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3 Introduction3.1 四维数据采集系统介绍祝贺您购买了本四维数据采集系统，该系统被设计成符合您测试试验要求的多面手。
本章是给您一个关于本系统主要特点的总体介绍。
该系统的主要构成包括：●系统主机●系统输入模块●系统应用软件该系统是模块化的，并且能够根据用户的需要以及对不同的参数要求而进行配置。
该系统的输入模块都有如下的规格说明：●V oltage Isolation Module（电压隔离模块）在50mV到1000mV区间内（最大保护值到1250mV）有四个同类通道。
●Accelerometer Module（加速计模块）在10mV到30mV之间包含四个类似通道。
该系统的标准配置包括120G内置硬盘；120G移动硬盘；内置DVD-RW光驱；双通道（波形发生器）输出；紧凑的PCI插槽（周边元件扩展接口—译者注）；USB；FireWire（一种高速通讯数据线，直译为“火线”—译者注）；并且带有以太网卡以便于连接外部PC机。
PC机based Perception Viewer software（DPS公司出的数字影像压缩卡）软件是用户利用微型电脑进行操作数据显示，报告生成，数据输出时所必需的，此为用户可选配置。
另外的附属选项还包括：●额外的120GSATA快速硬盘●实时FFT（快速傅立叶变换—译者注）分析●PC机键盘，鼠标以及插入式麦克风●可背在肩上的软边或硬边的运输箱子3.2 理解该系统3.2.1 总体介绍本Dimension 4是一款能够适用于机械或电力相关测量试验的多功能轻便式高效数据采集系统。
该系统利用了当今最先进的PC技术、信号处理技术，为用户提供无与伦比的数据采集、存储以及实时分析的功能。
它融合了实时显示和测量功能在一个示波器上，文件以DAT格式保存在存储器内，同时还有一个动态信号处理器可用于对信号的频域分析。
它同时提供了一种可以从系统存储器、光驱、移动硬盘以及英特网中找回历史数据的用户可选选项。
西鄂伯-振动噪声测试系统硬件：NI-9234型四通道数采“西鄂伯”测试系统硬件：NI9234型4通道数据采集器大家好，欢迎关注我的文章，今天和大家讲解西鄂伯测试系统的硬件部分。
本例讲解NI9234型4通道数据采集器。
【1】首先介绍一下，数据采集器的作用。
如图示，数据采集器作用为，将传感器的模拟电压信号，通过AD 采样，转换输出为数字信号，以供后续分析软件的处理。
此图为实物图。
【2】产品品牌实力介绍2.1数据采集器制造商介绍熟悉测试仪器的都知道，NI是“虚拟仪器”技术的创始者，其品牌力不言自明。
NI产品有专门针对振动声音的采集模块，在其官网能查询得到。
2.2行业内实力证据1行业内都是知道Grass麦克风绝对是top3以内，大家看其产品技术说明书，可以看到其制造检验仪器使用的是NI的数据采集卡，可见其性能是相当可信的。
2.3行业内实力证据2德国著名品牌M+P公司，使用NI硬件作为其数据采集硬件，该信息可以在其官网看到。
2.4行业内实力证据3在百度文库官网，曾有业内人士将NI对比LMSSCADAS、B&KPulse。
得出结论：NI并不比LMSSCADA S、B&KPulse差。
2.5行业内幕既然NI公司产品这么好，那么为何其硬件在NVH领域使用的少呢（黄色背景）？其原因在于：N I定位在为整个工业界服务，将其产品价格公开透明在其官网，也就是薄利多销，举个例子：其官网显示，仅2004年一年，就有超过2.5w家企业从NI购买产品；振动噪声行业是小众行业，在欧美很早就已经有这样的制造商，其软件早已被各领域客户熟悉并习惯。
不巧的是，NI没有开发这样专业的振动噪声分析软件。
振动噪声测试系统中软件是灵魂，客户会根据已有使用经验来选择软件，然后由供应商搭配自己的硬件（他们的硬件在网上不可能查到其价格），一般软、硬件价值比为1：1。
如果选择NI硬件，那么这些传统供应商根本没有利润可言。
【3】技术参数下面来介绍一下，NI9234型4通道数据采集器的技术参数。
多通道同步数据采集系统的设计与应用张家田;董华强;严正国【摘要】针对微震动检波系统，设计了一种Δ⁃Σ技术的24位高分辨率的四通道同步数据采集系统。
该系统以ADS1274为核心，采用高性能MCU⁃STM32F103作为系统的控制单元，具有高分辨率、高速、低功耗和低速等四种工作方式。
采用RS 232通信接口接收上位机命令和传送数据，上位机中VB 6.0开发的数据处理软件对数据进行进一步的处理，比如对数据的波形进行显示、滤波等处理。
%A 24⁃bit high⁃resolution four⁃channel synchronous data acquisition system based on Δ⁃Σ technology was de⁃signed for the micro⁃vibration detection system. The ADS1274 is taken as the core of the system, and high performance STM32F103 as the control unit of the system. The system has four operating modes of high resolution,high speed,low power consumption and low speed. The RS 232 communication interface is used to receive the command from upper computer and transfer the data to PC. The data is further processed by data processing software developed with VB 6.0,including waveform display and filtering of the data.【期刊名称】《现代电子技术》【年(卷),期】2016(000)005【总页数】3页(P168-170)【关键词】数据采集;ADS1274;Δ-Σ技术;数据处理【作者】张家田;董华强;严正国【作者单位】光电油气测井与检测教育部重点实验室，陕西西安 710065;光电油气测井与检测教育部重点实验室，陕西西安 710065;光电油气测井与检测教育部重点实验室，陕西西安 710065【正文语种】中文【中图分类】TN911-34doi：10.16652/j.issn.1004⁃373x.2016.05.041在现今的众多领域中，人们对众多微弱信号的测量精度要求越来越高，有一些特殊领域对精度提出较高要求的同时对多个通道信号采集的同步性也提出了较高的要求，比如石油地震勘探、测井以及微震动检测等领域，采集数据的准确性直接影响到整个系统的精度。
模拟量采集模块4通道 0-10v的电路原理一、概述1. 介绍模拟量采集模块的作用和应用场景模拟量采集模块是指通过电路和传感器将实际的模拟信号转换成数字信号，以便计算机或控制器进行采集和处理。
在工业自动化控制系统中，模拟量采集模块广泛应用于温度、压力、流量等参数的实时监测和反馈控制。
2. 模拟量采集模块的基本结构和特点模拟量采集模块通常由传感器、信号调理电路、A/D转换器和数据接口等部分组成。
其特点是能够实时高精度地采集和转换模拟信号，并通过数字接口将数据传输给上位机或控制器。
3. 本文要讨论的主题和目的本文将重点介绍模拟量采集模块4通道0-10v的电路原理，包括信号调理电路的设计原理和A/D转换原理，以帮助读者更好地理解和应用模拟量采集模块。
二、模拟量采集模块4通道0-10v的电路原理4. 信号调理电路的设计原理模拟量采集模块的信号调理电路是将传感器输出的模拟信号进行放大、滤波和隔离处理，以适应A/D转换器的输入范围，并提高信噪比和抗干扰能力。
对于4通道0-10v的模拟信号，信号调理电路需要对每个通道的信号进行单独处理，以保证采集的准确性和稳定性。
5. A/D转换原理A/D转换器是模拟量采集模块的核心部件，其作用是将模拟信号转换成相应的数字信号，并输出给上位机或控制器进行处理。
在4通道0-10v的电路中，A/D转换器需要具备较高的分辨率和采样率，以保证准确地采集和转换模拟信号。
6. 0-10v的电路原理设计在设计4通道0-10v的电路原理时，需要考虑信号调理电路和A/D转换器的匹配性和稳定性，以及整体电路的抗干扰能力和可靠性。
还需要注意功耗和成本的控制，以满足实际应用的需求。
7. 结论模拟量采集模块4通道0-10v的电路原理设计涉及到信号调理电路和A/D转换器的匹配和稳定性，需要综合考虑多种因素，以保证采集的准确性和稳定性。
还需要根据实际应用的需求进行功耗和成本的控制，以提高整体电路的性能和实用性。
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；LabVIEWAbstractVirtual 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目录摘要....................................................................................................................... - 1 -Abstract ..................................................................................................................... - 2 -目录................................................................................................................... - 3 -第一章绪论........................................................................................................... - 5 -1.1 引言......................................................................................................... - 5 -1.2 数据采集的意义和任务......................................................................... - 5 -1.3 虚拟仪器在数据采集中的应用价值..................................................... - 5 -1.4 本设计所做的工作................................................................................. - 6 -第二章设计原理................................................................................................... - 6 -2.1 数据产生................................................................................................. - 6 -2.2 串口接收................................................................................................. - 7 -2.3 分通道显示............................................................................................. - 8 -2.3.1 数据分离..................................................................................... - 8 -2.3.2 门限设置..................................................................................... - 8 -2.3.3 波形显示..................................................................................... - 9 -2.4 华氏转换................................................................................................. - 9 -2.5 报警系统............................................................................................... - 10 -2.6 数据文件存储....................................................................................... - 10 -2.6.1 建立头文件............................................................................... - 10 -2.6.2 数据TXT存储........................................................................... - 11 -2.7 记录数据读取....................................................................................... - 11 -2.8 面板设计............................................................................................... - 12 -第三章程序的调试............................................................................................. - 12 -3.1 调试结果............................................................................................... - 13 -3.1.1 波形显示................................................................................... - 13 -3.1.2 缓冲区字符串........................................................................... - 13 -3.1.3 数据存储文件........................................................................... - 13 -3.1.4 报警........................................................................................... - 14 -3.1.5 华氏转换................................................................................... - 14 -3.1.6 波形回显................................................................................... - 14 -3.2 调试问题与解决方案........................................................................... - 15 -3.2.1 字符串缓冲区........................................................................... - 15 -3.2.2文件存储................................................................................... - 15 -3.2.3 华氏转换................................................................................... - 15 -3.2.4 波形回显................................................................................... - 16 -3.3 调试心得和建议................................................................................... - 16 -第四章总结......................................................................................................... - 17 -参考文献................................................................................................................. - 18 -附录（一）单片机程序代码.................................................... 错误！未定义书签。
多路数据采集系统设计多路数据采集系统是一种用于采集多个信号源数据的系统。
它通常由采集器、信号源、传输线路、收集器和处理器等组成。
在多路数据采集系统中，采集器是一个关键组件，它负责接收和处理来自多个信号源的数据。
采集器可以是硬件设备，也可以是软件程序。
硬件采集器通常具有多个输入端口，可以同时接收多个信号源的数据，并将其转换为数字信号。
而软件采集器则可以通过计算机的输入设备接收数据。
采集器还可以进行数据处理和存储，以确保数据的质量和实时性。
信号源是指传感器、仪器仪表或其他设备，它们产生或接收数据并将其传输到采集器。
信号源可以是各种类型的传感器，例如温度传感器、压力传感器、光传感器等。
传输线路是将信号源和采集器连接起来的通道，可以是有线连接或无线连接。
其中，有线连接通常使用数据线或网络电缆，而无线连接通常使用无线电或红外线进行信号传输。
收集器是一个用于接收和存储来自采集器的数据的设备。
它可以是计算机、数据存储设备或远程服务器等。
收集器通常具有大容量存储设备，以便可以保存大量的数据。
它还可以进行数据压缩和加密，以确保数据的安全性和可靠性。
处理器是对采集的数据进行处理和分析的设备。
处理器可以是计算机、嵌入式系统或专用的数据处理设备。
它负责对数据进行处理、转换和分析，以提取有用的信息。
处理器还可以根据用户的需求进行实时监测和报警，以及生成报表和图表等输出。
多路数据采集系统广泛应用于各个领域，例如工业自动化、环境监测、医疗健康等。
在工业自动化领域，多路数据采集系统可以用于监测生产设备的运行状态和产品质量，实现智能化控制和优化生产过程。
在环境监测领域，多路数据采集系统可以用于监测空气质量、水质和土壤等环境参数，以提供科学依据和决策支持。
在医疗健康领域，多路数据采集系统可以用于监测患者的生理参数，例如心率、血压和血糖等，以帮助医生进行诊断和治疗。
总之，多路数据采集系统是一种实时监测和数据处理的工具，它可以帮助我们获得准确的数据和有用的信息，以支持决策和优化。
四通道数据采集系统
姓名：□□□
学号：113110000918
摘要：数据采集技术是信息科学的一个重要分支，它研究信息数据的采集、存储、处理及控制等工作，一个数据采集系统通常是由数据采集、信号调理、数据转换以及存储等4个主要部分组成。
本文主要研究了一种基于AD7934-6的数据采集系统的整体实现，具体包括信号调理电路设计、ADC外围电路设计及ADC驱动设计。
设计了信号调理电路，高性能的信号调理电路是实现良好测量精度的重要条件，合理且简单的数据采集前端处理既是对硬件电路的简化，提高硬件系统可靠性，也简化处理器软设计、减小软件处理时间。
给出了ADC驱动时序，处理器对ADC的合理驱动使ADC在合理的时序工作，确保ADC转换的可靠性。
关键字：数据采集、调理电路、ADC驱动
1本文完成的工作
在查阅了相关数据采集系统文献的基础上，本文设计了信号调理电路、ADC 外围电路以及CPU对ADC的驱动逻辑。
基本完整地设计了一种基于AD7934-6的数据采集系统的硬件电路原理图及软件驱动。
2 硬件原理图设计
2.1 信号调理电路
数据采集前端信号调理电路就是在数模转换前对信号调理的过程。
送入数据采集系统的模拟信号经过传感器转换成电信号，电信号必须经过合理的信号调理电路才能达到较好的测量精度，而合理的数据采集前端处理结构能简化电路，降低实现难度，保证系统的可靠运行。
信号调理电路就是从信号输入到ADC转换之间的模拟电路，包括输入电路、前置放大器、电源电路等。
本数据采集系统需对压力传感器输出的标准4~20mA电流进行采样。
系统中电流采样是通过采样电阻将小电流信号转换成电压信号并且经过调理电路后进行采样。
由于电流信号是通过AD7934-6模数转换器来完成，当参考电平设置为2.5V时，ADC采样口只能输入0~2.5V电压，所以调理电路输出应该不大于2.5V。
本系统所设计的调理电路由单个运算放大器构成。
本系统的采样电阻选择100Ω电阻，运算放大器选择的是LM358，其内部包含两个独立的、高增益、内部频率补偿的运算放大器。
调理电压输出经过低通无源滤波输出，考虑到传感器输出频率<1kHz，滤波频率选择略大于1kHz。
电流采样调理电路设计如图2.1所示。
图2.1 电流采样调理电路
图2.1中1R 为采样电阻，将压力传感器输出的电流信号转化成电压信号。
调理电路主要由运算放大器组成。
运算放大器的输出公式可以表示为（2.1）式。
010IN V R I （2.1）
由式（2.1）可知只要选取适当R 1的阻值就能得到所需要的调理电压。
在实
际的系统中，选取了R 1=100Ω，这样输出电压就为0.4V~2V 。
选取滤波电阻R 2=1k Ω，滤波电容C 5=100nF ，则滤波频率约1.6kHz 。
2.2 ADC 外围电路
随着现代科学技术的发展，微控制器（Micro Control Unit ，简称MCU ）已经成为信号处理非常重要的组成部分。
但是数字系统只能处理输入的数字信号，因而在检测电路与微机之间需要增加模数转换器（Analog to Digital Converter ，简称ADC ），将电压模拟量转换成可供微机处理的数字量。
本文采用的模数转换器为Analog 公司的AD7934-6芯片，AD7934-6是一款12位、高速、低功耗、逐次逼近型（SAR ）模数转换器（ADC ），采用2.7 V 至5.25 V 单电源供电，最高吞吐量达625 kSPS 。
该器件内置一个低噪声、宽带宽、差分采样保持放大器，可处理最高达50 MHz 的输入频率。
ADC 外围电路设计主要是对ADC 供电的设计以及ADC 与微机的接口设计。
ADC 外围电路设计如图2.2所示。
图2.2 ADC外围电路
根据AD7934-6数据手册，VDD为芯片电源引脚，供电要求为2.7V~5.25V，本文设计供电电源为3.3V；DRIVE为逻辑电平控制引脚，电平应接近芯片电源，本文设计该电平与VDD相等，为3.3V；AGND和DGND分别是模拟地和数字地，根据数据手册可将两者共地；由于设计使用片上 2.5V基准电压，V REFIN/V REFOUT引脚经470nF电容接模拟地；CLK引脚接时钟电路输出；VIN0~VIN3为ADC模拟信号输入引脚，接4路调理电路输出；CS、WR、RD、CONVST、/
W B引脚作为控制引脚接CPU输出口；BUSY引脚作为中断信号接入CPU；DB11~DB0为数据/控制位，接CPU输入输出复用接口。
2.3 CPU与ADC接口电路
微控制器是数字信号处理系统的核心部分，主要实现对外设器件（本文为ADC）的驱动功能、与外设器件的输入输出交互功能以及对输入的数字量进行处理存储功能等。
本文设计的CPU与ADC接口电路仅是CPU对ADC的驱动
接口电路以及输入输出接口电路。
图2.3为CPU与ADC接口电路。
图2.3 CPU与ADC接口电路
2.4 电源电路
电源电路是给芯片提供电源的驱动电路，合理的电源电路是芯片正常运行的必要条件。
本文设计的电源电路仅是针对AD7934-6的供电电源，未考虑CPU 供电。
所采用的是LM117芯片，LM1117芯片是美国国家半导体公司的三端可调正稳压器集成电路，其使用简单，线性调整率和负载调整率也比标准的固定稳压器好。
图2.5为电源电路。
图2.4 电源电路
2.5 ADC时钟电路
ADC转换的过程是基于时钟驱动的，时钟信号的完整性，直接影响到ADC 转换起始时间。
ADC采样速率越来越快、精度越来越高的情况下，由时钟带来的转换误差，在整个系统中占的比重也越来越大。
良好的时钟设计是保证高精度、高速数据采集的关键。
针对AD7934-6模数转换器，设计10MHz的时钟电路，本文选择台湾红星公司的HXO-36B10.000MHZ晶振。
所设计的有源晶振电路如
图2.5所示。
图2.5 ADC时钟电路
3软件驱动程序设计
AD7934-6具有4个带通道序列器的模拟输入通道，可以通过预先编程选择通道转换顺序。
该器件可接受单端、全差分或伪差分模拟输入。
数据采集和转换过程均通过标准控制输入进行控制，使器件与微处理器和DSP可实现轻松接口。
输入信号在CONVST的下降沿进行采样，而转换同时在此处启动。
AD7934-6内置一个精确的2.5 V片内基准电压源，可用作模数转换的基准电压源。
或者，也可以在此引脚加载一个外部基准，为其提供基准电压。
基准电压控制由DB8位控制，本文控制DB8为1，即选用内部基准电平。
AD7934-6采用先进的设计技术，可在高吞吐量的情况下实现极低的功耗，还提供灵活的功耗管理选项。
利用一个片内控制寄存器，用户可以设置不同的工作条件，包括模拟输入范围和配置、输出编码、功耗管理及通道序列化。
ADC的正确转换输出需要特定的控制电平驱动，其驱动电平由CPU输入输出引脚提供。
由于未指定CPU型号，本文所设计的驱动程序是基于一般处理器的伪代码
．．．。
3.1 现对CPU引脚和变量作如下说明：
（1）CTRL：CPU第17、16、15、14、13引脚地址寄存器，这些位分别
W B位；
连接AD7934-6的CS、WR、RD、CONVST、/
（2）DATA：CPU第11~0引脚地址寄存器，分别对应AD7934-6的DB11~DB0位；
（3）DATAIN：输入值数组，全局变量（12位）；
（4）F[4] ：压力值，浮点型，
（5）DATAOUT：输出值，全局变量（12位）;
（6）N ：channeln指示，全局变量，初值为零；
（7）CPU第12管脚设置成下降沿中断。
主程序如下：
N = 0;
DATAOUT = 256D; //指向channel0
DATA = DATAOUT;
CTRL = 00111B; //初始化
DATAOUT = DATAOUT+32; //指向下一channel（N+1）
CTRL = 10000B;
DATA = DATAOUT;
CTRL = 00101B; //开channel0
While(1); //主循环
中断程序如下：
DATAOUT = DATAOUT+32; //指向再下一channel（N+2）
CTRL = 00111B; //CONVST拉高
if（DATAOUT> 352）
{ DATAOUT = 256；//重新赋循环初值
N = 0；
}
CTRL = 01011B; //采样channel（N）
DATAIN = DATA;
F[N] = 0.03814697265625*DATAIN －25; //转换成压力值，零点偏移校正//数据类型转换具体实现时再考虑,仅处理成压力值，未作后续输出处理DATA = DATAOUT;
CTRL = 00101B; //开channel（N+1）
参考文献
[1] AD7934-6 datasheet.
附录
附录1：AD7934-6数据手册
附录2：数据采集系统。
