基于ＦＰＧＡ的一种新型８通道数据采集系统
王顺利１，一，戴明１，孙丽娜１，李波３，李志强１
（１‘．中国科学院长春光学精密机械与物理研究所，吉林长春１３００３３；
２．中国科学院研究生院，北京１０００３９；
３．海军驻长春地区航空军代表室，吉林长春１３００３３）
木
摘要：以ＦＰＧＡ为核心控制模块，搭载ＭＡＸｌ３００为数据采集模块，完成８通道、１６位精度数据采集系统。采集数据在ＦＰＧＡ内部储存，ＤＳＰ在适当时刻对其进行读取以完成伺服控制工作。针对以往数据采集系统的局限，ＦＰＧＡ内部对所采集数据进行预处理，减轻了ＣＰＵ数据处理强度和负担。详细介绍了各芯片硬件电路设计，给出ＦＰＧＡ内部各功能模块逻辑图。
关键词：数据采集；ＦＰＧＡ；ＤＳＰ
中图分类号：ＴＰ２７４＋．２文献标示码：Ａ
Ａｎｅｗｔｙｐｅｏｆ８一ｃｈａｎｎｅｌｄａｔａａｃｑｕｉｓｉｔｉｏｎｓｙｓｔｅｍｂａｓｅｄｏｎＦＰＧＡ
ＷＡＮＧＳｈｕｎＬｉｌ”，ＤＡＩＭｉｎ９１，ＳＵＮＵＮａｌ，ＵＢ０３，ＬＩＺｈｉＱｊａｎ９１（１．ＣｈａｎｇｃｈｕｎＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆ０ｐｔｉｃｓ，ＦｉｎｅＭｅｃｈａｎｉｃｓａｎｄＰ｝ｌｙｓｉｃｓ，ＣｈｉｎｅｓｅＡｃａｄｅｍｙｏｆｓｃｉｅｎｃｅｓ，Ｃｈ舳ｇｃｈｕｎ１３００３３，Ｃｈｉｎａ；
２．ＧｆａｄｕａｔｅＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＣｈｉｎｅｓｅＡｃａｄｅｍｙｏｆｓｃｉｅｎｃｅｓ，ＢｅｉｊｉｒＩｇ１０００３９，Ｃｈｉｎａ）
３。ｒ１１１ｅＡｉｒＦｏｒｃｅＲｅｐｒｅｓｅｎｔｉｖｅ０ｍｃｅｏｆｔｈｅＮａｖｙＳ诅ｔｉｏｎｅｄｉｎＣｈａｎｇｃｈｕｎＡｒｅａ，Ｃｈａｎｇｃｈｕｎ１３００３３，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔ旧烈：ＡｄｏｐｔｉｌｌｇＦＰＧＡａｓｋｅｍｅｌｃｏｎｔｍＵｉｎｇｍｏｄｕｌｅａｎｄＭＡＸｌ３００鹊ｄａ诅舵ｑｕｉｓｉｔｉｏｎｍｏｄｕｌｅ，ａｎｅｗｄａ诅ａｃｑｕｉｓｉｔｉｏｎｓｙｓｔｅｍｉｓｄｅｓｃｒｉｂｅｄ．Ｔ１ｌｅｓｙｓｔｅｍａｃｈｉｅｖｅｓ
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Ｋ钾ｗｏｒｄｓ：ｄａｔａａｃｑｕｉｓｉｌｔｉｏｎ；ＦＰＧＡ；ＤＳＰ
数据采集是通过采样电路将输入的模拟信号转换成离散信号，并送入ＣＰｕ进行处理，已经广泛应用在现代工业控制的各个方面。数据采集的速度和精度，很大程度上影响到整个系统的工作能力。常用数据采集方案是以ＭｃＵ或者ＤＳＰ为核心，控制数据采集并对数据进行相应处理，Ａ／Ｄ转换器的启动、通道选择、数据传输和读取均依靠软件编程来实现。由于受ＭＣＵ或者ＤＳＰ执行指令时间的限制，这种采集方案的速率和效率较低，难以适应各种高速信号采集的需要，另外，各种复杂系统中，ＣＰＵ要协调各外围设备工作时序，收发指令。同时还要完成各种控制算法。若采集数据量较大，占用大量ＣＰＵ资源，限制ＣＰＵ工作能力，则会大大降低整个系统的工作效率。
‘基金项目：８６３计划地球观测与导航技术领域重点项目（Ｎ０．２００８ＡＡｌ２１８０３）《电子技术应用》２００９年第１ｌ期
本文针对应用于伺服控制系统的８通道数据采集方案进行设计，依靠ＦＰＧＡ硬件完成数据采集时序控制以及数据的预处理过程，将处理后的数据输送给ＣＰＵ，使ＣＰＵ有足够的资源完成伺服算法。由于ＦＰＧＡ运行速度快，能够保证数据采集的实时性和准确性。
系统硬件设计如图１所示。
数字信号Ｊ数字信号鬯砸乎！：篓二削篓兰
图ｌ数据采集系统设计示意图
１硬件电路设计
１．１Ａ／Ｄ转换电路设计
本设计采用ＭＡＸＩＭ公司的８通道ＭＡＸｌ３００芯片。
７９
万方数据
该Ａ／Ｄ转换芯片最大可支持１１５ｋＳ／ｓ采样速率，以及最大±１２Ｖ单端电压输入以及±２４Ｖ差分电压输入，同时由于其比普通Ａ／Ｄ转换芯片具有更高的精度（１６位数据输出），而且体积小、使用方便、适合使用在各项指标严格的伺服系统中。图２为ＭＡＸｌ３００硬件设计图。
ＭＡＸｌ３００外围电路较其他Ａ／Ｄ芯片更为简单，支持三种总线方式与ＣＰＵ连接：ＳＰＩ方式、ＱＳＰＩ方式、ＭＩＣＲＯｗｌＲＥ方式。图２中ＭＡＸｌ３００与ＦＰＧＡ连接只使用了ＣＳ、ＤＩＮ、ＳＣＬＫ、ＤＯＵＴ四个引脚，不占用数据总线，这在一定程度上节约了电路板面积，减少了硬件电路设计的难度。ＣＨＯ—ＣＨ７为模拟电压输入通道，ＡＶＤＤｌ—２为模拟电压端，ＤＶＤＤ为数字电压端，ＡＧＮＤｌ～ＡＧＮＤ３为模拟地，ＤＧＮＤ与ＤＧＮＤ０为数字地。ＤＶＤＤＯ为１０口电压，根据ＭＡＸｌ３００连接器件１０电压不同，ＤＶＤＤ０选择不同电压值，支持范围２．７—５．２５Ｖ，ＦＰＧＡ选用ＡＬｌｌＥＲＡ公司ＣＹＣＬＯＮＥ系列ＥＰｌＣ６Ｑ２４０Ｃ６，１０电压为３．３Ｖ，所以ＤＶＤＤＯ接３．３Ｖ电压。ＲＥＦ和ＲＥＦＣＡＰ为参考电压输入接口，器件内部有４．０９６Ｖ电压参考，使用内部电压参考时。ＲＥＦ与ＲＥ．ＦＣＡＰ分别接ｌ斗Ｆ和Ｏ．１斗Ｆ电容接地。ＭＡＸｌ３００支持三种采样模式：ｅｘｔｅｍａｌｃ１０ｃｋｍｏｄｅ、ｅｘｔｅｍａｌａｃｑｕｉｓｉｔｉｏｎｍｏｄｅ和ｉｎｔｅｍａｌｃｌｏｃｋｍｏｄｅ，其中ｅｘｔｅｍａｌｃｌｏｃｋｍｏｄｅ支持到最高采样速率１１５ｋＳ／ｓ，该模式下ＳＳＴＲＢ引脚闲置，可以悬空。
＝
ＡＧｈｊＤ
图２ＭＡＸｌ３００硬件设计图示
ＣＳ引脚为片选引脚，芯片所有输入输出操作只有在ＣＳ为低电平时才有效。ＤｌＮ引脚为ＭＡｘｌ３００数据输入引脚，用于对芯片进行相应配置（工作时钟方式，电压范围）。ＤＯＵＴ为数据输出，用于输出转换后的数字信号。ＳＣＬＫ为时钟输入引脚。进行采集时，ＤＩＮ引脚在ＣＳ变低后的第一个高电平认为是数据的起始位，随后数据选择采集通道，数据在每个ＳｃＬＫ时钟的上升沿进入ＭＡｘｌ３００。从第１６个时钟开始，转换后的数据在每个ＳｃＬＫ的下降沿经ＤＯＵＴ引脚输出。
１．２ＣＰＵ硬件电路设计
此系统主要应用为伺服控制，ＣＰＵ选用１’Ｉ公司控８０欢迎网上投稿ｗｗｗ．ｃｈｉｎａａｅｔ．ｃｏｍ制类专用ＤＳＰ芯片ＴＭＳ３２０２８３３５。ＴＭＳ３２０２８３３５为新型浮点运算ＣＰＵ，支持最高１５０ＭＨｚ工作频率，较之以往的ＭＣＵ或控制类ＤＳＰ芯片具有显著优势。其硬件设计如图３所示。
Ｄ１５～Ｄ０Ｄ１５～ＤＯＶＤＤｌ０
Ａ２一Ａ０Ａ２一ＡＯ
ＥＰｌＣ６ｃｓ裟８３３５
ＣＳ
Ｑ２４０Ｃ６
ＲＤＲＤ
ＳＴＡＲＴＷＲＶⅡＪ
图３ＦＰＧＡ与ＤＳＰ硬件连接图
３．３Ｖ
ＧＮＤ
１．９Ｖ
鉴于ＭＡＸｌ３００经ＦＰＧＡ后输出为８路１６位数据，因此ＣＰＵ只使用Ｄ１５～Ｄ０共１６位数据线以及Ａ２～ＡＯ共３位地址线（经ＦＰＧＡ内部译码为８路地址）。ＣＳ为ＴＭＳ３２０２８３３５外部接口片选信号，无操作时保持为高电平，当对外部地址操作时，ＣＳ变低。ＲＤ为外部接口读使能信号，ＷＲ为外部接口写使能信号，均在对外部地址操作时变低。Ｖ叩为ＴＭＳ３２０２８３３５内核电压要求为标准１．９Ｖ，ＶＤＤｌ０为ＩＯ电压，３．３Ｖ，与ＦＰＧＡ的１０接口电压保持一致。ｗＲ信号变低时，ＴＭＳ３２０２８３３５将通道地址和ＭＡＸｌ３００配置数据写入ＦＰＧＡ，同时启动ＭＡＸｌ３００进行数据采集。ＲＤ信号变低时，表示ＤＳＰ从ＦＰＧＡ读取采集完毕的数据。
ＴＭＳ３２０２８３３５需要完成伺服系统主要的伺服算法工作，其根据算法需要，在适当时刻通过ＦＰＧＡ启动ＭＡＸｌ３００，ＣＳ变低，ＷＲ变低，数据线和地址线信息写入ＦＰＧＡ，启动ＭＡＸｌ３００采集数据。当采集工作完成后，对数据进行读取，ＣＳ变低，ＲＤ变低，从ＦＰＧＡ读取数据进行处理，完成伺服算法。
２ＦＰＧＡ时序控制
ＭＡＸｌ３００正常工作需要３２个工作时钟，而普通ＭＣＵ或ＤＳＰ芯片ＳＰＩ通信端口最大支持１６个工作时钟，使用起来很不方便，因此实际工作中采用ＦＰＧＡ控制ＭＡＸｌ３００的工作时序及数据采集，ＤＳＰ读取ＭＡＸｌ３００采集并经ＦＰＧＡ处理后的数据。ＦＰＧＡ内部时序设计如图４所示。
如图４所示，ＦＰＧＡ时序设计主要由数据发送模块ＴＲＡＮＳＭＩＴ、数据接收模块ＲＥＣＥＩＶＥ、数据处理模块ＰＲＯＣＥＳＳ、Ａ，Ｄ采集控制模块ＡＤ—ＣＯＮＴＲＯＬ以及存储ＦＩＦＯ组成。
实际采集中，ＡＤ—ＣＯＮＴＲＯＬ模块按ＤＳＰ要求控制ＭＡｘｌ３００时序工作。需要采集数据时，ｓＴＡＲＴ信号变低后（ＳＴＡＲＴ连接ＤＳＰ的ＷＲ信号），ＡＤ—ＣＯＮＴＲＯＬ读取ＴＭＳ３２０２８３３５数据线和地址线信息（地址线选择ＭＡＸｌ３００采集通道，数据线加载ＭＡＸｌ３００配置数据），并将相应数据ＡＤ—ＤＡＴＡ写入ＴＲＡＮＳＭＩＴ模块（配置ＭＡＸｌ３００，选择采集通道）。随后ＡＤＣＳ信号变低，同时
《电子技术应用》２００９年第１１期
万方数据
ＴＭＳ３２０２８３３５
输入
图４ＦＰＧＡ设计框图
ＳＣＬＫ时钟开始工作，ＴＲＡＮＳＭＩＴ模块在ＳＣＬＫ时钟作用
下将数据由ＡＤＯＵＴ引脚按位输出。在采集数据之前先
对ＭＡｘｌ３００进行配置，选择电压范围以及时钟工作模
式。随后Ａ瞳ＣＯＮＴＲＯＬ连续输出３２个工作时钟，在前
１６个时钟选择数据采集通道，后１６个时钟接收
ＭＡＸｌ３００输出数据。ＡＤ—ＣＯＮＴＲＯＬ模块根据地址线高低
电平产生通道选择信号ＣＨＡＮＮＥＬ，同时产生内部ＦＩＦＯ
工作时钟ＦＩＦＯＣＬＫ，控制存储ＦＩＦＯ的读写。
从第１７个工作时钟开始，在每个时钟的下降沿
ＭＡｘｌ３００输出Ａ／Ｄ转换后的数据。数据接收模块ＲＥ－
ＣＥＩＶＥ在ＳＣＬＫ时钟作用下对数据接收。接收机制采用
通用ＵＡＲＴ设计机理，用１６倍ＳＣＬＫ的时钟ＲＤＣＬＫ对
每位数据进行１６次采样。若高电平采样次数超过１０
次，则认为为“１”，否则为“Ｏ”。当１６位数据接收完毕时，模块将其转换为并行数据输送给数据处理模块ＰＲＯＣＥＳＳ。
ＭＡＸｌ３００工作时序如图５所示。
为了防止Ａ／Ｄ数据采集过程中由于外界因素产生各种干扰（如尖峰于扰），采用类似于中值滤波的处理方法。设计中添加ＰＲＯＣＥＳＳ模块对数据进行处理。采集数据时，每个通道数据采样ｌＯ组，每组采样３次。将每一组的中值取出后求其平均值，作为此次采样数据的值。这样在一定程度上去除了外界因素对结果的影响，也为ＣＰＵ进行下一步滤波减轻了负担。ＰＲＯ—ＣＥＳＳ模块对数据处理后，ＦＩＦＯＣＳ信号不变低，根据ＡＤ—ＣＯＮＴＲＯＬ给出的ＣＨＡＮＮＥＬ信号，在ＦＩＦＯＣＬＫ时钟作用下将数据写入
对应的ＦｌＦ０中，每路数据对应一个ＦｌＦ０模块。
ＰＲＯＣＥＳＳ模块处理后的数据存储在相应ＦＩＦＯ中，
ＴＭＳ３２０２８３３５在适当时刻进行读取。读取数据时，ＣＳ和
ＲＤ信号变低，ＦＰＧＡ根据地址线Ａ２一Ａ０，内部通过译码
产生ＲＤＣＳｌ、ＲＤＣＳ２等信号（内部译码部分图５中未标
出），从相应ＦＩＦＯ读取相应通道的采集数据。
本文提出一种新型８通道数据采集系统，适合应用
在高精度伺服控制系统中。详细介绍了Ａ，Ｄ转换模块
和ＣＰＵ硬件设计电路，采用ＦＰＧＡ完成整个电路时序控
制工作。同时，在ＦＰＧＡ内部设置数据预处理模块，对所
采集数据进行前置处理，减轻ＣＰＵ负担，加大其数据处
理的能力。经实际工作测试，该设计很好地完成８通道、
１６位数据采集处理工作，达到系统指标要求。
Ｄ巡匿丑巫巫皿：：
Ｉｌ
图５ＭＡＸｌ３００工作时序
参考文献
［１】ＡＳＨＥＮＤＥＮＰＪ．ＶＨＤＬ设计指南【Ｍ】．北京：机械工业出版社，２００５．
［２】ＡｌｔｅｒａＣｏｒｐｏＥａｔｉｏｎ．ＣｙｃｌｏｎｅＤｅｖｉｃｅＨａｎｄｂｏｏｋ，Ｖｏｌｕｍｅｌ，２００８．５．
《电子技术应用》２００９年第１１期【３】韩西宁，许晖，焦留芳．基于ＦＰＧＡ的同步数据采集处理系统的设计与实现【Ｊ】．电子技术应用，２００９，３５（１）：
８９—９１．
（收稿日期：２００９—０６一１２）
８１
万方数据
基于FPGA的一种新型8通道数据采集系统
作者：王顺利， 戴明， 孙丽娜， 李波， 李志强
作者单位：王顺利(中国科学院长春光学精密机械与物理研究所,吉林,长春,130033;中国科学院研究生院,北京,100039)， 戴明,孙丽娜,李志强(中国科学院长春光学精密机械与物理研究所,吉林
,长春,130033)， 李波(海军驻长春地区航空军代表室,吉林,长春,130033)
刊名：
电子技术应用
英文刊名：APPLICATION OF ELECTRONIC TECHNIQUE
年，卷(期)：2009，35(11)
引用次数：0次
参考文献(3条)
1.ASHENDEN P J.VHDL设计指南[M].北京:机械工业出版社,2005.
2.Ahera Corporation.Cyclone Device Handbook,Volume 1,2008,5.《电子技术应用》2009年第11期
3.韩西宁,许晖,焦留芳.基于FPGA的同步数据采集处理系统的设计与实现[J].电子技术应用,2009,35(1):89-91.
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本文链接：https://www.doczj.com/doc/f94904860.html,/Periodical_dzjsyy200911043.aspx
下载时间：2010年4月9日
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。
课程设计(论文)任务书 信息工程学院物联网专业2014-2 班 一、课程设计(论文)题目基于Ucos 的多通道数据采集系统 二、课程设计(论文)工作自2017 年06 月26 日起至2017 年06 月30 日止。三、 课程设计(论文) 地点:嵌入式系统实验室 四、课程设计(论文)内容要求： 1.本课程设计的目的 （1）使学生掌握嵌入式开发板（实验箱）各功能模块的基本工作原理； （2）培养嵌入式系统的应用能力及嵌入式软件的开发能力； （3）使学生较熟练地应用嵌入式操作系统及其API 开发嵌入式应用软件； （4）培养学生分析、解决问题的能力； （5）提高学生的科技论文写作能力。 2.课程设计的任务及要求 1）基本要求： （1）分析所设计嵌入式软件系统中各功能模块的实现机制； （2）选用合适嵌入式操作系统及其API； （3）编码实现最终的嵌入式软件系统； （4）在实验箱上调试、测试并获得最终结果。 2）创新要求： 在基本要求达到后，可进行创新设计，如改善嵌入式软件实时性能；扩展嵌入式软件功能及改善其图形用户界面。 3）课程设计论文编写要求 （1）要按照书稿的规格打印誊写课程设计论文。 （2）论文包括目录、正文、小结、参考文献、谢辞、附录等（以上可作微调）。 （3）课程设计论文装订按学校的统一要求完成。 4)课程设计评分标准： （1）学习态度：20 分； （2）回答问题及系统演示：30 分 （3）课程设计报告书论文质量：50 分。 成绩评定实行优秀、良好、中等、及格和不及格五个等级。不及格者需重做。 5）参考文献： （1）罗蕾.《嵌入式实时操作系统及应用开发》北京航空航天大学出版社 （2）Jean https://www.doczj.com/doc/f94904860.html,brosse. 《嵌入式实时操作系统uC/OS-II》北京航空航天大学出版社 （3）王田苗.《嵌入式设计与开发实例》.北京航空航天大学出版社 （4）北京博创科技公司. 《嵌入式系统实验指导书》
智能手机终端的数据采集及分析系统 主要功能如下： 采集使用数据采集程序手机的手机号码：数据采集程序必须开通GPRS，实时传输采集数据及监听服务端指令；所以会有一定的数据量。为解决用户因GPRS传输采集数据产生的费用，所以记录用户的手机号码。 采集GPS信息：经纬度，时间，速度； 采集无线网络状况信息：GSM，GPRS网络情况； 获取的无线网络信息并附加GPS信息，帮助数据分析专家系统分析处理； 数据采集终端的主要功能如下： 实时诊断网络信息； 诊断分为空闲时诊断与使用时诊断； 空闲时诊断：根据运营商的相关规定设定网络异常指标；当手机处于空闲状态时，指定频率（秒）获取无线网络的基本参数，如CID，LAC，BSIC，BCCH，RxQuality，RxLevel，C/I，C/A,TxPower,TA,TS等；根据设定的异常指标来判断是否出现异常;如果出现异常则保存本次信息，并获取此时此地的GPS信息、本手机的手机号码一并发送至指定服务器，由“数据分析专家系统”分析处理。 发送数据内容：本手机的手机号码+无线网络基本参数+GPS信息； 数据格式：XML文件格式； 传输方式：使用GPRS进行数据传输； 使用时诊断：用户使用手机时，检测用户使用过程中无线网络的状况；如手机数据下载过程中，检测总的下载量，下载时间，是否下载成功，如果不正常则记录本次使用过程； 诊断项： 2通话：未接通、掉话、呼叫时延； 2短信（SMS），彩信（MMS）：是否发送或接受成功、发送或接受时间； 2GPRS Attach：Attach是否成功、Attach成功的时长PDP激活，PDP激活是否成功、激活成功的时长； 2WAP数据传输：WAP登陆测试；WAP登陆是否成功；WAP登陆成功时长； 2WAP刷新测试：WAP刷新是否成功；WAP刷新成功时长；
目：基于LabVIEW的多通道数据采集系统 2010 年 03 月 20 日 互联网会议PPT资料大全技术大会产品经理大会网络营销大会交互体验大会 毕业设计开题报告 1．结合毕业论文课题情况，根据所查阅的文献资料，撰写2000字左右的文献综述： 文献综述 1. 本课题的研究背景及意义 近年来，以计算机为中心、以网络为核心的网络化测控技术与网络化测控得到越来越多的应用，尤其是在航空航天等国防科技领域。网络化的测控系统大体上由两部分组成：测控终端与传输介质，随着个人计算机的高速发展，测控终端的位置原来越多的被个人计算机所占据。其中，软件系统是计算机系统的核心，设置是整个测控系统的灵魂，应用于测控领域的软件系统成为监控软件。传输介质组成的通信网络主要完成数据的通信与采集，这种数据采集系统是整个测控系统的主体，是完成测控任务的主力。因此，这种“监控软件-数据采集系统”构架的测控系统在很多领域得到了广泛的应用，并形成了一套完整的理论。 2. 本课题国内外研究现状 早期的测控系统采用大型仪表集中对各个重要设备的状态进行监控，通过操作盘进行集中式操作；而计算机系统是以计算机为主体，加上检测装置、执行机构与被控对象共同构成的整体。系统中的计算机实现生产过程的检测、监督和控制功能。由于通信协议的不开放，因此这种测控系统是一个自封闭系统，一般只能完成单一的测控功能，一般通过接口，如RS-232或GPIB接口可与本地计算机或其他仪器设备进行简单互联。随着科学技术的发展，在我国国防、通信、航空、气象、环境监测、制造等领域，要求测控和处理的信息量越来越大、速度越来越快。同时测控对象的空间位置日益分散，测控任务日益复杂，测控系统日益庞大，因此提出了测控现场化、远程化、网络化的要求。传统的单机仪器已远远不能适应大数量、高质量的信息采集要求，产生由计算机控制的测控系统，系统内单元通过各种总线互联，进行信息的传输。 网络化的测控技术兴起于国外，是在计算机网络技术、通信技术高速发展，以及对大容量分布的测控的大量需求背景下发展起来，主要分为以下几个阶段：第一阶段： 起始于20世纪70年代通用仪器总线的出现，GPIB实现了计算机与测控系统的首次 结合，使得测量仪器从独立的手工操作单台仪器开始总线计算机控制的多台仪器的测控系统。此阶段是网络化测控系统的雏形与起始阶段。第二阶段：
一、摘要 此系统主要以ADC0808和80C51为核心，进行实时数据采集，数据处理和显示，终端接收及存储。具体包括控制、显示、A/D转化器等。设计中用AD0808进行8路数据的采样，利用51单片机的串行口进行发送和接收数据。利用8个LCD 数码管进行显示数据处理。采用PROTEUS和Keil uvision3为开发工具，软件设计采用模块化编程 关键字：数据采集、ADC0808、双机通讯、IIC 二、前言 随着计算机技术的飞速发展，数据采集系统应用在多个领域中。数据采集时供、农业控制系统中十分重要的环节，在医药、化工、食品等领域中，往往需要随时检测各生产环节的温度、流量、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，将其在某一段时间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，以提高产品的合格率，产生良好的经济效益。 不仅如此，数据采集系统在我国高科技领域中也扮演着十分重要的地位。雷达的实时数据采集，航天飞机成功升空，通讯卫星的实时通报数据，这些高科技给国家人民的生活带来了便利。 因此数据采集是一项十分重要的技术。从严格意义上来讲，数据采集系统是用计算机控制的多路自动检测或巡回检测，并且能够对采集到的数据进行存储、计算、分析，以及从数据中提取可用的信息，供显示，记录、打印或描绘的系统。 数据采集系统通常由数据输入通道、数据处理、数据存储、数据显示、数据输出五个部分组成。输入通道实现对数据的检测并读取；数据转化是将采集到的数据进行适当的转化；以便输出人们易懂的数据；数据存储是对采集过来的数据进行存储；以防下次用到可以方便提取；数据显示便是将处理后的数据进行显示，让操作者可以方便读取采集到的信息，以便进行控制；数据输出就是将数据输送到打印机打印。 由于RS-485在微机远程通信接口中广泛采用，技术已经相当成熟，故采用标准RS-485标准，实现PC与单片机之间的数据传送（由于本次设计在PROTEUS系统中仿真，因此，略去接口RS-485）。 本设计中对多路采集系统做了基本的研究。此次试验主要解决的是怎样进行多路数据采集并如何通过串行口发送数据实现双机通讯的。 三、正文
安徽建筑工业大学 计算机控制技术 课程设计 课题名称8路数据采集及报警控制系统 系别电子与信息工程学院 专业电子信息工程 班级10城建电子（2）班 姓名邵磊 学号10205900235 指导老师严辉夏巍丁刚 时间2013年6月17日至 2013年6月30日
目录 一、总体设计： 1.1 设计思路 1.2 课题目的 二、方案论证： 2.1 A/D模数转换的选择 2.2 单片机的选择 2.3 按键选择 2.4 系统框图 三、硬件电路设计： 3.1 单片机介绍 3.2 ADC0809结构功能 3.3 ADC0809的工作时序 3.4 ADC0809工作过程 四、系统程序设计： 4.1 程序流程框图 4.2 主程序 五、结束语 六、附录
一、总体设计 1.1 设计思路 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：AT89C52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
实时数据采集系统项目解决方案
目录 1、背景 (2) 1. 1、引言 (2) 1．2、项目目标 (2) 2、应用系统体系结构 (3) 2.1、实时数据采集系统的原理构架 (3) 3、实时数据采集系统的主要功能….. .............................................................. .3 4、实时数据采集系统主要技术特征 (4) 4.1、数据传输方面 (5) 4.2、数据存储方面 (5) 4.3、历史数据 (5) 4.4、图形仿真技术 (5) 5、实时数据采集系统性能特征 (5) 5.1、数据具有实时性 (6) 5.2、数据具有稳定性 (6) 5.3、数据具有准确性 (6) 5.4、数据具有开放性 (6) 6、DCS及实时数据采集机连接说明 (6) 7、系统运行环境说明 (7) 7.1系统网络环境说明 (8) 7.2硬件环境说明 (8)
1、背景 1. 1、引言 随着国家大力推进走新型工业化道路，以信息化带动工业化，以工业化促进信息化。电力企业面临着日趋激烈的竞争。降低成本，提高生产效率，快速响应市场，是电力企业不断追求的目标。要实现上述目标，必须把企业经营生产中的各个环节，包括市场分析、经营决策、计划调度、过程监控、销售服务、资源管理等全部生产经营活动综合为一个有机的整体，实现综合信息集成，使企业在经营过程中保持柔性，因此，建立全厂统一的生产实时数据平台，就成了流程企业今后生产信息化的关键。 1．2、项目目标 “实时数据采集系统”是为生产过程进行实时综合优化服务信息系统提供数据基础。 企业信息化建设的关键问题是集成，即在获取生产流程所需全部信息的基础上，将分散的控制系统、生产调度系统和管理决策系统有机地 集成起来，不同业务和系统间能够实时的交换和共享数据。 ?建立统一的企业数据模型。 ?解决分期建设的不同应用系统、不同电厂之间彼此隔离、互不匹配、 互不共享的“信息孤岛”问题。 ?保证数据来源一致性，提高数据经过层层抽取之后的可信度。 ?汇总、分析和展示企业历史的业务数据。 ?企业管理层能够直接根据各个电厂的真实数据进行统计数据、分析 逐步钻取直到数据根源。 ?透明底层的数据，监督统计分析数据的准确性。
1 引言 数据采集是指将温度、压力、流量、位移等模拟量采集、转换成数字量后，再由计算机进行存储、处理、显示的过程。在生产过程中，可对生产现场的工艺参数进行采集、监视和记录，为提高产品的质量、降低成本提供信息和手段。本文设计了一套多路数据采集系统，实施采集多现场的温度参数，系统通过RS485总线将采集到的现场温度数据传输至上位机，上位机对采集到的数据进行显示、存储，从而达到现场监测与控制的目的。 2 设计目的和要求 设计一由微机控制的A/D数据采集和控制系统，该卡具有对八个通道上 0-5V的模拟电压进行采集的能力，且可以用程序选择装换通道，选择ADC0809 作为A/D转换芯片。 本设计包括确定控制任务、系统总体设计、硬件系统设计、软件程序的设计等，使学生进一步学习理解计算机控制系统的构成原理、接口电路与应用程序，巩固与综合专业基础知识和相关专业课程知识，提高学生运用理论知识解决实际问题的实践技能。 3 系统设计方案 1.八路模拟信号的产生 被测电压要求为0~5V的直流电压，可通过八个滑动变阻器调节产生。 2.模拟信号的采集 八路数据采集系统采用共享数据采集通道的结构形式，数据采集方式确定为程序控制数据采集。 3.A/D转换器的选取 八位逐次比较式A/D转换器 4.控制与显示方法的选择 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，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。 图3.1 总体设计图 4 硬件系统的设计 4.1芯片ADC0809的引脚功能和主要性能 ADC0809八位逐次逼近式A/D 转换器是一种单片CMOS 器件，包括8位模拟转换器、8通道转换开关和与微处理器兼容的控制逻辑。8路转换开关能直接联通8个单端模拟信号中的任意一个。 ADC0809的引脚图及51单片机引脚图： 图4.1 ADC0809管脚图及51单片机芯片管脚图 模拟输入通道1 ADC0808 单片机 LED 模拟输入通道2 模拟输入通道8
实习报告 课题：八路温度采集仪 日期：2015.8.3
目录： 一、实验目的 (3) 二、实验内容 (3) 三、实验步骤与结果 (3) 四、实验存在的问题 (14) 五、总结 (14) 六、附录（上位机、下位机） (14)
一、实验目的： 1、DXP与Labview软件的运用； 2、单片机编程的掌握； 3硬件的焊接与调试； 4、熟练运用和掌握原理图设计、PCB板的制作、元器件焊接与调试、虚拟仪器的使用。 二、实验内容： 运用单片机搭建一个小系统。此系统可以同时采集8路温度信息（由于硬件条件的限制，没人只有4个温度传感器，所以最后只能为四路温度采集），而此信息来自与8个DS18B20，同时循环显示于数码管。然后后期运用虚拟仪器Labview采集单片机所发送的温度信息进行处理，并形成完整的虚拟仪器。 三、实验步骤与结果: 1、原理图的设计 采集系统主要元器件介绍： STC89C52RC： STC89C52是STC公司生产的一种低功耗、高性能CMOS8位微控制器，具有8K 在系统可编程Flash存储器。STC89C52使用经典的MCS-51内核，但做了很多的改进使得芯片具有传统51单片机不具备的功能。在单芯片上，拥有灵巧的8 位CPU 和在系统可编程Flash，使得STC89C52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。具有以下标准功能： 8k字节Flash，512字节RAM， 32 位I/O 口线，看门狗定时器，内置4KB EEPROM，MAX810复位电路，3个16 位定时器/计数器，4个外部中断，一个7向量4级中断结构（兼容传统51的5向量2级中断结构），全双工串行口。另外 STC89X52 可降至0Hz 静态逻辑操作，支持2种软件可选择节电模式。空闲模式下，CPU 停止工作，允许RAM、定时器/计数器、串口、中断继续工作。掉电保护方式下，RAM内容被保存，振荡器被冻结，单片机一切工作停止，直到下一个中断或硬件复位为止。最高运作频率35MHz，6T/12T可选. 其I/O口、中断的运用可以参照89C51的任何类型。 DS18B20: DS18B20数字温度计是DALLAS公司生产的1－Wire，即单总线器件，具有
第一节系统整体结构 系统的整体组成结构是测量目标经过传感器模块后转换成电信号，在由信号调理模块对信号做简单的调理工作，例如，scc-sg04全桥应变调整模块，scc-td02模块，scc-rtd01热电偶热电阻制约模块等，将调理好的信号传送到数据采集模块中进行数据采集，然后在用软件进行特定的处理。在采集的过程中同时将数据保存到指定数据库里。如图4-1多通道数据采集系统硬件结构图所示。 图4-1 多通道数据采集系统硬件结构图 第二节数据采集系统的硬件设计 一、PC机 传统仪器很多情况完成某些任务必须借助复杂的硬件电路，而由于计算机数据具备极强的信号处理能力，可以替代这些复杂的硬件电路，这便是虚拟仪器最大的特点。数据采集系统能够正常运行的前提便是选择一个优良的计算机平台。由于数据采集功能器件通常工作在工业领域中，往往伴随着强烈的振动，噪声，电源线的干扰和电磁干扰等。为了保证记录仪正常的运行，设计系统时选定工业计算机。考虑到计算机平台的可靠运行工业计算机通常采取了抗干扰措施。另一方面的考虑是工业计算机通常具有很多类型的接口，这样有利于功能进一步的扩展。 二、传感器 传感器设备能接受到来自测量目标发来的信号，而且把接受到的讯息，通
过设定的变换比例将其改变成为电信号亦或其它形式，从而能够完成数据信号的处理、存储、显示、记录和控制等任务。传感器是系统进行检测与控制的第一步。 三、信号调理 经过传感器的信号大多是要经过信号调理才可以被数据采集设备所接收，调理设备能够对信号进行放大、隔离、滤波、激励、线性化等处理。由于不同类型的传感器各有不同的功能，除了考虑一些通用功能之外，还要依据不同传感器的性质和要求来实现特殊的信号调理功能。信号调理电路的通用功能由如下几个方面： （1）放大功能为了提高系统的分辨率以及降低噪声干扰，微弱信号必须要进行放大，从而使放大之后信号电压与模数转换的电压范围一致。信号在经过传感器之后便直接进入信号调理模进行调理，这样就不易受到外部环境的影响，从而使得信噪比进一步的改善。 （2）隔离功能隔离是指为了避免直接的电连接，通过光线、交互电源或变压等方法，使得数据信息在系统之间进行传递。使用隔离的原因：一是为了安全考虑；二是能够保证采集到的数据不会受到其它原因的影响。 （3）滤波滤波是为了保证测量的信号的纯洁性，滤去不需要的信号。大部分的信号调理模块具有一个低通滤波器是用来过滤噪声。通常还需要抗混叠滤波器，滤除信号中感兴趣的最高频率以上的所有频率的信号。 （4）激励功能信号调理模块能够为某些传感器提供激励信号，而且很多信号调理模块都提供有电流源和电压源以便给传感器提供激励。 （5）线性化大部分的传感器是测量信号的线性和非线性响应的结合，为了使传感器误差补偿，对输出信号的线性化是必要的。目前，该数据采集系统可以通过软件解决这个问题。 四、输入信号的类型 要知道信号采集到的数据集，这是因为信号的要求和系统性能的不同的测量是不同的，只有了解被测信号的性质，才可以准确地选择合适的采集系统。 一个任意的信号在时间上是一个物理量的变化。在一般情况下，信号携带的信息是非常广泛的，如：状态，率，水平，形式，频率等。根据信号运载信息的不同，可以将信号分为数字信号或模拟信号。其中数字信号包括脉冲信号和开关信号两种类型。模拟信号包括直流信号、时域信号、频域信号等。 （1）数字信号 第一类数字信号为开关量信号，如图4-2所示。一个开关信号携带信息信
《单片机数据采集控制系统》课程设计报告一、前言 通常是指有若干相互连接、相互作用的基本电路组成的具有特定功能的电 路整体。由于大规模集成电路和模拟-数字混合集成电路的大量出现，在单 个芯片上可能集成许多种不同种类的电路。 二、课程设计的目的和要求 2.1、课程设计的目的 运用模拟电子技术、数字电子技术、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。 2.2、课程设计要求 用8051单片机设计数据采集控制系统，基本要求如下： 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、采集数据可通过数码管显示，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、具有异常数据声音报警功能：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。（LED显示报警） 5、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 实验原理：从A/D 转换器入手，通过编程，实现硬件上的八路数据采集、采集数据显示、通过键盘设计采集、实现上下限的报警功能、八路顺序控制信号。 四、硬件设计 4.1各种芯片的功能、引脚、相应的命令控制字格式的介绍 1、MCS-51 芯片介绍：MCS-51系列单片机是美国Intel 公司开发的8位单片机又可以分为多个子系列。MCS-51 123456789101112131415403938373635343332313029282726P1.0P1.1P1.2P1.3P1.4P1.5P1.6P1.7RST INT0/P3.2INT1/P3.3V CC P0.0/AD 0P0.1/AD 1P0.2/AD 2P0.3/AD 3P0.4/AD 4P0.5/AD 5P0.6/AD 6P0.7/AD 7EA/V PP ALE/PROG PSEN P2.7/A 15P2.6/A 14P2.5/A 13803180518751 八路数据采集模块 显示模块 键盘模块 报警模块 八路顺序控制模块 8051单片机
目录 摘要 第１章引言 (3) 第２章研华ADAM模块简介 (4) 第2.1节 ADAM4017模拟量输入模块 (4) 第2.2节 ADAM-4520 隔离转换器 (4) 2.2.1 RS-232接口和RS-485接口 (5) 第3章监控组态软件概述 (7) 第3.1节组态与监控组态软件 (7) 第3.2节组态王6.5的介绍 (7) 3.2.1 组态王6.5的程序组成 (8) 3.2.2 组态王6.5变量和命令语言 (10) 第4章数据采集系统的总体结构 (12) 第4.1节数据采集系统的硬件结构 (12) 第4.2节数据采集系统的监控界面设计 (13) 4.2.1 通讯组态 (13) 4.2.2 画面组态 (19) 第5章结论 (24) 参考文献 (26) 致谢 (27)
摘要 文章介绍了以数据采集模块，通讯模块和监控组态软件为基础的多通道模拟量数据采集系统。系统采用研华ADAM40178通道A/D模块进行现场数据的采集，通过研华ADAM4520模块传输到计算机，利用组态王软件对数据进行分析处理,并实时显示数据。 本系统数据库技术、计算机图形接口技术于一体, 实现了系统的动态显示、报警、数据记录, 并提供友好的人机界面, 可靠性高、可维护性强。 关键词：数据采集系统；ADAM4017；ADAM4520；组态王软件 Abstract This article introduced a data acquisition system based on data acquisition module，communication module and monitoring and control configuration software.It use YanHua ADAM4017 PLC to make acquisition of those field data.Then we use YanHua ADAM4520 module to transmite to the computer making data processing and analysis with Kingview softwre and at the same time ，displaying the data. This system includes control technology，database technology and computer graphics interface technology，it achieves dynamic display and warning，data records. In addition，our system provides friendly man-machine interface with advantages such as high reliability and good maintainability. Keywords：data acquisition system，ADAM4017，ADAM4520，Kingview softwre
Saleae minilogic 24M 8CH 逻辑分析仪使用手册 MIRROROK QQ 4641452 https://www.doczj.com/doc/f94904860.html,/ite m.htm?id=12378862970
一、软件的安装 1，首先安装软件Logic Setup 1.1.4 (32-bit)，可从https://www.doczj.com/doc/f94904860.html,/downloads 下载，还有支持其他操作系统的软件版本，可选择对应的操作系统下载 2，选取安装的软件Logic Setup 1.1.4 (32-bit).exe，双击进行安装：
3.选择NEXT，进入下一步： 4.按照上图选择后，点击NEXT,出现下面界面
默认安装路径已经设置在C:\PROGRAM FILES\SALEAE LLC,不选的话按照默认的安装目录,此时选择NEXT;也可以设置自己设定的目录. 5.安装过程可能需要1-2分钟
6.安装完成后出现下面界面： 7.安装完毕之后启动一下我们可以到可以看到以下界面： 二、基本使用方法：
在没有连接MINILOGIC的时候软件处于模拟状态Simulation，此时可以进行软件的信号模拟； 2.1选取 Analyzers右侧的加号 + 如下图 提示增加一个协议分析 Add a protocol analyzer 2.2出现右侧一组协议分析类型共7种如下： CAN,I2C 1-WIRE ASYNC SERIAL,SPI,INI/O,I2S/PCM; 协议类型简介：请看附件选取I2C 协议类型，如下图 选择模拟I2C,出现分析设置界面： 选取默认设置，SDA信号模拟在通道0，SCL信号模拟在通道1，地址显示设置选用默认的。
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。
《数据采集系统》综合复习资料 填空题 1. 运算放大器构成的放大电路中输入阻抗最大的 放大器。 2. 跟随器在信号调理电路中的主要作用是 。 3. S/H的捕捉时间是指 。 4. A/D转换器常用的编码方式有 、 。 5. I/O端口的寻址方式包括 和 。 6. 舌簧继电器包括 、 两种类型。 7. 半导体式多路开关的特点是 。 8. 多路模拟开关的泄漏是指 。 9. 数据采集系统的发展趋势是、和。 10.某DA是一种10位芯片，其输出分辨率为 。 11．传感器的作用是
。 12．量化是指 。 13．VFC是 器件。 14．双积分A/D转换是基于 原理。 15．双积分A/D转换包括 、 、 三个阶段。 16．12位的量化器，满量程电压为10V，量化间隔为 ，最大 输出为 。 17．DAC的线性误差是指 。 18．某数据采集系统，有4路模拟量输入通道，每路信号最高频率可达50KHz，若要保证采样的信号不失真，则多路开关的切换速度至少为 Hz。 19．12位A/D，单极性应用，V FS=10V，对其调满度时，输入为 V，输出应在 至 之间变化。
20．放大器的零点偏移是指 。 21．测量放大器的特点有 、 、 。 22．某压力测量系统，要求压力测量范围为1Pa~10Pa，则所选A/D转换器的字长至少应为 位才能满足要求。 23．n位A/D转换器的最大输出为 。 24．某12位D/A，-5V—5V双极性应用，输出电压为4V时对应的输入数 字量为。 25．D/A转换器主要由、、数字量接口和电阻开关网络四部分构成。 26．电压比较器的作用是 。 27．基本比较电路包括 和 。 28．电气机械式式多路开关的特点是 。
8通道温度数据采集系统 一、设计题目与要求： 设计一个8通道温度数据采集系统，系统误差小于1%；其中4路测量范围0-200?C ，选用Pt100热电阻；另4路测量范围0-600?C ，选用K 分度热电偶。 二、设计过程： 1、画出系统组成框图； 2、完成硬、软件功能分配和完成芯片选型； （1）运算放大器采用单电源,低功耗,精密四运算放大器MAX479 （2）AD 转换芯片采用带有8位A/D 转换器、8路多路开关的ADC0809 （3）硬件主要的功能是把采集到的温度信号转换成电信号，再经过运算放大器放大信号，传递给AD 转换芯片把模拟信号转换成数字信号，最后传给单片机处理信号并显示温度。 （4）软件主要的功能是对ADC0809 AD 转换芯片控制读取数据，读到单片机里对数据的处理转换成对应的温度值并显示。 3、ADC0809原理和应用： ADC0809由一个8路模拟开关、一个地址锁存与译码器、一个A/D 转换器和一个三态输出锁存器组成。多路开关可选通8个模拟通道，允许8路模拟量分时输入，共用A/D 转换器进行转换。三态输出锁器用于锁存A/D 转换完的数字量，当OE 端为高电平时，才可以从三态输出锁存器取走转换完的数据。 ADC0809引脚图 IN0－IN7：8条模拟量输入通道 ADC0809对输入模拟量要求：信号单极性，电压 范围是0－5V ，若信号太小，必须进行放大；输 入的模拟量在转换过程中应该保持不变，如若模 拟量变化太快，则需在输入前增加采样保持电路。 地址输入和控制线：4条 ALE 为地址锁存允许输入线，高电平有效。当ALE 线为高电平时，地址锁存与译码器将A ，B ，C 三条地址线的地址信号进行锁存，经译码后被选 中的通道的模拟量进转换器进行转换。A ，B 和C 为地址输入线，用于选通IN0－IN7上的一路模 拟量输入。 数字量输出及控制线：11条 ST 为转换启动信号。当ST 上跳沿时，所有内部
单片机多通道数据采集系统
目录 1.功能描述 (3) 2 方案设计 (3) 2.1 系统分析 (3) 2.2 器件选择 (4) 2.2.1 微处理器 (4) 2.2.2 显示器 (4) 2.2.3 按键 (4) 2.2.4 闹铃 (4) 3、硬件电路设计 (5) 3.1 最小系统设计 (5) 3.2 显示电路设计 (6) 3.3 按键电路设计 (7) 3.4 声音报警电路设计 (6) 3.5多通道数据采集电路设计 (8) 4、软件设计 (9) 4.1 操作功能设计 (9) 4.2程序编制思想 (9) 4.3 主程序 (10) 5 程序调试 (17) 6 技术小结 (18) 7多通道数据采集系统的使用说明 (19) 8心得体会 (20) 9参考文献 (21) 附录1：电路原理图 (22) 附录2：程序参考清单 (23)
设计报告 1.功能描述 利用单片机控制A/D转换器实现多通道数据采集系统。具有如下功能： 1.基本功能 （1）采集的数据为0-5V电压信号； （2）通过按键选择任意通道的数据显示或轮流显示； （3）可以设定报警上下限。 2.扩展功能 自行扩展功能，如音乐铃声，通讯功能等。 2 方案设计 2.1 系统分析 根据系统功能要求，可将系统组成结构分成五大部分：单片机控制中心、按键接口、多通道数据采集、数码管显示和报警播放音乐，如下图为系统的组成结构图。其中，单片机控制中心是核心。MCU根据按键输入，可切换不同的模式或设置不同的参数，从而实现多通道数据的采集。报警播放音乐可设置最高或最低温度报警值。 图2.1 系统总体结构图
2.2 器件选择 2.2.1 微处理器 市场上微处理器种类很多。这里，选取微处理器从多方面考：成本低、性能高、能够满足功能要求等等。 这里，选取STC89C52芯片。因为其功能与普通51芯片相同，其价格非常低廉、程序空间大、资源较丰富、在线下载非常方便。同时，使用该芯片，编程上亦可采用所熟悉的KEIL软件，使课程设计非常简单。 2.2.2 显示器 常见的显示器件LED数码管和LCD液晶器件。 LED数码管能够显示数字和部分字符，价格便宜，硬件电路、软件编程均非常简单，而且使用动态扫描技术可节省大量硬件成本。 LCD液晶显示器件，显示字迹清晰、能够显示数字、字符，本实验主要是用于显示所采集的电压与温度的显示。 系统显示主要还是数字，根据这两种显示器件的特性，选取LED数码管器件。由于系统要求显示所采集的通道数据，采用四位数码管显示即可。 2.2.3 按键 按键是用来变换显示模式以及设置传送上位机信息等功能的。这里采用普通按键即可，选用原则：以最少的按键，实现尽可能多的功能。所以这里，设置两个按键：模式键、传送键。 2.2.4 闹铃 选用最常见，亦最常用的声音提示方式——蜂鸣器，用于报警音乐定时播放。
基于单片机的八路数据采集系统（一） 摘要：单片机数据采集系统是计算机在工业控制中最为普遍的应用系统?它的任务是采集生产过程中的各种工况参数经过处理后送入内存储器,CPU再对这些参数数据进行分析, 运算和处理。 本系统设计一个单片机系统，负责数据的采集和显示，设计一个多路数据输入输出系统，实现8路输入和输出。采用89C51系列单片机、ADC0809、LED数码管等芯片实现硬件仿真，采用汇编语言。最后硬件电路在Proteaus下仿真实现。 关键词：数据采集；8路输入输出；LED显示。 0.前言 随着科学技术的进步，人们越来越多地用计算机来实现控制系统，因此，充分理解计算机控制系统是十分重要的。 计算机控制系统的工作原理可归纳为以下三个步骤： 1.实时数据采集：对来自测量变送装置已的被控量的瞬时值进行检测和输入。 2.实时控制决策：对采集到的被控量进行分析和处理，并按已定的控制规律，决定将要采取的控制行为。 3.实时控制输出：根据控制决策，适时地对执行机构发出控制信号，完成控制任务。 工业控制机包括硬件和软件两部分： 硬件包括主机板、内部总线和外部总线、人-机接口、系统支持板、磁盘系统、通信接口、输入输出通道。软件包括系统软件、支持软件和应用软件。 本系统设计一个单片机系统，负责数据的采集和显示，设计一个多路数据输入输出系统，实现8路输入和输出。采用89C51系列单片机、ADC0809、LED数码管等芯片实现硬件仿真，采用汇编语言。最后硬件电路在Proteaus下仿真实现。 1.基单片机的八路数据采集的基本理论 基于单片机的八路数据采集电路的主要原理是：通过电位计控制输入信号（电压值）的幅值，经单片机对八路信号进行实时同步采样，并用键盘选择通道控制LED显示八路数据采集结果。 本课题只要掌握单片机与ADC0809，LED数码管的接口方式，ADC0809的工作原理，LED数码管的驱动原理，就能实现Proteus仿真。 2.方案设计 数据采集电路的原理框图1所示。
多路数据采集系统设计毕业论文 第1章绪论 1.1 多路数据采集系统介绍 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。总之，不论在哪个应用领域中，数据采集与处理将直接影响工作效率和所取得的经济效益。 此外，计算机的发展对通信起了巨大的推动作用。算机和通信紧密结合构成了灵活多样的通信控制系统，也可以构成强有力的信息处理系统,这样对社会的发展产生了深远的影响。数据通信是计算机广泛应用的必然产物[2]。 数据采集系统，从严格的意义上来说，应该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。 数据采集系统一般由数据输入通道，数据存储与管理，数据处理，数据输出及显示这五个部分组成。输入通道要实现对被测对象的检测，采样和信号转换等
工作。数据存储与管理要用存储器把采集到的数据存储起来，建立相应的数据库，并进行管理和调用。数据处理就是从采集到的原始数据中，删除有关干扰噪声，无关信息和必要的信息，提取出反映被测对象特征的重要信息。另外，就是对数据进行统计分析，以便于检索；或者把数据恢复成原来物理量的形式，以可输出的形态在输出设备上输出，例如打印，显示，绘图等。数据输出及显示就是把数据以适当的形式进行输出和显示。 由于RS-232在微机通信接口中广泛采用，技术已相当成熟。在近端与远端通信过程中，采用串行RS-232标准，实现PC机与单片机间的数据传输。在本毕业设计中对多路数据采集系统作了初步的研究。本系统主要解决的是怎样进行数据采集以及怎样进行多路的数据采集，并将数据上传至计算机[2]。 1.2 设计思路 多路数据采集系统采用ADC0809模数转换器作为数据采集单元和AT89C51单片机来对它们进行控制,不仅具有控制方便、简单和灵活性大等优点,而且可以大幅度提高采集数据的灵敏度及指标。通过MAX232电平转换芯片实现单片机与PC 机的异步串行通信，设计中的HD7279实现了键盘控制与LED显示显示功能。本文设计了一种以AT89C51和ADC0809及RS232为核心的多路数据采集系统。 多路数据采集系统就是通过键盘控制选择通路，将采集到的电压模拟两转换成数字量实时的送到单片机里处理从而显示出采集电压和地址值，最终控制执行单片机与PC机的异步串行通信。 连接好硬件后，给ADC0809的三条输入通路通入直流电压。4-F键为功能键，4-E键为复位键，F键为确认键。1－3键为通道选择键，分别采集三个通道的数据值并实时显示出数值和地址值。结合单片机RS232串口功能还实现了与PC机的异