数据采集系统的结构形式：微型计算机数据采集系统、集散型数据采集系统、分布式数据采集系统
微型计算机数据采集系统
组成：传感器、模拟多路开关、程控放大器、采样/保持器、A/D转换器、计算机、外设等。
特点：系统结构简单，容易实现、对环境的要求不高、成本低。
是集散型数据采集系统的一个基本组成部分
集散型控制系统由若干个数据采集站和一台上位机及通信线路组成
信号分类：确定性（周期性和非周期性）、非确定性
传感器
敏感元件：直接感受被测量，并输出与被测量有确定关系的某一物理量的元件。转换元件：负责把敏感元件输出的物理量转换为电路参数。
转换电路：把电路参数接入转换电路，转换为电量输出。
能量控制型传感器：传感器输出量的能量由外部能源提供，但受输入量控制。这类传感器需要外接电源。电阻、电感、电容等电路参量传感器均属此类。
特性：
静态特性：衡量的指标主要有：线性度、灵敏度、迟滞、重复性
动态特性：瞬态响应特性、频率响应特性
温度传感器
特性：
半导体热敏电阻
特点：
1、温度系数比金属大，约达4~9倍，可以有正的或负的温度系数，可根据需要
可以选择
2、电阻率大，支撑的电阻元件体积较小，热惯性小，适用于测量点温、表面温
度和快速变化的温度
3、结构简单，机械性能好，能根据需要制成不同形状
4、缺点：线性度较差，只能在较窄频率范围内有较好的线性度。
热电偶：普通型热电偶、铠装型热电偶、表面热点偶、薄膜热电偶、快速消耗型热电偶
常见模拟多路开关：机械式多路开关、电磁式多路开关、电子式多路开关
数据采集系统的目的：利用计算机的强大数据处理能力来处理数据。
在模拟信号输入通道中，是否需要加采样/保持器，取决于模拟信号的变化频率和A/D转换的孔径时间。
对不同频率的信号与有选择性的电路称为滤波器
滤波器的类型：低通滤波器、高通滤波器、带通滤波器、带阻滤波器、全通滤波器、程控有源滤波器等。
有源滤波器：
种类：RC有源低通滤波器、RC有源高通滤波器、RC有源带阻滤波器、RC有源带通滤波器、微处理器程控有源滤波器
A/D转换器的主要指标：转换精度、转换时间、A/D转换器的效能规格（直流精确度、动态效能）
A/D转换器主要类型：并行比较型A/D转换器、逐次逼近型A/D转换器、积分型A/D转换器、压频变换型A/D转换器、∑-Δ型A/D转换器、流水线型A/D
转换器、光学模数转换器、视频解码器
A/D转换器的功能：
1．抽样：将模拟信号在时间上离散化，使之成为抽样信号
2．量化：将抽样信号的幅度离散化使之成为数字信号
3．编码：将数字信号表示成系统所能接受的形式
D/A转换器接口的技术性能指标（接口有关的技术性能指标作介绍）
1．分辨率：分辨率是D/A转换器对输入量变化敏感程度的描述，与输入数字量的位数有关
2．建立时间：建立时间是描述D/A转换速度快慢的一个参数，指从输入数字量变化到输出达到终值误差±1/2LSB（最低有效位）时所需的时间
3．接口形式：D/A转换器与单片机的接口方便与否，主要取决于转换器本身是否带数据锁存器
音频D/A转换器
包括：一个高级数字内插滤波器、一个具有革命性的“线性补偿”多位∑-Δ高频脉动调制器、一个D/A转换器、开关电容、连续时间模拟滤波器和模拟输出驱动电路
内插滤波器目的：增加采样频率是第一信号图像移到过采样频率范围，减轻模拟重建滤波器的衰减需要。
结构：采用多级FIR数字滤波器结构，第一级是衰减均衡器，第二、三级是半边带滤波器，第四级是二阶梳状滤波器
使用一个4位二级∑-Δ调制器、有17级量化，对输入信号的采样率则为输入采样频率的128倍，有更多的量化电平和更高的过采样率，输出频谱包含了很低的频带外噪声能量，可以将输出信号调整到一个更宽的基准电压范围，从而增加整个转换器的动态范围
键盘分类：编码键盘、非编码键盘（按编码方式）；独立连接式、矩阵连接式（按键组连接方式）
独立式键盘
定义：每键相互独立，各自与一条I/O线相连，CPU可直接读取该I/O线的高/低电平状态
优点：硬件、软件结构简单，按键速度快，使用方便
缺点：占I/O口线多
行列式键盘：用I/O口线组成行、列结构，按键设置在行列的交点上
键盘的形式分类
1．按键的形式分类：机械式、电容式、电感式、磁感式、薄膜式、橡胶垫式2．按插口的形式分类：串口、并口、USB
3．按键盘编码方式分类：编码键盘、非编码键盘
鼠标组成：位置传感器、专用处理芯片、采样机
显示器：LED、LCD
LED显示器的显示方式：静态显示、动态显示
形成硬件干扰的基本因素：干扰源、传播途径、敏感元件
干扰窜入应用系统的主要途径：通过电磁波辐射窜入系统的空间进行干扰；通过输入输出的通道进行干扰；电源的干扰
硬件抗干扰的主要方法：抑制干扰源、切断干扰传播途径、选择良好的单片机与元器件
数据采集所得的原始信号在分析处理前需要进行预处理，以提高数据的可靠性和真实性
测量误差的分类：系统误差、随机误差、粗大误差
PCI总线：一种高带宽、独立于处理器的总线，主要用于高速外设的I/O接口和主机相连
PCI总线特点：
1．它与CPU的时钟频率无关，采用自身的33MHz总线频率
2．数据线宽度为32位，可扩充到64位
3．它比VL总线的速度更快。它支持无限突发传输方式，而VL仅支持有限的突发数据传送；PCI总线支持并发工作，即挂接在PCI总线上的外设能与CPU 并发工作
4．一个或多个PCI总线通过PCI桥（PCI控制器）和处理器总线相连；而处理器总线只连接处理器/Cache、主存储器和PCI桥
5．PCI桥使PCI总线于处理器，并且提供了数据缓冲功能
6．高速的PCI总线和低速的ISA/EISA总线之间通过PCI桥相连接，使得高速设备挂接在PCI总线上，而低速设备挂接在ISA、EISA上
7．可以有多个PCI总线，PCI总线之间也是用相应的PCI桥连接。PCI总线支持广泛的基于微处理器的配置。PCI总线可以用在单处理器系统中，也可以用于多处理器系统中。
3.2.3
