数据采集系统结构形式的确定49页PPT

结果：提高工作效率，取得较好的经济 效益。
3. 数据采集系统的任务
①采集传感器输出的模拟信号，并转 有 换成数字信号，然后送入计算机。
②系统计算机对数字信号进行处理。
数据采集与处理
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1.1 数据采集的意义与任务
4. 评价数据采集系统性能优劣的标准
系统的采样精度。 标准有
系统的采样速度。
5. 构成数据采集系统的依据
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第1章 概 论
1.6 学习重点和方法
1. 学习重点: ① 数据采集的基本理论、概念。 ② 数据采集理论的运用。 ③ 数据采集程序的设计。
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1.6 学习重点和方法
2. 学习方法
①认真听课 ②注意记笔记 ③积极回答问题 ④勤于思考，注意灵活应用
基本理论解决实际问题 ⑤独立完成各章作业 ⑥提高编程能力
2. 集散型数据采集系统
系统结构如图1.3所示
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1.3 数据采集系统的结构形式
上位机
数据 采集 站
模拟量 输入
生 产 现 场
RS-485
数据 采集 站
通信接口
RS-485
数据 采集 站
数字量 输入
模拟量 输入
数字量 输入
模拟量 输入
生
生
产
产
现
现
场
场
图1.3 集散型数据采集系统
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教学内容
1 第1章 概论 2 第2章 模拟信号的处理
3 第3章 模拟多路开关
4 第4章 测量放大器
5 第5章 采样／保持器

一、显示功能
（4）棒状图显示
• 运行人员可以调阅动态棒状图画面，即以 动态棒状图的外形尺寸反映各种过程变量 的变化。
• 棒状图可在任何一幅画面中进行组态和显 示，每一棒状图的标尺可设置成任何比例。
• 进入DCS 系统的任何一点模拟量信号，均 能设置为棒状图形式显示出来。
• 若某一棒状图，其数值越过报警限值时， 越限部分用红色显示出来。
• 可在趋势图上切点观察任一时点的值。
一、显示功能
（6）报警显示
• 对模拟量输入、计算点、平均值、变化速率、其他变化值 进行扫描比较，分辨出状态的异常、正常或状态的变化。 若确认某一点越过预先设置的限值，LCD 屏幕显示报警， 并发出声响信号。
• 报警显示按时间顺序排列，最新发生的报警优先显示在报 警画面的顶部或底部，报警显示也可按报警点的优先级顺 序排列。
• 在设备停运及设备启动时，有模拟量和数字量的“报警闭 锁”功能，以减少不必要的报警。可由操作员站上实施这 一功能。启动结束后，“报警闭锁”功能自动解除。
一、显示功能
（6）报警显示
• “报警闭锁”不影响对该变量的扫描采集。
• 对所有输入信号和计算变量均提供可变的报警限值。这些 报警限值可以是过程参数（如负荷、流量、温度）的一个 函数。
• 所有出现的报警及报警恢复，均可由报警打印机打印出来。
• 若某一已经确认的报警再一次发出报警时，作为最新报警 再一次显示在报警画面的顶部。改变点的标号的颜色来指 示出发生重新报警的次数。
• 所有带报警限值的模拟量输入信号和计算变量，均分别设 置“报警死区”,以减少参数在接近报警限值时产生的频 繁报警。
一、显示功能
（5）趋势显示
• 所有模拟量信号及计算值，均可设置为趋势显示。 • 在同一幅LCD 显示画面上，在同一时间轴上，采

图5图6：数字逻辑部分电源+5V。

：数据输出格式选择信号引脚。

当8/12 =1（+5V）时，双字节输出，即沈阳大学图7 图8AD574A有单极性和双极性两种模拟信号转换方式，这主要通过改变AD574A引脚8、、12的外接电路来实现。

图9左侧所示为单极性转换电路，可实现输入信号0～10V或0～20V的转换，其图9沈阳大学2.2.3单片机模块1、AT89S51单片机的简介AT89S51 是一个低功耗，高性能CMOS 8位单片机，片内含8k Bytes ISP(In-system programmable)的可反复擦写1000次的Flash只读程序存储器，器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存储技术制造，兼容标准MCS-51指令系统及80C51引脚结构，芯片内集成了通用8位中央处理器和ISP Flash存储单元，功能强大的微型计算机的AT89S51可为许多嵌入式控制应用系统供给高性价比的解决方案。

AT89S51具有如下特点：40个引脚，8k Bytes Flash片内程序存储器，128 bytes 的随机存取数据存储器（RAM），32个外部双向输入/输出（I/O）口，5个中断优先级2层中断嵌套中断，2个16位可编程定时计数器,2个全双工串行通信口，看门狗（WDT）电路，片内时钟振荡器。

此外，AT89S52设计和配置了振荡频率可为0Hz并可通过软件设置省电模式。

空闲模式下，CPU暂停工作，而RAM定时计数器，串行口，外中断系统可继续工作，掉电模式冻结振荡器而保存RAM的数据，停止芯片其它功能直至外中断激活或硬件复位。

同时该芯片还具有PDIP、TQFP和PLCC等三种封装形式，以适应不一样产品的需求。

AT89S51与AT89C51相比,外型管脚完全相同，AT89C51的HEX程序无须任何转换可直接在AT89S51运行,结果一样。

AT89S比AT89C51新增了一些功能，支持在线编程和看们狗是其中主要特点。

二、数据采集系统基本功能
5、能够定时或随时以表格或图形形式 打印采集数据。 6、具有实时时钟 。 7、系统在运行过程中，可随时接受由 键盘输入的命令，以达到随时选择采集、 显示、打印的目的。
第一节
数据采集系统的 基本功能和一般结构
一、数据采集系统组成原理
二、数据采集系统基本功能 三、数据采集系统的一般结构 四、数据采集系统的三种工作方式
二、标度变换 三、非线性补偿 四、查表法 五、上下限检查
本科课程：
计算机控制系统
二、标度变换 在微型计算机控制系统中，检测的物理 参数都有着不同的量纲和数值 ，由A／D转 换后得到的都是只能表示其大小的二进制代 码。 为了便于显示、打印及报警，必须把这些数 字量转换成它所代表的实际值，即工程量， 这就是所谓的标度变换 。 标度变换的方法有：线性变换法、公式转换 法、多项式插值法和查表法等等。
一、数字滤波 2、算术平均滤波 压力、流量等周期变化的参数进行平滑 加工效果较好，而对消除脉冲干扰效果 不理想，所以它不适合脉冲干扰比较严 重的场合。对于n值的选择， 通常流量取12次， 压力取4次。
一、数字滤波 3、限幅滤波 考虑到被测参数在两次采样时间间隔内， 一般最大变化的增量 x 总在一定的范围内， 如果两次采样的实际增量 xn xn1 x 则认为是正常的，否则认为是干扰造成的， 则用上次的采样 xn1 代替本次采样值 xn
一、数字滤波 5、一阶滞后滤波 一阶滞后滤波又称为一阶惯性滤波，它相 当于RC低通滤波器。 假设滤波器的输入电压为 Ui(t) ， 输出为Uo(t) ，则们之间存在下列关系 ：
duo (t ) RC u o (t ) u i (t ) dt
一、数字滤波 5、一阶滞后滤波 采用两点式数值微分公式，可得：