(完整版)基于单片机的模拟量数据采集系统设计本科毕业设计
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数据采集及传输处理摘要本文主要阐述了基于数字采集与传输处理系统的设计基本思想,包括硬件实现,应用软件实现以及驱动程序设计,同时也介绍了基于 MAX485数据传输系统。
硬件的主要组成部分为 AT89C51 ,ADC0809 ,MAX485 ,8155 ,LED 显示。
用软件编程控制硬件实现的过程:发送方的设备把模拟信息转换为数字信息后,发送到接收方的设备上。
接收设备利用 LED来显示数据。
使用的核心芯片是 AT89C51 ,这个芯片可以很好地满足我们的要求。
数据采集系统用来采集模拟数据,并将模拟数据存放于存储器中作以后发送用。
A/D 转换器将模拟形式转换为数字量表示。
使用 ADC0809 作为 A/D 转换器,它可以把连续的模拟信号转变成数字形式。
选用MAX485连接两台机器进行传递信息 . 软件编程的语言使用的是 C 语言,它的运行的环境是 keil 软件。
关键词: 单片机 AT89C51,ADC0809,MAX485,LE显D示 .AbstractThis article introduces the base method according to data collection and transmitting process system, including the hardware design, the application software design and the design of the program design, also introduces the data transmitting system according to the MAX485.The necessary hardware consists of AT89C5,1ADC0809,MAX485 ,8155,LED display.The process of the programme of software controlling hardware operation as follow: The device on the transmitting computer converts the analog signals to digital format and this digital format is transmitted to the receiving computer. The device on the receiving computer uses the information to driver LED display.The key chip we use is AT89C51. This chip can meet our need perfectly. Data acquisition system is used to acquire analog data and store it on storage devices for later transmitting. A/D converter converts an analog format into an equivalent digital representation. We use the ADC0809 as A/D converter, which is used to convert continuous analog signals into digital format. We choose the MAX485 as the device, which is used to connect two computers for transmitting information. The programme of software language is C language, which of operation is keil software.Key words: MCS-AT89C51, A/D converter, MAX485, LED display.目录摘要 . (I)Abstract . (II)1绪论 . (1)2数据发送端硬件 . (4)2.1ADC0809与AT89C51的硬件连接 . (4)2.1.1ADC0809 简介 (4)2.1.2启动端口的连接与工作原理 . (5)1.1.2输出端口的连接与工作原理 . (7)2.2晶振电路和复位电路 . (9)2.3AT89C51的数据传输 . (9)2.3.1AT89C51 的串行接口 (9)2.3.2MAX485 芯片 (11)3数据接收端硬件 . (14)3.18155 芯片结构和与 AT89C51的硬件连接 . (14)3.2AT89C51 对 8155I/O 口的控制命令 . (16)3.3七段 LED数码管硬件连接与工作原理 (17)3.4键盘的硬件连接与工作原理 . (19)3.5闪烁部分的连接与工作原理 . (20)4软件执行过程 (21)4.1发端软件执行过程 . (21)4.1.1AT89C51 和 ADC0809子程序工作过程 (21)4.1.274 汉明码的编码 (22)4.1.3收发数据的子程序工作过程 (23)4.2收端软件执行过程 (24)4.2.1收端主程序 (24)4.2.2按键子程序 (26)4.2.3显示子程序 (27)结论 . (28)致谢 . ...................................... 错误!未定义书签。
本科毕业设计(论文)基于单片机的多通道数据监测系统A multi-channel data detection system based onMCU摘要随着电子计算机信息技术的不断发展和完善,采用单片机实现的数据采集系统的应用越来越多。
采用单片机实现的数据采集系统具有自动化和无人值守的特点。
在许多工业测控机械、医疗仪器以及消费电子产品中,都对数据采集系统的实时性与功耗提出了更高的要求:即在满足微功耗、微型化的总体设计原则基础上,又要能实时反映现场采集数据的变化。
这就对系统的功耗、采样速度、数据存储和传输速度等提出了更高的要求。
然而,随着半导体与微控制器技术的飞速发展,各种微电子器件的性能不断提高,功耗却不断降低。
技术的进步使得高速度、低功耗的数据采集系统得以实现。
本文设计的数据采集与显示、处理系统采用TI公司研制的MSP430系列超低功耗单片机作为核心控制元件,实现了8通道模拟量数据的采集、自动循环显示、用户查询、限位设定及报警、外围驱动能力、时间显示、以及和上位机组态软件的通信功能。
该系统功能齐全,且具有一定的通用性。
主要研究内容如下:首先,分析了数据采集系统技术领域内国内外的研究现状,以及MSP430系列低功耗单片机的特点和应用情况。
其次,分析了研究数据采集系统的现实意义,在此基础上给出了基于MSP430单片机的数据采集系统的总体设计方案。
比较详细的介绍了实现该系统的硬件电路设计,包括电源电路、按键电路、复位电路、点阵LCD显示电路、LED指示灯和蜂鸣器报警电路、直流电机驱动电路和USART异步串行通信电路等电路的原理图设计。
最后详细的介绍了基于C语言的软件系统实现方案。
其中,软件系统的设计是本设计的工作重点。
设计过程采用了模块化的软件设计思想。
文中第4章前6小节详细介绍了系统中各个模块软件设计过程。
其中和组态王的串口通信程序设计是最有创新性的内容;第7小节介绍了这些模块之间的输入、输出等链接关系,并最终给出了主处理程序的结构框架。
任务要求1.4路模拟量输入,输入电压范围0~5V,分辨率8位,转换时间100us,具有显示(数码管)测量结果(用10进制显示直流电压值或交流电压峰值)的功能;2.1路模拟量输出,用来分别重现4路被采信号的波形(供示波器观测)摘要本数据采集系统是基于单片机AT89C51来完成的,4路的模拟电压通过通用的8位A/D 转换器ADC0809转换成数字信号后,由单片机进行数据处理,并将处理后的数据送LED显示器显示。
再经过常用的8位D/A转换器DAC0832将数字数据转换成模拟量,供示波器观测。
一、系统的方案选择和论证根据题目基本要求,可将其划为如下几个部分:●4路模拟信号A/D转换●单片机数据处理●LED显示测量结果●D/A转换模拟量输出系统框图如图1所示:图1 单片机数据采集系统框图1、4路模拟信号A/D转换由于被测电压范围为0~5V,分辨率为8位,转换时间为100us,所以A/D转换部分,本系统选择常用的8路8位逐次逼近式A/D转换器ADC0809。
ADC0809芯片有28条引脚,采用双列直插式封装。
下面说明各引脚功能。
IN0~IN7:8路模拟量输入端。
2-1~2-8:8位数字量输出端。
ADDA、ADDB、ADDC:3位地址输入线,用于选通8路模拟输入中的一路。
ALE:地址锁存允许信号,输入,高电平有效。
START:A/D转换启动信号,输入,高电平有效。
EOC:A/D转换结束信号,输出,当A/D转换结束时,此端输出一个高电平(转换期间一直为低电平)。
OE:数据输出允许信号,输入,高电平有效。
当A/D转换结束时,此端输入一个高电平,才能打开输出三态门,输出数字量。
CLK:时钟脉冲输入端。
要求时钟频率不高于640KHZ。
REF(+)、REF(-):基准电压。
Vcc:电源,单一+5V。
GND:地。
ADC0809的工作过程是:首先输入3位地址,并使ALE=1,将地址存入地址锁存器中。
此地址经译码选通8路模拟输入之一到比较器。
目录1.绪论 (1)1.1 课题研究的意义 (1)1.2 数据采集技术的发展历程和现状 (1)1.3 本文的研究内容 (2)1。
4 系统设计涉及的理论分析 (2)2.系统设计 (4)2.1方案选择 (4)2。
2系统框图 (5)3.单元电路设计 (6)3.1信号调理电路 (6)3.2高速A/D模块 (7)3。
3 FPGA模块设计 (8)3。
4MCU模块设计 (8)3.5数据采集通道总体原理图 (9)3.6硬件电路总体设计 (9)4。
软件设计 (10)4。
1 信号采集与存储控制电路工作原理 (10)4.2 信号采集与存储控制电路的FPGA实现 (11)4.3 原理图中的各底层模块采用VHDL语言编写 (12)4。
3。
1三态缓冲器模块TS8 (12)4.3。
2分频器模块fredivid (13)4.3.3地址锁存器模块dlatch8 (14)4。
3.4地址计数器模块addrcount (15)4.3.5双口RAM模块lpm_ram_dp (16)4.4 数据显示模块设计 (18)4。
4.1 主程序 (18)4。
4。
2 INT0中断服务程序 (19)4。
4.3 INT1中断服务程序 (19)4。
5软件仿真 (20)4.5.1三态缓冲器模块TS8 (20)4。
5.2分频器模块fredivid (20)4。
5。
3地址锁存器模块dlatch8 (20)4.5。
4地址计数器模块addrcount (21)5。
系统调试 (21)5.1 单片机子系统调试 (21)5。
2 FPGA子系统调试 (22)5.3 高速A/D模块的调试 (22)6 总结 (22)致谢 (22)参考文献 (23)附录 (25)高速数据采集系统设计摘要:随着数字技术的飞速发展,高速数据采集系统也迅速地得到了广泛的应用.在生产过程中,应用这一系统可以对生产现场的工艺参数进行采集、监视和记录,为提高生产质量,降低成本提供了信息和手段。
在科学研究中,应用数据采集系统可以获取大量的动态数据,是研究瞬间物理过程的有力工具,为科学活动提供了重要的手段.而当前我国对高速数据采集系统的研究开发都处于起步阶段,因此,开发出高速数据采集系统就显得尤为重要了。
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。
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 SYSTEMBASED ON SINGLE CHIP DESIGNABSTRACTData 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目录摘要 (I)ABSTRACT (II)1绪论 (1)1.1研究背景及其目的意义 (1)1.2国内外研究现状 (2)1.3研究的主要内容 (2)2系统总体方案设计 (4)2.1系统总体设计方案 (4)2.2系统总体框图 (4)2.3硬件系统方案设计 (4)2.3.1单片机的选择 (5)2.3.2信号衰减和放大电路 (5)2.3.3A/D模数转换器的选择 (6)2.3.4显示部分 (6)2.4软件系统方案设计 (6)2.5本章小结 (7)3硬件电路设计 (8)3.1电源部分 (8)3.2信号调理部分 (10)3.3信号采样 (12)3.4系统控制部分 (12)3.5本章小结 (14)1绪论1.1研究背景及其目的意义最近几年,众人时刻关注着数据采集及其应用的发展和市场形势。
毕业论文基于单片机的温度测量系统学生姓名:xxx学号:0xxxxxxxxx所在系部:电气信息工程系专业班级:0x电子信息工程技术gz二班指导教师:xx 讲师日期:二○○x年x月毕业设计(论文)任务书系部xxxxxxx 指导教师xx 职称讲师学生姓名xxx 专业班级xxxxx 学号xxxxxxxxxx 设计题目基于单片机的温度测量系统设计内容目标和要求(设计内容目标和要求、设计进度等)毕业设计的目标:本设计包括确定控制任务、系统总体方案设计、硬件系统设计的设计等,使学生进一步学习与理解基于单片机温度测量系统的原理,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。
毕业设计的要求:设计基于单片机的温度测量系统,针对温室智能化控制存在的诸多因子,将智能传感器监测和单片机控制相结合,提出了基于单片机的温度检测系统设计方案。
毕业设计的设计进度:1.根据题目要求的指标,通过查阅有关资料,确定系统设计方案,并设计其硬件电路图;2.画出电路原理图,分析主要模块的功能及他们之间的数据传输和控制关系;3.完成毕业设计。
指导教师签名:年月日系部审核此表由指导教师填写由所在系部审核1毕业设计(论文)学生开题报告课题名称基于单片机的温度测量系统课题来源老师指定课题类型EX 指导教师xx学生姓名xxx 学号xxxxxxxxxx 专业班级xxxxxx开题报告内容一、本课题的目的及研究意义:1. 课题的研究现状及趋势在人类的生活环境中,温度扮演着极其重要的角色。
无论你生活在哪里,从事什么工作,无时无刻不在与温度打着交道。
自18世纪工业革命以来,工业发展与是否能掌握温度有着密切的联系。
在冶金、钢铁、石化、水泥、玻璃、医药等行业,可以说几乎80%的工业部门都不得不考虑着温度的因素。
温度不但对于工业如此重要,在农业生产中温度的监测与控制也有着十分重要的意义。
本课题围绕应用于温室大棚的基于单片机的温度测控系统展开应用研究工作。
基于单片机电压采集电路设计集团标准化办公室:[VV986T-J682P28-JP266L8-68PNN]1引言数据采集是分析模拟信号量数据的有效方法。
而实时显示数据是自动化检测系统的现实需求。
在测试空空导弹导引头的过程中,导引头的响应信号包括内部二次信号和模拟量电压信号。
检测过程中要求检测系统实时显示导引头的工作状态,显示二次电源和模拟量响应电压信号,判断导引头性能,同时保证在非常情况下人为对导引头做出应急处理,保护导引头。
对于模拟量电压信号,通常采用模数转换、事后数据标定的方法实现。
根据现实需求,研制相应检测系统可作为导引头日常维护和修理的重要工具。
这里介绍一种基于单片机和CPLD的实时数据采集显示系统设计方案。
?2系统构成该系统中待采集显示电压信号共路,动态电压范围为-~+27V。
由于这些电压信号变化频率较低,或者认为频率无变化,且检测系统只关心其电压值,所以在低采样率下就可满足系统要求。
根据需求,系统设计的采样率即显示刷新速率在1.56k/s以上。
采用单片机80C196KB和可编程逻辑器件78SLC为核心控制器,以80C196KB内部集成A/D转换器作为模数转换器实现16路电压信号的实时数据采集、显示、控制。
该系统总体设计结构框图如图1所示。
整个系统主要由信号预处理、信号选通、单片机采集、双机以及数据处理显示等构成。
其中,信号选通模块由CPLD和多路模拟选择器组成。
3系统硬件电路设计3.1信号预处理电路由于待采集电压信号输入动态范围较宽,且极性各异,对于单片机A/D转换器来说,需要调理到能够采集的电压范围闱0~5V,所以要统一调理采集信号,如图2所示。
图2中运放和1556均采用双电压供电,以提高动态信号输入范围;均采用精度为0.1%的精密型金属膜电阻,以提高电压转换精度。
在二级电压凋理过程中,MC1556同相输人端采用电路以减少长时间通电情况下温度升高对系统产生的不良影响。
南于电压跟随器具有输入阻抗大和输出驱动能力强的特点,故在预处理电路的输入端和输出端均采用电压跟随电路。
课程设计(论文)-基于ADC0809温度测量单片机系统设计武汉纺织大学课程设计目录设计任一.务 (3)二.功能与框图 (4)三.A/D转换电路的制作 (4)四.单片机部分 (11)五.基本人机接口设计 (15)六.附基于ADC0809温度测量单片机系统设计刘建雄录 (15)总程七. 序 (16)八.参考文献 (19)一.设计任务1.设计题目:基于ADC0809温度测量单片机系统设计1.2目的意义:(1)综合运用并巩固所学单片机设计知识;(2)采用编程的方法实现基于ADC0809温度测量单片机系统设计。
1.3设计内容:?A/D转换电路的制作。
? 掌握A/D转换电路的制作。
- 2 -基于ADC0809温度测量单片机系统设计刘建雄? 掌握温度采样电路的原理和制作。
? 掌握将转换的数字信号换算成实际温度值的方法。
? 掌握相应电路的程序编写(2)基本人机接口设计? 完成显示接口设计。
? 完成键盘接口设计。
设计要求:?按题意要求,画出原理图;?单片机接线图;?按照题目要求设计采集电路;?完成单片机控制程序;?完成设计说明书(15页);?设计上交内容:设计说明书(包括1、2、3、4、5项) 1.4设计步骤?理解并确定设计要求?确定整体控制方案?编写程序说明书附录附上电路图一张及汇编控制程序一份,说明书分三章描述,即设计内容的前三点。
二.功能与框图- 3 -基于ADC0809温度测量单片机系统设计刘建雄温度传感器?A/D转换?CPU控制?显示端口如上图,模拟温度传感器采集数据后,经过AD转换,将数据送至8051。
此后8051换算整理数据,将所算得的温度送至显示电路三. A/D转换电路的制作1、A/D转换器?选用芯片目前8路8位逐次逼近型A/D转换CMOS芯片ADC0809无论在工程设计还是教学过程中都是作为首选。
如图,ADC0809由1个8路模拟开关、一个地址锁存及译码器、一个A/D转换器和一个三态输出锁存器组成。
基于单片机的模拟量数据采集系统设计摘要随着计算机技术的飞速发展和普及,数据采集系统也得到了广泛的应用。
微机在通用自动化、信息处理、信息系统等方面得到广泛的应用。
在冶金、化工、医疗等应用场合,需要对很多信号进行采集,预处理,暂存和对上位机的传输。
再由上位机对数据进行分析处理。
本文设计的模拟量采集系统采用上位机、下位机通信方式运行。
由上位机实现对下位机的控制和数据采集的显示,下位机实现模拟量的采集过程。
下位机硬件设计采用AT89C52单片机为控制核心,采用ADC0808将模拟量进行转化为数字量进行采集,完成了模拟量采集系统的硬件设计。
采用RS-232进行串口通信。
结果证明,该设计方法可行,实现了离散量采集系统的自动化,克服了传统数据采集的弊端,应用具有良好的前景和使用价值。
关键词:模拟量采集系统;单片机;通信AbstractAlong with the rapid development of computer technology and popularization, data acquisition system is also widely application. Microcomputer is widely applied in general automation, information processing and information system etc . Signal acquisition, pretreatment, temporary and PC transmission is needed by metallurgy, chemical, medical care and other applications。
The design is a discrete variables acquisition system with upper and lower operating mode. The PC machine controls the lower machine and display the date, and the lower machine realizes data collection. Hardware design of digital machines AT89C52 single-chip design Used for RS-232 serial communication, you can relay through the computer to control the realization of the bright lights out billiards control and manual control switch can monitor. The results proved that the design method is feasible to achieve a billiards automated agency management system to overcome the drawbacks of traditional management methods, the application system; communication目录1 绪论 (1)1.1 课题背景 (3)1.2 课题相关技术 (4)1.3 课题任务及要求 (9)1.4 课题内容及安排 (10)2 系统方案设计 (12)2.1 方案设计原则 (12)2.2 方案设计 (13)3 系统硬件设计与设备选型 (15)3.1 单片机模块 (15)3. 1.1 AT89C52介绍 (16)3.1.2 单片机最小系统 (27)3.2 AD转换模块 (30)3.2.1 AD转换 (30)3.2.2 ADC0808介绍 (30)3.3 输入模块 (35)3.4 串口模块 (36)3.5 电源模块 (41)3.6 设备选型 (43)4 系统软件设计与实现 (44)4.1 软件编程介绍 (45)4.2 系统软件方案设计 (48)4.2.1上位机设计部分 (48)4.2.2 下位机设计部分 (50)5 系统集成与调试 (51)5.1 Keil软件开发平台介绍 (51)5.2 调试分析 (52)5.3 调试步骤 (53)5.4 故障调试及解决方式 (54)5.5 联调结果 (55)结论 (56)社会经济效益分析 (57)参考文献 (59)致谢 (62)附录Ⅰ原理图 (64)附录Ⅱ元器件清单 (65)附录Ⅲ程序清单 (66)1 绪论目前单片机渗透到我们生活的各个领域,几乎很难找到哪个领域没有单片机的踪迹。
导弹的导航装置,飞机上各种仪表的控制,计算机的网络通讯与数据传输,广泛使用的各种智能IC卡等等,这些都离不开单片机。
更不用说自动控制领域的机器人、智能仪表、医疗器械了。
单片机是一种集成在电路芯片,是采用超大规模集成电路技术把具有数据处理能力的中央处理器CPU随机存储器RAM、只读存储器ROM、多种IO口和中断系统、定时器计时器等功能(可能还包括显示驱动电路、脉宽调制电路、模拟多路转换器、AD转换器等电路)集成到一块硅片上构成的一个小而完善的计算机系统随着计算机技术的飞速发展和普及,数据采集系统也迅速地得到应用。
在生产过程中,应用这一系统可对生产现场的工艺参数进行采集,监视和记录,为提高产品质量,降低成本提供信息和手段。
在科学研究中,应用数据采集系统可获得大量的动态信息,是研究瞬间物理过程的有力工具,也是获取科学奥秘的重要手段之一。
总之,不论在哪个应用领域中,数据采集与处理越及时,工作效率就越高,取得的经济效益电子计算机的发展对通信起了巨大的推动作用.计算机和通信紧密结合可以构成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深刻的影响.数据通信是电子计算机广泛应用的必然产物.计算机与它的终端之间需要数据通信,计算机与计算机之间更需要数据通信.此处在遥测,遥感,雷达,自动控制等系统中都要用到计算机,因而都需要数据通信.在测量技术领域中,许多测量仪器的输入信号具有宽广的动态范围,在研制这类智能仪器时,首要任务是将模拟输入信号转换为相应的数字量.充分利用MCS-51的资源在软硬件协调控制下,对输入信号进行一系列的处理。
在单片机实时控制和智能仪器等各种应用系统中,被控制或被测量地对象,往往是一些连续变化的模拟量,如温度,压力,电流等。
对模拟量系统数字控制的第一步就是要对这些模拟量进行采集。
单片机系统是整个数据采集电路的控制核心。
在很多工业应用场合中,单片机广泛的用于数据和控制。
模拟信号采集系统可以应用到温度、电压、电流等模拟信号的采集中。
1.1 课题背景随着科学技术以及人们对新事物的认知程度的发展,模拟量数据采集已经迅速的发展到了广泛的领域。
电气化时代,带领着技术的革新,对于模拟量的采集也逐渐的发生着变化。
模拟量的采集应用在每一个电气化的领域,而对采集器的要求,也在逐渐的发生了巨大的变化,发展趋势也由繁到简。
有了模拟量采集系统,我们可以控制信号的输出,从而改变生活质量。
最开始的模拟量采集系统一般是指针式,人们根据指针的读数来确定信号的大小。
这样的系统本身就存在着误差,加上读数上的误差,可想而知结果会产生更大的误差。
而且指针接反很可能烧坏系统。
后来的是数字式,如数字式电压表,将指针的两端搭在电器的两端,就可以测量出电压的多少,直接的数字显示,这种电压表简洁易操作,便于携带,是我们的首选。
而且很难烧坏。
我们现在要研究的就是通过软件来实现模拟量的数据采集。
适合于各个领域的模拟量采集测量。
通过上位机(PC)机的显示,将数字显示在电脑上,便于直接的采集控制。
该课题的研究主要是为了更好的对数据进行采集、分析、处理以及反馈。
对自动控制领域的帮助很大。
1.2课题相关技术基于单片机模拟信号采集系统采用上位机、下位机通信方式运行。
上位机的任务是发出采集信号以及完成对采集信号的显示,而下位机主要是执行上位机的指令,通过控制模数转换器,将模拟信号转化为数字信号送给上位机。
本课题主要应用到了信号采集技术,AD转化技术等1、数据采集技术随着电子测量技术与计算机技术的发展,面对各种检测对象和大量的测试点,需要利用数据采集系统将多路被测量转换为数字量,再经过单片机或微型计算机进行数据处理,实现实时监控。
数据采集经常做成模块而且是典型的与PC机或控制器连接。
他们被用于自动化的测试中,为其它测试装备采集数据、控制和循环检测信号。
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,由非熟练人员进行操作,并且测试任务是由测试设备高速自动控制完成的。
由于该种数据采集测试系统具有高速性和一定的灵活性,可以满足众多传统方法不能完成的数据采集和测试任务,因而得到了初步的认可。
大约在60年代后期,国外就有成套的数据采集设备产品进入市场,此阶段的数据采集设备和系统多属于专用的系统。
20 世纪70年代中后期,随着微型机的发展,诞生了采集器、仪表同计算机溶为一体的数据采集系统。
由于这种数据采集系统的性能优良,超过了传统的自动检测仪表和专用数据采集系统,因此获得了惊人的发展。
从70年代起,数据采集系统发展过程中逐渐分为两类,一类是实验室数据采集系统,另一类是工业现场数据采集系统。
就使用的总线而言,实验室数据采集系统多采用并行总线,工业现场数据采集系统多采用串行数据总线。
20世纪80年代随着计算机的普及应用,数据采集系统得到了极大的发展,开始出现了通用的数据采集与自动测试系统。
该阶段的数据采集系统主要有两类,一类以仪器仪表和采集器、通用接口总线和计算机等构成。
例如,国际标准ICE625(GPIB)接口总线系统就是一个典型的代表。
这类系统主要用于实验室,在工业生产现场也有一定的应用。
第二类以数据采集卡、标准总线和计算机构成,例如:STD总线系统就是这一类的典型代表。
这种接口系统采用积木式结构。
把相应的接口卡装在专用的机箱内,然后由一台计算机控制。
第二类系统在工业现场应用较多。
这两种系统中,如果采集测试任务改变,只需将新的仪用电缆接入系统,或将新卡再添加到专用的机箱即可完成硬件平台重建。
显然,这种系统比专用系统灵活得多。
20世纪80年代后期,数据采集系统发生了极大的变化,工业计算机、单片机和大规模集成电路的组合,用软件管理,使系统的成本降低,体积减小,功能成倍增加,数据处理能力大大加强。
20世纪90 年代至今,在国际上技术先进的国家,数据采集技术已经在军事、航空电子设备及宇航技术、工业等领域被广泛应用。