配置系统时钟和相关中断。 （3）编写数据采集程序：设置采集参数，例如采样频率、触发方式等。通过ADC的DMA功能，实现数据的连续采集。 （4）编写数据处理程序：根据实际需求，对采集到的数据进行预处理，例如滤波、放大、校准等操作。 （5）编写数据存储程序：将处理后的数据存储到外部存储器（如SD 卡）或通过通信接口（如UART、USB）发送到上位机。 总结： 基于STM32单片机的多路数据采集系统具有低功耗、高精度、稳定可 靠等特点。通过适当的硬件设计和软件实现，可以实现多路信号的准确采 集和处理。在实际应用中，还可以根据具体需求扩展系统功能，例如数据
本文的下载地址： https://www.doczj.com/doc/f419256029.html,/view/44a9c6c48bd63186bcebbc6b.htm l 前言 (3) 1 总体方案设计 (4) 1.1 方案论证 (4) 1.1.1 传感器 (4) 1.1.2 主控部分 (4) 2 硬件电路的设计 (5) 2.1 电源电路 (5) 2.2 温度采集电路 (6) 2.2.1 DS18B20简介 (6) 2.2.2 电路设计 (8) 2.2.3 无线传输电路模块 (9) 3 无线发送与接收电路 (10) 3.1 无线发送电路 (10) 3.2 无线接收模块 (10) 4 显示电路 (11) 4.1 字符型液晶显示模块 (11) 4.2 字符型液晶显示模块引脚 (12) 4.3 字符型液晶显示模块内部结构 (12) 5 单片机AT89S52 (13) 5.1 AT89S52简介 (13) 5.2 AT89S52引脚说明 (14) 6 软件设计 (16) 6.1 系统概述 (16) 6.2 程序设计流程图 (16) 6.3 温度传感器多点数据采集 (17) 7 调试及结果 (17) 7.1 测试环境及工具 (18) 7.2 测试方法 (18) 7.3 测试结果分析 (18) 8 总结 (18) 附录1：电路原理总图 (19) 附录2：发射部分主程序 (20) 附录3：接收部分主程序 (26) 参考文献 (31)
无线数据采集系统的设计与实现 学生：XX指导教师：XX 内容摘要：由于数据采集系统的应用范围越来越宽、所涉及到的测量信号和信号源的类型越来越多、对测量的要求也越来越高，国内现在已有不少数据测量和采集的系统，但很多系统存在功能单一、采集通道少、采集速率低、操作复杂，并且对测试环境要求较高等问题。人们需要一种应用范围广、性价比高的数据采集系统。 在分析了不同类型的单片机的特点及单片机与PC机通信技术的基础上，设计了单片机控制的采集系统，并通过串口通信实现单片机与P(：机之间的通信，实现数据的传送并将数据在PC机上显示及存储，完成单机的多通道数据采集系统的设计及实现。 基于单片机的多通道数据采集系统是由将来自传感器的信号通过放大、线性化、滤波、同步采样保持等处理后，输入A／D转换为数字信号后由单片机采集，然后利用单片机与PC机的通信将数据送到PC机进行数据的存储、后期处理与显示，实现了数据处理功能强大、显示直观、界面友好、性价比高、应用广泛的特点，可广泛应用于工业控制、仪器、仪表、机电一体化、智能家居等诸多领域。 关键词：多通道数据采集单片机
1 引言 数据采集是从一个或多个信号获取对象信息的过程。随着微型计算机技术的飞速发展和普及，数据采集监测已成为日益重要的检测技术，广泛应用于工农业等需要同时监控温度、湿度和压力等场合。数据采集是工业控制等系统中的重要环节，通常采用一些功能相对独立的单片机系统来实现，作为测控系统不可缺少的部分，数据采集的性能特点直接影响到整个系统。本文设计的多路数据采集系统采用MSP430系列单片机作为MCU板的核心控制元件。MSP430系列单片机是由TI公司开发的16位单片机，其突出特点是强调超低功耗，非常适合于各种功率要求低的场合。该系统采样电路采用MSP430单片机内部12位的A／D，使系统具有硬件电路得以简单化，功耗低的特点。由于该系列较高的性能价格比，应用日趋广泛。 2 系统的基本组成和工作原理 在本数据采集系统的设计中为了提高系统智能化、可靠性和实用性，采用单片MCU和上位机传输的方法，即MCU运行在数据采集系统的远端，完成数据的采集、处理、发送和显示，上位机则完成数据的接收、校验及显示，同时上位机可对远端MCU进行控制，使其采集方式可选。MCU选用TI公司的低功耗M SP430F437，该单片机比80C51功能要强大许多，他内部不仅有8路12位A／D，而且还带LCD的驱动，节省了不少外围电路。本系统现场模拟一正弦波信号以及其他6路分压信号以供系统进行多路采样，采用ICL8038精密信号发生芯片产生一频率可变的正弦波，然后由LM331芯片实现频率到电压的转换，之间还需对信号进行调理以符合系统要求。 3 系统硬件电路设计 系统硬件总体框图如图1所示。本系统由模拟板和MCU板2块板组成，模拟板包括系统电源、正弦波信号发生模块、频率电压转化模块、信号调理模块和7路A／D的接口；MCU板包括电源及A／D接口、MCU、LCD和串口收发模块。
单片机课程设计4 数据采集系统的设计 张浩然韩建民 数理与信息工程学院 2005年6月
目录 第一章计算机硬件系统概述 (1) 1．1 计算机硬件系统的组成及结构 (1) 1．2 I/O系统概述 (2) 1．3 计算机硬件系统的设计内容 (5) 1．4 计算机硬件系统的设计原则 (5) 第二章数据采集技术概述 (6) 2．1 数据采集系统的结构原理 (6) 2．1．1 数据采集系统的分类 (6) 2．1．2 数据采集系统的基本功能 (6) 2．1．3 数据采集系统的结构形式 (6) 2．2 数据采集系统设计的基本原则 (7) 2．2．1 硬件设计的基本原则 (7) 2．2．2 软件设计的基本原则 (7) 第三章数据采集系统的硬件设计 (8) 3．1 系统结构框图 (8) 3．2 系统工作原理 (8) 3．2．1 CPU 处理核心模块 (9) 3．2．2 ADC模数转换 (10) 3．2．3 液晶显示流程 (13) 3．2．4 完整的PCB版图 (15) 第四章数据采集系统的软件设计 (17) 4．1 汇编和keil c (17) 4．2 Keil C51 vs ANSI C(标准C) (17) 4．2．1 内存区域(Memory Areas)： (18) 4．2．2 变量或数据类型 (18) 4．2．3 存储类型声明和存储模式 (19) 4．2．4 Keil C51指针 (21) 4．2．5 Keil C51函数 (21) 4．2．6 中断服务 (22) 4．3 使用Keil C 时应做的和应该避免的 (23) 4．3．1 采用短变量 (24) 4．3．2 使用无符号类型 (24) 4．3．3 避免使用浮点指针 (24) 4．3．4 使用位变量 (24) 4．3．5 用局部变量代替全局变量 (24) 4．3．6 为变量分配内部存储区 (24) 4．3．7 使用特定指针 (25)
一、设计目的 运用单片机原理及其应用等课程知识，根据题目要求进行软硬件系统的设计和调试，从而加深对本课程知识的理解，把学过的比较零碎的知识系统化，比较系统的学习开发单片机应用系统的基本步骤和基本方法，使学生应用知识能力、设计能力、调试能力以及报告撰写能力等有一定的提高。 二、设计要求 用8051单片机设计数据采集控制系统，基本要求如下： 基本部分： 1．可实现8路数据的采集，假设8路信号均为0~5V的电压信号。 2．采集数据可通过LCD显示，显示格式为[通道号] 电压值，如[01] 4.5。 3．可通过键盘设置采集方式：单点采集、多路巡测、采集时间间隔。 4．具有异常数据声音爆晶功能：对第一路数据可设置正常数据的上限值和下限值，当采集的数据出现异常，发出报警信号。 选作功能： 1.异常数据音乐报警。 2.可输出8路顺序控制信号，设每路顺序控制信号为一位，顺序控制的流程为： 三、总体设计 我们选择单片机与A/D转换芯片结合的方法实现本设计。使用的基本元器件是：A T89C52单片机，ADC0809模数转换芯片，LCD显示器，按键，电容，电阻，晶振等。 数字电压测量电路由A/D转换、数据处理及显示控制等组成。A/D转换由集成电路ADC0809完成。ADC0809具有8路拟输入端口，地址线（23~- 25脚）可决定对哪一路模拟输入作A/D换。22脚为地址锁存控制，当输入为高电平时，对地址信号进行锁存。6脚为测试控制，当输入一个2uS宽高电平脉冲时，就开始A/D转换。7脚为A/D转换结束标志，当A/D转换结束时，7脚输出高电平。9脚为A/D转换数据输出允许控制，当OE脚为高电平时，A/D转换数据从该端口输出。10脚为0809的时钟输入端。单片机的P1.5~P1.7、P3端口作1602液晶显示控制。P2端口作A/D转换数据读入用，P0端口用作0809的A/D 转换控制。 通过对单片机p3.5口置低电平控制LED亮灯，p3.4口置高电平时蜂鸣器报警。 流程图：
基于LabVIEW 的单片机数据采集系统设计与实现摘要：本文设计了一种基于LabVIEW与STC89C54RD+单片机的数据采集系统。单片机采集到的数据通过PL2303HX芯片的RS232转USB接口的双向功能，实现了只用一条USB线就可以把采集上的数据传输到LabVIEW中进行显示和存储。从下位机和上位机两个部分阐述了系统的设计。 1. 引言 LabVIEW是美国国家仪器公司(National Instru-ment)开发的一种虚拟仪器平台，它功能强大，提供了丰富的数据采集、分析和存储库函数以及包括DAQ，GPIB，PXI，VXI，RS 232／485在内的各种仪器通信总线标准的所有功能函数。利用LabVIEW设计的数据采集系统，可模拟采集各种信号，但是配备NI公司的数据采集板卡比较贵，在实际开发中可选用单片机小系统对数据进行采集。本系统的数据采集模块由DS18B20温度传感器和STC89C52RD+单片机以及MAX232、PL2303HX组成。由单片机组成的小系统对温度信号进行采集和转换，然后通过MAX232将单片机的TTL电平转换成RS 232电平，再经过PL2303HX 芯片将RS232转换成USB接口信号，实现将数据传送给上位机，在LabVIEW 开发平台下，对数据进行各种处理、分析，并对信号进行存储和显示，从而实现了一种在LabVIEW环境下的单片机温度测试系统。 2.单片机系统的设计 根据实际情况，本次设计选用STC89C54RD+单片机。下位机整体模块如下图1所示。
图1. 整体系统组成框图 2.1. 温度传感器模块 本次设计采用的是美国DALLAS的DS18B20半导体温度传感器，它支持“一线总线”接口，具有微型化、低功耗、高性能、抗干扰能力强、易配微处理器等优点，可直接将温度转化成串行数字信号供处理器处理。单片机开发板上的DS18B20 电路接法如图2.1所示。 图2.1 DS18B20典型电路接法 2.2. 单片机处理模块 STC89C54RD+是一种低功耗、高性能CMOS8位微控制器，具有16K 在系统可编程Flash 存储器。在单芯片上，拥有灵巧的8 位CPU 和在系统可编程Flash，使得STC89C54RD+为众多嵌入式控制应用系统提供高灵活、超有效的解决方案。本次设计单片机的处理程序流程图如图2.2所示。
基于单片机和LabVIEW的多路数据采集系统设计 基于单片机和LabVIEW的多路数据采集系统设计 近年来，随着科技的不断发展，对于数据采集系统的需求越来越大。数据采集系统能够将各种外部信号转换为数字信号，并传输到电脑中进行处理和分析，广泛应用于工业控制、物联网、仪器仪表及自动化等领域。本文将介绍一种基于单片机和LabVIEW的多路数据采集系统设计方案。 1. 系统硬件设计 该多路数据采集系统设计方案的硬件主要包括传感器模块、数据采集模块以及计算机连接模块。 传感器模块：传感器模块负责采集外部信号，并将其转换为电信号。根据不同的测量需求，选择合适的传感器模块，如温度传感器、湿度传感器等。 数据采集模块：数据采集模块使用单片机作为核心，通过模拟转换器将传感器模块转换得到的电信号转换为数字信号。具体地，单片机通过AD转换器将模拟信号转换为数字信号， 并通过串口通信将数据传输给计算机。 计算机连接模块：计算机连接模块使用串口连接单片机和计算机，通过串口通信实现数据传输。在计算机上安装LabVIEW应用程序，通过LabVIEW程序来控制和监测数据采集 系统。 2. 系统软件设计 该多路数据采集系统设计方案的软件主要包括单片机程序设计和LabVIEW程序设计两部分。 单片机程序设计：单片机程序设计主要实现对传感器模块的数据采集和数字信号的转换，然后通过串口通信将数据发送
给计算机。首先，通过单片机的GPIO口读取传感器模块采集 的信号，然后使用AD转换器将模拟信号转换为数字信号，最 后通过串口通信将采集到的数据发送给计算机。 LabVIEW程序设计：LabVIEW程序设计则主要用于接收串 口传输的数据，并进行数据处理和显示。在LabVIEW中，可以使用串口通信工具箱来进行串口通信的设置。通过设置串口参数和接收数据的方式，可以实时接收并显示采集到的数据。同时，LabVIEW也提供了数据处理和分析的功能，可以对采集到 的数据进行滤波、变换、绘图等操作。 3. 系统实施与应用 在实际应用中，可以根据具体需求对系统进行扩展和优化。例如，可以增加ADC模块以支持更多的传感器接入；可以使用无线方式实现数据传输，提高系统的灵活性和可移动性；还可以使用LabVIEW的虚拟仪器技术，实现对系统的远程监控和控制。 多路数据采集系统的应用非常广泛。在工业控制领域，可以使用该系统进行温度、湿度、压力等参数的实时监测和控制。在物联网领域，可以使用该系统进行环境数据的采集和传输，制定相应的控制策略。在仪器仪表及自动化领域，可以使用该系统进行实验数据的采集和处理，提高实验效率并降低人力成本。 综上所述，基于单片机和LabVIEW的多路数据采集系统设计方案能够灵活应用于各个领域的数据采集需求。通过该系统的实施与应用，可以实现数据自动化采集、实时监测和远程控制，为科研和生产提供强有力的支持 综合单片机和LabVIEW的多路数据采集系统设计方案，可以满足各个领域的数据采集需求。该系统具有灵活性和可扩展
基于单片机的高分辨率多通道数据采集系统 随着科学技术的不断发展，数据采集系统在各个领域的应用变得越来越广泛。基于单片机的高分辨率多通道数据采集系统因其可靠稳定、成本低廉、易于集成和扩展等优势，已成为各种数据采集系统中最受欢迎的选择之一。本文将介绍基于单片机的高分辨率多通道数据采集系统的设计原理、硬件和软件实现以及应用前景。 一、设计原理 1.1 数据采集系统的基本原理 数据采集系统是将模拟信号转换成数字信号并存储起来的系统。它由信号采集模块、数据处理模块和数据存储模块组成。信号采集模块负责将模拟信号转换成数字信号，数据处理模块对采集到的数据进行处理，数据存储模块将处理过的数据存储起来。 基于单片机的高分辨率多通道数据采集系统通常采用模数转换器（ADC）将模拟信号转换成数字信号，然后通过串行或并行接口将数字信号传输到单片机中进行处理，最后将处理好的数据存储到存储器中。系统一般会采用多路复用器将多个模拟信号输入到ADC中进行采集，实现多通道数据采集。 二、硬件实现 2.1 系统框图 基于单片机的高分辨率多通道数据采集系统的硬件主要包括模拟信号采集模块、ADC 模块、单片机、存储器和数据通信接口。 2.2 主要组成部分 （1）模拟信号采集模块 模拟信号采集模块一般由多路复用器和滤波电路组成，用于将要采集的模拟信号输入到ADC中进行采集。多路复用器用于将多个模拟信号输入到ADC中，滤波电路用于对采集到的模拟信号进行滤波，以确保采集到的信号质量。 （2）ADC模块 ADC模块负责将采集到的模拟信号转换成数字信号，并通过串行或并行接口传输给单片机。ADC模块的性能将直接影响系统的精度和速度，因此在设计时需要根据实际需求选用合适的ADC模块。 （3）单片机
基于单片机实现数据采集的设计
摘要：本论文的目的就是设计实现一个具有一定实用性的实时数据采集系统。本文介绍了基于单片机的数据采集的硬件设计和软件设计。数据采集系统是模拟域与数字域之间必不可少的纽带，它的存在具有非常重要的作用。数据采集与通信控制采用了模块化的设计，数据采集与通信控制采用了单片机AT89C51 来实现，硬件部分是以单片机为核心，还包括A/D 模数转换模块，显示模块，和串行接口电路。本系统能够对8 路模拟量，8 路开关量和1 路脉冲量进行数据采集。被测数据通过TLC0838 进行模数转换，实现对采集到的数据进行模拟量到数字量的转换，并将转换后的数据通过串行口MAX232 传输到上位机，由上位机负责数据的接受、处理和显示，并用LCD 显示器来显示所采集的结果。对脉冲量进行采集时，通过施密特触发器进行整形后再送入单片机。本文对数据采集系统、模数转换系统、数据显示、数据通信等程序进行了设计。 关键词：数据采集AT89C51 单片机TLC0838 MAX232 TP274 ：A ：1003-9082 （2017） 02-0298-01 前言 数据采集，又称数据获取，是利用一种装置，从系统外部采集数据并输入到系统内部的一个接口。数据采集技术广泛应用在各个领域。近年来，数据采集及其应用受到了人们越来越广泛的关注，数据采集系统也有了迅速的发展，它可以广泛的应用于各种领域。本文设计的数据采集系统，它的主要功能是完成数据采集、处理、显示、控制以及与PC 机之间的通信等。在该系统中需要将模拟量转换为数据量，而A/D 是将模拟量转换为数字量的器件，他需要考虑的指标有：分辨率、转换时间、转换误差等等。而单片机是该系统的基本的微处理系统，它完成数据读取、处理及逻辑控制，数据传输等一系列的任务。本系统对数据采集系统体系结构及功能进行分析，设计并实现采用单片机为核心，扩展电源电路、复位电路、LCD 接口电路等，并配有标准RS-232 串行通信接口。系统软件采用C 语言编写，软件设计采用模块化结构数据采集系统。数据采集系统需采用硬件和软件方面的抗干扰措施。 一、系统主要功能 本系统对8 路模拟信号，8 路开关信号和1 路脉冲信号进行采集并处理，系统设计了2 个按键，当按键1 按下时，系统开始工作，采集数据，当按键2 按下时，系统检查是否通过RS-232 连接PC 机，若连接成功，则执行传输命令，把所采集的数据送入PC 机进行处理。 二、单片机与PC 机相连结构
多路数据采集系统毕业设计 第一章绪论 1.1课题研究背景和意义 数据采集是指将位移、流量、温度、压力等模拟量采集、转换成数字量后,再由计算机进行存储、处理、显示或打印。数据采集技术是信息科学的一个重要组成部分,信号处理技术、计算机技术,传感器技术是现代检测技术的基础。数据采集技术则正是这些技术的先导,也是信息进行可靠传输,正确处理的基础。在工业生产中,对生产现场的工艺参数进行采集、监视和记录,这样能提高产品的质量、降低成本。在科学实验中,对应用数据进行实时采集,这样获得大量的动态信息,是研究物理过程动态变化的有效手段,也是获取科学奥秘的重要手段之一。 设计数据采集系统目的,就是把传感器输出的模拟信号转换成计算机能识别的数字信号,并把数字信号送入计算机,计算机将计算得到的数据加以利用观察,这样就实现对某些物理量的监视, 数据采集系统性能的好坏,取决于它的精度和速度,在精度保证的条件下提高采样速度,满足实时采集、实时处理和实时控制的要求[1]。 数据采集常用的方式有在PC机,也可以在工控机内安装数据采集卡,如RS-422卡、RS-485卡及A/D卡;或专门的采集设备,包括PCI、PXI、PCMCIA、USB,无线以及火线FireWire接口等,可用于台式PC机、便携式电脑以及联网的应用系统中[2]。数据采集系统起始于20世纪50年代,1956年美国首先研究了用在军事上的测试系统,目标是测试中不依靠相关的测试文件,由非成熟人员进行操
作,并且测试任务是测试设备高速自动完成的。近年来,数据采集及应用受到了人们越来越广泛的关注,数据采集系统也有了迅速的发展,数据采集系统也朝着微型化、小型化、便携式,低电压、低功耗发展。当前市场出售的小型数据采集器相当于一个功能齐全计算机。这些数据采集器功能强大,能够实现实时数据采集、处理的自动化设备。具备实时采集、自动存储、即时显示、即时反馈、自动处理、自动传输功能[;不仅能保证现场数据的实时性、真实性、有效性、可用性,而且能很方便输入计算机,应用在各个领域。所以根据当前数据采集发展的实际需求,研制开发符合生产需要的多功能智能化的数据采集器意义重大。 1.2 国内外数据采集研究现状与问题 1.2.1 国外信号采集系统研究的现状与问题 数据采集系统它起始于20世纪中期,在过去的几十年里,随着信息领域各种技术的发展,在数据采集方面的技术也取得了长足的进步,采集数据的信息化是目前社会的发展主流方向。数据采集系统应用于工业、农业等各个领域,并广泛应用于工业生产的控制,国内外许多技术公司和科研单位都在积极研制,国外的数据采集器的研制已经相当成熟,而且种类不断增多,性能越来越好,功能越来越强大。目前国外许多科研单位和技术公司都在积极研制便携式数据采集系统。市场上较早出现的具有代表性的万次/S。主要有:美国PASCO公司生产的"科学工作室”是将数据采集应用于物理实验的崭新系统,它由3个部分组成:(1)传感器:利用先进的传感技术和实时采集技术可实时采集物理实验中各物理量的数据;(2)计算机接口:将来自传感器的数据信号输入计算机,采样速率最高为25万次/S;(3)软件:中文及英文的应用软件。还有美国Fluke公司生产的Hydra系列便携式数据采集器:Hydra系列有三种型号,可满足不同的应用需要。2620A
基于单片机的多路数据采集系统设计 摘要 数据采集是指从带有模拟、数字被测单元的传感器或者其他设备中对非电量或电量信号进行自动采集，再送到上位机中进行分析和处理。 近年来，众人时刻关注着数据采集及其应用的发展和市场形势。广大人们的关注使得数据采集系统的发展有了质的飞跃，它被广泛用于各种数字市场。 本文介绍了数据采集的相关概念和基本原理，设计了基于STM32F407的多路数据采集系统的硬件和软件的实现方法及实现过程，并经过调试完成其主要功能和主要技术指标。 硬件部分包括：主控电路、信号采集处理电路、TFT液晶显示电路、SD 卡存储电路、串口通讯电路。实现过程是以STM32F407为控制核心，通过模数转换器，实时对输入信号进行采样，得到一串数据流，通过控制器的处理实现数据的采集和显示。 软件部分包括：信号采集分析算法、嵌入式操作系统移植、UC-GUI人机交互界面设计、文件管理系统移植。主要实现了对采集数据的存储和分析，频率和幅值的计算，液晶屏的控制和界面显示。程序是在keil uVision的集成开发环境中用C语言写成的，编程具有模块化的特点，因此可读性比较高，维护成本较低。 最后，用Altium designer（DXP）设计了数据采集系统的原理图，并制作了PCB电路板。在实验室里制作了数据采集系统并进行了系统调试，经过调试，达到了所应该实现的功能和技术指标。 关键词：多路数据采集，STM32F407，液晶显示
MULTI-CHANNEL DATA ACQUISITION SYSTEM BASED ON SINGLE CHIP DESIGN ABSTRACT Data acquisition is the automatic acquisition of non electric or electric quantity signals from sensors and other devices, such as analog and digital. In recent years, data acquisition and its application has gradually become the focus of attention. Therefore, the data acquisition system has been rapid development, it is widely used in various fields. The software part includes: signal acquisition and the embedded operating system transplant, UC-GUI man-machine interface design. Mainly realizes the storage and analysis of the collected data, calculate the frequency and am plitude of the LCD screen display and control interface. The program is written by C language in the integrated development environment KEIL uVision and modular programming makes the program readable and easy maintenance features Finally, using designer Altium to design and manufacture the digital oscilloscope circuit board PCB. In the laboratory, the digital oscilloscope has been made and the system has been debugged. After debugging, it has achieved the function and technical index that should be realized. KEY WORDS： Multi-channel data acquisition，STM32F407，liquid-crystal display
基于单片机的数据采集系统设计与实现 摘要:在农业生产、工业控制、航空航海等领域需要进行大量的数据采集，数据采集系统是模拟域与数字领域之间必不可少的纽带，设计和开发出一种实时性、准确性较高，同时低成本和低功耗的数据采集系统有着非常重要的意义。本文以C8051F005单片机为核心，硬件还包括A/D模数转换模块、显示模块和串行接口模块设计出来的一款实时数据采集系统。该系统采用USB供电，在固定的时间段内采集系统通过A/D转换器对实时数据进行采集，采集到的数据传输到单片机进行处理，处理后的数据通过数字显示器显示出来，同时处理后的数据也会被保存到储存器。 关键词：数据采集；C8051F005单片机；A/D数模；USB接口 Abstract:In the fields of agricultural production, industrial control, aviation and navigation, a large amount of data collection is required.The data collection system is an indispensable link between the simulation domain and the digital domain. It is important to design and develop a data acquisition system with high real time and accuracy, low cost and low power consumption.This paper based on C8051F005 MCU as the core,and a real - time data acquisition system including A/D module, display module and serial interface module. The system is powered by USB. In a fixed time, the acquisition system collects real-time data through A/D converter, and the collected data is transmitted to a single chip computer for processing, the processed data will display through digital display and store in the storage at the same time. Key words: data acquisition; C8051F005 microcontroller; A/D digital mode; USB interface
单片机原理及系统课程设计 专业：自动化 班级：自动化 姓名: 学号： 指导教师： 2015年12月29日
基于单片机的多路数据采集 1 引言 通过一个学期的学习，我认为要学好单片机这门课程，不仅要认真学习课本知识，更重要的是要学会通过实践巩固学到的知识，本次课设中我们设计制作的题目是基于单片机的多路数据采集系统设计。 1.1 设计背景 随着时代的进步和发展，单片机技术已经普及到我们生活，工作，科研，各个领域，已经成为一种比较成熟的技术,本文将介绍一种基于单片机控制的数据采集。本设计使用简便，功能丰富。 本设计控制芯片采用的是STC89C51，AD转换采用ADC0809芯片，显示采用的是四位共阴极数码管。 关键字：STC89C51、ADC0809、8路电压采集。 2.1 系统设计方案 在电量的测量中，电压、电流和频率是最基本的三个被测量，其中电压量的测量最为经常。而且随着电子技术的发展，更是经常需要测量高精度的电压，所以数字电压表就成为一种必不可少的测量仪器。 本次设计主要由三个模块组成：A/D转换模块，数据处理模块及显示模块。A/D转换主要由芯片ADC0809来完成，它负责把采集到的模拟量转换为相应的数字量在传送到数据处理模块。数据处理则由芯片STC89C51来完成，其负责把
ADC0809传送来的数字量经过一定的数据处理，产生相应的显示码送到显示模块进行显示；此外它还控制着ADC0809芯片工作。 2.2 总体设计方案 8路电压输入AD转换51 单 片 机 按键切换 电压显示 蜂鸣器 8路led灯 图1 系统原理总框图 3硬件设计 3.1晶振电路 晶体振荡器，简称晶振，它可以等效成一个电容和一个电阻并联再串联一个电容的二端网络。晶振有一个重要的参数，那就是负载电容值，选择与负载电容值相等的并联电容，就可以得到晶振标称的谐振频率。 图2 晶振电路 3.2P0口上拉电阻 图3九排上拉电阻
LabView与单片机通信设计 LabView是一种基于图形化编程语言的开发环境，广泛应用于测试、测量和自动化控制领域。单片机则是一种微型计算机，具有高性能、低功耗、高可靠性等特点，广泛应用于嵌入式系统开发。在许多应用中，我们需要将LabView与单片机进行通信，以实现数据的传输和控制。本文将介绍LabView与单片机通信设计的方法和步骤。 一、选择通信接口 LabView与单片机通信需要选择合适的通信接口。常用的通信接口包括串口、并口、USB接口等。其中，串口通信是一种较为常用的方式，具有传输距离远、抗干扰能力强、接口简单等特点。在选择通信接口时，需要根据实际需求选择合适的通信接口。 二、配置单片机通信参数 在选择通信接口后，需要对单片机通信参数进行配置。具体包括设置波特率、数据位、停止位、校验位等参数。这些参数的设置需要与LabView中设置的参数保持一致，以确保通信的稳定性。 三、编写LabView程序
在配置好单片机通信参数后，需要编写LabView程序实现与单片机的通信。LabView提供了多种与单片机通信的库和驱动程序，可以根据实际需求选择合适的库和驱动程序。在编写程序时，需要注意数据类型的转换和协议的实现，以确保数据的正确性和可靠性。 四、调试和测试 完成程序编写后，需要进行调试和测试。首先需要进行硬件连接，将LabView与单片机进行连接。然后进行程序调试，检查程序是否存在错误或漏洞。最后进行测试，检查程序是否能够正确地与单片机进行通信，并实现所需的功能。 LabView与单片机通信设计需要选择合适的通信接口和参数配置，并编写合适的LabView程序来实现数据的传输和控制。在调试和测试过程中需要认真检查硬件连接、程序调试和功能测试等方面的问题以确保最终的通信质量和稳定性。 在当今的工程技术领域中，串行通信是一种常用的数据传输方式。它通过串行地传输数据一位一位地顺序传输，大大简化了数据传输的复杂性。在单片机通信中，串口通信是最常用的一种通信方式。而在今天，我们将重点介绍如何使用LabVIEW来进行单片机串口通信设计。