数据采集及处理系统的设计
附件1：
学号：
课程设计
题目数据采集及处理系统的设计
学院自动化学院
专业自动化
班级
姓名
指导教师
2015 年月日
课程设计任务书
学生姓名：专业班级：自动化1205班
指导教师：李道远工作单位：自动化学院
题目: 数据采集及处理系统的设计
初始条件：
设计一个64路巡回数据采集及处理系统，系统循环周期为1秒，16路模拟信号输入，16路开关信号输入，16路模拟输出，16路数字输出，模拟信号采用数字滤波去掉干扰信号，数字信号采用光耦隔离，将采集数据循环显示在LED或LCD上。
要求完成的主要任务:
1．输入通道及输出通道设计（0~20MV输入），（0~10V输出）2．每周期内各通道采样10次；
3．采用各种（三种）数字滤波算法并比较结果；
4．软件流程及各程序模块设计并用仿真软件演示；
5．完成符合要求的设计说明书。
时间安排：
2015年7月1日~2015年7月8日
指导教师签名：年月日
系主任（或责任教师）签名：年月日
摘要
数据采集(DAQ)，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非电量或者电量信号,送到上位机中进行分析,处理。数据采集系统是结合基于计算机或者其他专用测试平台的测量软硬件产品来实现灵活的、用户自定义的测量系统。数据采集和处理是计算机控制系统的重要组成部分，在工业控制机和生产过程之间，要对生产过程进行实时控制，就要实时的了解生产状态，这就要求采集大量的模拟信号或数字信号进行分析，并输出有一定意义的、更直观和易于理解的模拟量或数字量，以对控制进行指导，调整控制方案。
针对目前实时存盘采集系统存在体积大、设计复杂、成本较高等不足之处，本课题设计了一种基于高速串行总线和数字信号处理器的多路数据采集系统,具有成本较低、集成度较高等特点，同时具有一定数字处理能力。
关键词：数据采集和处理，A/D转换，D/A转换，采样保持
目录
1 设计任务及要求的分析 (4)
2 方案比较及认证 (4)
3 硬件电路原理 (5)
3.1 模拟输入输出通道 (5)
3.1.1模拟输入通道 (5)
3.1.2三种数字滤波算法及其比较选择 (6)
3.2 数字输入输出通道及处理 (8)
3.2.1 数字输入通道 (8)
3.3数字量的输出电路 (11)
4 软件设计及程序 (12)
4.1 软件思想 (12)
4.2 流程图 (12)
4.2.1 模拟通道系统框图 (12)
4.2.2 数字通道系统框图 (13)
5 仿真 (14)
7参考资料 (16)
附录一芯片资料 (17)
附录二硬件电路图 (21)
附件三程序清单 (21)
1 设计任务及要求的分析
数据采集系统的任务，具体地说，就是传感器从被测对象获取有用信息，并将其输出信号转换为计算机能识别的数字信号，然后送入计算机进行相应的处理，得出所需的数据。同时，将计算得到的数据进行显示、储存或打印，以便实现对某些物理量的监视，其中一部分数据还将被生产过程中的计算机控制系统用来进行某些物理量的控制。
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。数据处理就是从采集到的原始数据中，删除干扰噪声、无关信息和不必要的信息，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的物理量形式，以可输出的形态在输出设备上输出，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。
数据采集及数据处理的过程，可以理解为先采集数据，然后将数据输入到CPU，最后输出数据。在这一过程中，还要选择数据通道。为了适应芯片的电压值，还可能需要把传入的模拟电压放大或缩小，转换成模拟信号后，驱动相应的执行机构，达到控制的目的。在输出过程中，芯片输出可能为电流信号，也可能为电压信号。根据本题目的要求，需将电流信号转换成电压信号。
2 方案比较及认证
数据采集系统主要需要解决的是模拟量输入通道问题，在众多的模拟量输入中，需要确定模拟量输入通道的结构。模拟量通道结构有两种，一种是每路模拟量均有各自独立的A/D转换器、采样/保持器，另一种是多路模拟量共用一套采样/保持器、A/D转换器。
在两种结构中，前者电路结构简单，程序设计方便。由于每路模拟量均需各自独立的A/D转换器，因此尽管只有一个处理器，但A/D转换是并行的，具有很快的转换速度。由于使用的A/D转换器数量多，故总体成本高昂，仅在高速
数据采集系统中采用；后者具有经济实用等良好特点,在性能指标要求许可的情况下，一般采用该方案。尤其高性能的A/D转换器件不断推出，选择一种A/D 转换器满足多路数据采集还是比较容易的。因此，设计中选择了多路选择开关4067。
D/A转换部分主要解决数字到模拟的功能，最常用的数模转换器为DAC0832，将输入的数字量转换成差动的输出。为了使其能变成电压输出，又要经过运算放大器。
模拟输出通道有两种基本结构形式：一个通道设置一个数/模转换，速度快，工作可靠，缺点是使用了较多的D/A转换器；多个通路共用一个数/模转换器，即转换成模拟电压后，通过多路模拟开关传送给输出采样保持器。这种结构形式的优点是节省了数/模转换器，但因为分时工作，只适用于通路数量多且速度要求不高的场合。还要用多路开关，且要求输出采样保持器与采样时间之比较大。
3 硬件电路原理
3.1 模拟输入输出通道
3.1.1模拟输入通道
本模块使用MC14067B芯片，通过ABCD端口选择输入路，再将此路信号处理后输入到AD0808中转换为数字信号，输入单片机。
各通道的模拟信号经过差分电路和采样保持电路输入到0808 的输入端，根据模拟输入通道的地址，CPU向ADC0808发转换启动指令，在START和ALE的输入端即出现一个正脉冲，在其上升沿锁存其通道选择信号，下降沿启动A/D转换，经过大约64个时钟周卿，A/D转换结束。在转换开始时EOC输出端即由高电平变为低电平，待转换结束它又自动由低电平变为高电平。CPU发出转换启动信号后，即通过OB口(IC)不断查询EOC的输出端是否-已变成高电平，若EOC已变为高电，就表示A/D转换已经完成，这时CPU可以发读指令，以使OE端出现正脉冲，打开ADC0808的三态数据输出锁存器，读取A/D变换后的数据，这样即完成了一次从模拟量到数字量的转换。
图1 模拟输入通道
3.1.2三种数字滤波算法及其比较选择
在模拟信号中常带有高低频干扰信号，它们将直接影响转换精度，使采集的数据不可信。这些干扰信号一般在A/D转换前用RC滤波器加以过滤，但由于滤波电容C不能取得太大，而难以滤去频率较低的干扰。为此，在硬件滤波的基础上还需加上软件滤波，软硬兼施，方能有效的将模拟信号中的干扰信号降到最低限度。
（1）一阶滞后滤波
公式为YK =(X1+X2+X3+…+XN)/N，在一个周期内的不同时间点取样，然后求其平均值，这种方法可以有效的消除周期性的干扰。同样，这种方法还可以推广成为连续几个周期进行平均。
（2）中位值滤波
这种方法的原理是将采集到的若干个周期的变量值进行排序，然后取排好顺序的值得中间的值，这种方法可以有效的防止受到突发性脉冲干扰的数据进入。在实际使用时，排序的周期的数量要选择适当，如果选择过小，可能起不到去除干扰的作用，选择的数量过大，会造成采样数据的时延过大，造成系统性能变差。（3）限幅滤波法
由于大的随机干扰或采样器不稳定，是的采集数据偏离实际值太原，为此采用上、下限幅，当大于上限值时取上限值，小于下限值时取下限值，当处于上限值和下限值中间的时候，取值本身。
对于变化较缓慢的一次参数，可使用一阶滞后滤波，而对于变化较快的参数，可使用算数平均值滤波。
本段通过将每一路的值输入后除以10，然后相加，得到每一路通道的平均值为算数平均值数字滤波算法。同时也减少了存储单元的个数，仅用16个，70H 到7FH。
MOV A，@R0 ；本模块为数字滤波
MOV B，#10 ；将转换后的数字量除以10
DIV AB
ADD @R0，A
INC R0 ；指向下一个存储单元
POP ACC
3.1.3模拟输出通道
为了用DAC0832进行数/模转换，可以使用两种方法对数据进行锁存。
使输入寄存器工作在不锁存状态，而使DAC寄存器工作在锁存状态。就是使WR1为底电平，CS为低电平而ILE为高电平，这样，输入寄存器的锁存信号处于无效状态；另外，WR2和XFER端输入一个负脉冲，从而使DAC寄存器工作在锁存状态。这样做，也可以达到锁存目的。
当DAC0832工作在单缓冲寄存器方式下，即当CS信号来时，D0~D7数据线送来的数据直接进行D/A转换，当IOW变高时，则此数据便被锁存在输入寄
存器中，因此D/A转换的输出也保持不变。
DAC0832将输入的数字量转换成差动的电流输出，为了使其能变成电压输出，所以又经过运算放大器，形成单极性电压输出。
然后通过十六选一的通道反向使用，输出各通道的模拟量。
图2 模拟输出通道
3.2 数字输入输出通道及处理
3.2.1 数字输入通道
为方便起见，本次采用通道0为例，实际上由A/D转换器将连续变化的模拟电压或电流转换为数值上等效的数字信号，以便计算机可以识别和接收。ADC0808是采用CMOS工艺的多路8位逐次比较型A/D转化器，芯片内包括8通道多路模拟开关、8位A/D转化器和一个8位的数据输出锁存器。8通道多路模拟开关由8通道模拟开关及地址译码器组成，主要功能是为多路A/D转换提供方便，允许8路模拟量输入使用同一个A/D转化器。ADC0809采用单一的+5V 电源供电，允许的模拟量输入范围为0-5V的单极性，无须进行零位和满度调整。
图3 数字输入通道
有一路信号(0V~5V)从ADC0809的IN0通道输入，地址输人端A、B、C均接地，这时IN0的通道地址为OOH。0808是8位ADC，对0V-5V的信号，其转换精度为20mV／级。P2.4和WR、RD共同组成ADC0809的口地址和启动转换控制信号。当P2.4=0时，指定ADC0808的口地址为0EFFFH；当8051的WR 来到时，0809的ALE在脉冲的上升沿锁存地址信号，START在脉冲的高电平启动A/D转换。A/D转换流程图：
图4 AD转换流程图
3.3数字量的输出电路
将上一段存储的数据通过十六选一的多路开关输出，为了减小误差，采用光电耦合器，将输出和输入隔离开，输出的电压为10V。
图5 数字量输出通道
4 软件设计及程序
4.1 软件思想
本设计由模拟通道与数字通道组成，两个系统完全独立，二者之间没有软件和硬件的联系，所以两个流程图之间没有逻辑关系。
4.2 流程图
4.2.1 模拟通道系统框图
图6模拟通道系统框图
十六路通道模拟输入
调理电路将20mv 按标度，升到10V
通过片选选择一路输入
通过AD0809进行AD 转换
转换后的八位数值存入单片机RAM 中
是否输入16路 数字滤波
通过DAC0832进行DA 转换
通过MC14057B 和片选将结果输出
输入10次
是
4.2.2 数字通道系统框图
开关量通过十六选一多路开关输入
对开关量进行调理，将20mv调理到5V
将调理后的电压输入单片机RAM存储
否
是否输入16路
将每一路信号加在一起存入RAM中
否
是否输入10次
是否
判断和是否大于5
本路信号为“1”本路信号为“0”
通过MC14057B和片选将结果输出
图7 数字通道系统框图
5 仿真
图8 液晶屏显示图
图9 数字输出
为了仿真方便起见我们用一路输入进行仿真为例
由液晶屏显示模拟输入20mv数字量为1时数字输出为9.95v基本符合要求
6 总结
本次课程设计来的十分突然，我们要在几天时间内完成一个课题的设计。
本次题目刚拿到手时，我觉得有些无从下手。在查阅了不少资料后，终于有了一定的方向。由于仿真要使用16选1模拟开关MC14067B，而我们使用的protues中没有这一芯片，不得不寻找其他办法代替。于是，就出现了如今这张电路图。虽然十分简陋，但也算是一个较为合理的解决办法。
总之，在这次课程设计过程中，我既学习到了计算机控制技术的知识，又学到了许多书本之外宝贵的分析动手能力。与其临渊羡鱼，不如退而结网。这次课程设计给我的最大的印象就是如果自己有了兴趣，就动手去做，困难在你的勇气和毅力下是抬不了头的。在设计过程中遇到的问题是很多的，但我想难免会遇到这样或那样的问题，同时在设计的过程中发现了自己的不足之处，对以前所学过的知识理解得不够深刻，掌握得不够牢固。通过这次课程设计之后，一定把以前所学过的知识重新温故。
7参考资料
[1]于海生，等. 《计算机控制技术》. 北京：，机械工业出版社，2007.
[2] 彭虎，周佩玲，傅忠谦编著. 《微机原理与接口技术》. 北京：电子工业出
版社，2008.
[3] 陈立周，陈宇编. 《单片机原理及其应用》. 北京：机械工业出版社，2006.
[4] 徐爱钧编著.《单片机高级语言C51应用程序设计》. 电子工业出版社,2002.
[5] 康华光,邹寿彬,秦臻编著.《电子技术基础数字部分》. 高等教育出版
社,2006.
附录一芯片资料
（1）多路转换器
数据采集端口为16路多路开关，可以按照需要选定其中1路端口，为实现此功能，采用了MC14067B芯片，MC14067B用来切换信号的传输十分方便。此芯片可以正反两用。
MC14067B芯片具备1个使能端，4路地址码端，构成16状态，控制16路信号的输入。根据要求，输入模拟信号为0~20mV，而A/D转换芯片0808输入为-5V~+5V，为了提高分辨率，我们将输入信号进行放大，采用了同相比例放大电路。
图8 MC14067B的管脚图和通道选择
通过ABCD，的值可以选择十六路通道中的某一路输入到AD0809中，进行AD转换。也可以将DA0832转换后的数据输出。
（2）A/D转换器
实现模拟量变换成数字量的设备，ADC0808/0809是带有8：1多路模拟开
关的8位A/D 转换单片CMOS 芯片，由芯片的A ，B ，C 三个引脚来选择模拟通道中的一个，但我们仅适用0通道来进行转换把转换后的数字值存入单片机的RAM 里。ADC0808/0809内无时钟，必须靠外部提供时钟，在进行应用设计时，推荐使用640KHz 左右的时钟频率。
图10 ADC0809芯片
ADC0809各引脚的功能说明如下：
C AD
D 、B ADD 、A ADD ：3位通道地址输入端，为三位二进制码。由000～
111，分别选中0IN ～7IN 。
0IN ～7IN ：8路模拟信号输入通道。
ALE ：地址锁存允许输入端(高电平有效)，当A L E 为高电平时，
允许C ADD 、B ADD 、A ADD 所示的通道被选中；（该信号的上升沿使多路开关的地址码C ADD 、B ADD 、A ADD 锁存到地址寄存器中）。
START ：启动信号输入端，此输入信号的上升沿使内部寄存器清零，下降
沿使A/D 转换器开始转换；
EOC ：A/D 转换结束信号，它在A/D 转换开始时由高电平变为低电平，转换结束后，由低电平变为高电平，此信号的上升沿表示A/D 转换完毕，常用做中断申请信号。
OE ：输出允许信号，高电平有效，用来打开三态输出锁存器，将数据送到数据总线。
CP ：外部时钟信号输入端，改变外接RC 元件，可改变时钟频率，从而决定A/D 转换的速度。A/D 转换器的转换时间T C 等于64个时钟周期，CP 的频率范围为10～1280kHz 。当时钟脉冲频率为640kHz 时，T C 为100us 。
)(+EF R 和)(-EF R ：基准电压输入端，它们决定了输入模拟电压的最大值和最小值。
GND ：地线。
（3） D/A 转换器
实现数字量转换成模拟量的设备，DAC0832是美国国家半导体公司生产的8位D/A 芯片，共有20个引脚。它具有与微机连接简单、转换控制方便、价格低廉等特点，微机系统中得到广泛的应用。
图11 0832功能示意图
数据采集系统微机原理课设
微型计算机原理及接口技 术课程设计 学院：专业：班级：学号：姓名：指导教师： 第一部分 课程设计任务书 、设计内容（论文阐述的问题） 设计一个数据采集系统 基本要求：要求具有 8 路模拟输入 输入信号为 0 —— 500mV 采用数码管 8 位，显示十进制结果 输入量与显示误差 <1%
发挥部分： 1、速度上实现高精度采集 2、提高系统精度 3、设计抗干扰性 二、设计完成后提交的文件和图表 1. 计算说明书部分： 数据采集是指将压力、流量、温度、位移等模拟量转换成数字量后，再由计算机进行存储、处理、显示、或打印的过程，相应的系统就称为数据采集系统。 数据采集的任务，就是采集传感器输出的模拟信号并转换成计算机能识别的数字信号，然后送入计算机进行相应的计算和处理，取得所需的数据。同时，将计算机得到的数据进行显示或打印，以便实现对某些物理量的监控。 数据采集性能的好坏，主要取决于他的精度和速度。在保证精度的条件下，应有尽可能高的采样速度。 数据采集系统应具有功能： 1）数据采集 计算机按照选定的采样周期，对输入到系统的模拟信号进行采样，称为数据采集。 （2）模拟信号处理模拟信号是指随时间连续变化的信号，模拟信号处理是指模拟信号经过采样和 A/D 转换输入计算机后，要进行数据的正确性判断、标度变换、线性化等处理。 （3）数字信号处理数字信号处理是指数字信号输入计算机后，需要进行码制的转换处理，如 BCD 码转 换成 ASCII 码，以便显示数字信号。 （4）屏幕显示 就是用各种显示装置如 CRT、 LED 把各种数据以方便于操作者观察的方式显示出来。
（5）数据存储 数据存储是就是将某些重要数据存储在外部存储器上。 在本次设计中，我们采用 8259 作为中断控制器， 8255 作为并行接口， ADC0809 作为模数转换器。 2、图纸部分： 含有总体设计的功能框图、所用各种器件的引脚图、内部逻辑结构框图以及相应器件的真值表，还包括总设计的硬件连接图及软件设计流程图等。 第二部分 一、设计指标设计一个数据采集系统基本要求 :微型计算机最小系统 具有 8 路模拟输入 输入信号为 0 —— 500mV 采用数码管8位，显示十进制结果 输入量与显示误差＜1% 中断方式 二、设计方案论证 考虑本数据采集系统要求，该系统的功能框图如下： LEDfi 示 1--- TT----- 模拟量籀人‘；放大器 =A/D转换器二;中断控制器一「8088CPU | 图1系统功能框图
简易数据采集系统的设计
简易数据采集系统设计 题目：二选一 1． 设计一个单片机控制的数据采集系统，要求A/D 精度12位，采样频率最高100KHz,输 入8路信号，分时复用A/D 芯片，将采集到的波形进行4K 的SRAM 存储，然后通过串行口发送给计算机 2． 设计一波形发生电路，计算机通过串行口向板卡发送波形电路，波形存储到板卡上的 SRAM 中，然后进行计算机控制的D/A 波形产生，板卡上用单片机进行控制 要求： 1． 选择器件，确定具体型号。 2． 画原理图。 3． 根据器件封装画PCB 图。 4． 写出相应的单片机和微机控制程序。 5． 写出详细的原理分析报告。 器件选择： TI 公司生产的8位逐次逼近式模数转换器ADC0809，8051，MAX232 原理图如下： 原理报告原理报告：： 采集多路模拟信号时，一般用多路模拟开关巡回检测的方式，即一种数据采集的方式。利用多路开关（MUX ）让多个被测对象共用同一个采集通道，这就是多通道数据采集系统的实质。当采集高速信号时，A/D 转换器前端还需加采样/保持(S/H)电路。 待测量一般不能直接被转换成数字量，通常要进行放大、特性补偿、滤波等
环节的预处理。被测信号往往因为幅值较小，而且可能还含有多余的高频分量等原因，不能直接送给A/D 转换器，需对其进行必要的处理，即信号调理。如对信号进行放大、衰减、滤波等。 通常希望输入到A/D 转换器的信号能接近A/D 转换器的满量程以保证转换精度，因此在直流电流电源输出端与A/D 转换器之间应接入放大器以满足要求。 本题要求中的被测量为0～5V 直流信号，由于输出电压比较大，满足A/D 转换输入的要求，故可省去放大器，而将电源输出直接连接至A/D 转换器输入端。 关于A/D 转换器的选取： 1.转换时间的选择 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。 2.ADC 位数的选择 A/D 转换器的位数决定着信号采集的精度和分辨率。 要求精度为0.5%。对于该8个通道的输入信号，8位A/D 转换器，其精度为 8 0.39%2 ?= 输入为0～5V 时，分辨率为 8 50.019611 22Fs N V v ==?? Fs v —A/D 转换器的满量程值 N —ADC 的二进制位数 量化误差为 8 50.0098(1)2 (1)2 22Fs N Q V v = = =?×?× ADC0809是8位逐次逼近式模数转换器，包括一个8位的逼近型的ADC 部分，并提供一个8通道的模拟多路开关和联合寻址逻辑，为模拟通道的设计提供了很大的方便。
基于TLC549的数据采集系统设计
基于TLC549的数据采集系统设计 Time:2009-09-22 11:14:00 Author: Source:电子元器件应用 杨来侠，万建军 （西安科技大学，陕西西安710054） 0 引言 现代自动控制系统中需要测量和控制的参数往往都是连续变化的模拟信号，如温度，压力，流量，速度等。这些物理量和控制参数往往都是连续变化的电压和电流，因此，必须将其变换成数字量（即需经模，数转换），才能被数字计算机所识别。这些数字量在计算机内经过运算处理，可以得到一个数字形式的控制量，将这些控制量经过数/模转换器，变成模拟电压或电流信号，再送到执行机构去驱动相应的设备动作，即可实现对生产过程的自动控制。 1 TLC549的主要特点和工作原理 l.l TLC549的主要特点 TLC549是采用IinCMOSTM技术并以开关电容逐次逼近原理工作的8位串行A／D7芯片，可与通用微处理器、控制器通过I／O CLOCK、CS、DATA OUT三条口线进行串行接口。TLC549具有4MHz的片内系统时钟和软、硬件控制电路，转换时间最长为17μs，允许的最高转换速率为40000次/s。总失调误差最大为±0．5LSB，典型功耗值为6 mW。TLC549采用差分参考电压高阻输入，抗干扰，可按比例量程校准转换范围，由于其VREF-接地时，(VREF+)-(VREF-)≥1 V，故可用于较小信号的采样，此外，该芯片还单电源3～6v的供电范围。总之，TLC549具有控制口线少，时序简单，转换速度快，功耗低，价格便宜等特 点，适用于低功耗袖珍仪器上的单路A/D采样，也可将多个器件并联使用。TLC549的内部结构框图和管脚名称如图1所示。 1.2 TLC549的极限参数,
多路数据采集系统设计毕业论文
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
BCBS《有效风险数据采集和风险报告十四条原则》
BCBS《有效风险数据采集和风险报告十四条原则》 编者按：6月26日，巴塞尔银行监管委员会发布《有效风险数据采集和风险报告原则》的咨询文件。文件旨在改善银行风险数据采集能力和风险报告做法，具体包括强化治理与基础设施、风险数据采集能力、风险报告做法和监管等方面的14项原则。 一、简介 （一）概述。2007年全球金融危机中一个最深刻的教训是，银行信息技术和数据架构不足以支持广泛的金融风险管理。许多银行缺乏快速准确采集银行集团层面、不同业务领域以及不同法律实体之间风险和风险集中度的能力。一些银行由于风险数据采集能力和风险报告能力不足，无法有效管理风险，对银行自身及整个金融体系稳定造成了严重后果。为加强银行识别和管理全行风险能力，2009年7月巴塞尔银行监管委员会颁布第二支柱指引（监管检查程序），强调指出，良好的风险管理系统应当有适当的管理信息系统（MIS）。此外，根据金融稳定理事会《金融机构有效处置框架的关键要素》及其原则，处置当局及时共享集成的风险数据是十分重要的。提高银行采集风险数据的能力可以有效改善金融机构特别是全球系统性重要银行的可处置性。 （二）风险数据采集定义。在本文件中，风险数据采集是指根据银行的风险报告要求，定义、收集和处理风险数据，衡量银行对风险容忍度/偏好的能力。具体包括分类、合并或分解数据集。
（三）目的。巴塞尔委员会提出该原则，旨在提高银行的风险数据采集能力和风险报告有效性。巴塞尔委员会认为，改进风险数据采集能力和风险报告做法的长远利益将超过由银行承担的初始投资成本。 二、十四条原则 （一）强化治理和基础设施 原则1：治理—银行的风险数据采集能力和风险报告做法应受到强有力的治理，与巴塞尔委员会规定的其他原则和指导一致。银行的风险数据采集能力和风险报告做法应该满足以下三点要求：一是进行全面记录和高标准验证；二是充分考虑新举措的影响，包括收购/资产剥离、新产品开发以及IT系统变化等；三是不受银行集团架构的影响。 原则2：数据架构和IT基础设施—银行应设计、建设和维护数据架构和IT基础设施，在满足巴塞尔委员会其他原则要求的基础上，不管正常时期还是压力或危机时期都能全力支持其风险数据采集能力和风险报告做法。一是风险数据采集和风险报告应纳入银行长期可持续发展规划之中并分析其商业影响。二是银行应建立完整的数据分类与结构。三是风险数据和信息管理要职责分明。风险管理者要确保数据的使用在完全监督之下，银行决策者要确保数据的来源及时准确，相应的风险数据采集功能和风险报告机制与公司政策保持一致。 （二）完善风险数据采集能力 原则3：准确性和真实性—银行应能够生成准确和可靠的风
单路数据采集系统设计
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。
一种新的基于ARM的数据采集系统设计
?应用技术研究? 一种新的基于AR M 的数据采集系统设计 罗 浩 1a,2 ,谢华成 1b (1.信阳师范学院a .物理电子工程学院; b.网络信息与计算中心,河南信阳464000; 2.华中科技大学电子系,湖北武汉430074) 摘 要:给出了一种新的基于AR M 的数据采集系统硬件和软件设计方案1硬件主要由微处理器芯片 S3C44BOX 、US B 接口芯片I SP1362、AD 转换芯片AD7829等构成1系统能实现8路同时采集,单路采集速率100ks p s,且通过设置Device 和Host 两种模式,可在无PC 机的情况下进行数据采样与存储,从而实现了脱机式 应用1 关键词:数据采集;US B;S3C44B0X;AD7829;I SP1362 中图分类号:TP273 文献标识码:A 文章编号:100320972(2006)022******* 0 引言 数据采集是测控系统中的核心单元之一,目前常用的 数据采集方式是A /D 卡和422、485等总线板卡[1],这类方 式的数据采集过程必须依赖PC 机完成,不便野外应用;故研制能够实现脱离PC 机进行数据采集的数据采集卡具有实际意义1 本文提出的基于AR M 的数据采集系统设计方案,以 S3C44B0X 为主控制器,控制AD7829进行数据采集,并控 制US B 接口芯片(I SP1362)进行数据传输1本设计综合利用了S3C44B0X 的高性能、低成本和能耗省的特点,设计了 US B 数据通信的Device 模式和Host 模式,在没有PC 机的 情况下,工作在Host 模式,可以直接与外存储器相连进行脱机式数据采集,实现了脱机式应用1 1 硬件设计 1.1 方案选择 目前,对于US B Host 的开发方式主要有两种选择:一种是选用集成了US B 接口的单片机,比如Cyp ress 公司生产的EZ -US B 系列,I ntel 的8X930AX 系列等1此种开发工具虽然编程简单,但需要购置专门的开发系统,投资较大;另一种是选择普通的单片机或嵌入式微处理器,加专用的US B 接口芯片进行开发1后者不需要购买新的开发系统,节省投资1因此我们采用了第二种方案进行开发1 为了便于开发和扩展Device 、Host 模式,选择了较新且易于开发的US B 接口芯片I SP1362;且为了满足8路采集, AD 转换芯片选择了AD7829;适于I SP1362的开发,其主控 器芯片选择了高性能、低功耗的AR M 芯片S3C44BOX 1三星的S3C44B0X 是为手持设备和通用设备而设计的一款16/32位R I SC 结构的低成本高性能的单片机1为了降低产品的总体成本,S3C44B0X 还提供了如下的配置: 8K B 高速缓存(cache )、可配置的片内SRAM 、LC D 控制器、 两路带握手功能的UART (通用串行口)、4路DMA 控制器、系统管理功能(片选逻辑,FP /E DO /S DRAM 控制器)、5路带P WM 的定时计数器、I/O 接口,RTC (时钟)、8路10位ADC 、II C 总线、II S 总线、同步SI O 接口和为系统提供时钟而设的P LL 倍频电路[2]1 系统分为四大部分:8路AD 转换,US B 接口,AR M 主控器以及S DRAM (2M )、Flash (2M )1AD7829构成的模数转换(8路模拟输入、8位数字输出),在S3C44B0X 控制下完成数据采集,再通过US B 接口传输到外存储器1如图11 图1 系统结构框图 F i g .1The syste m structure d i a gram S3C44B0X 自身虽集成有8路10位ADC,但没有采样 保持电路,其内部集成的A /D 转换只能输入0～100Hz 的模拟信号,因此我们需要对其进行扩展1AD7829作为A /D 转换,S3C44B0X 作为控制器,利用S3C44B0X 的P D 口为双向口来进行扩展,以S3C44B0X 的P D 口发出脉冲作为 AD7829的CONVEST 的负脉冲,进行模数转换,同时能够 收稿日期:2005211230 基金项目:湖北省重大科技攻关项目(2002AA101C39 ) 作者简介:罗 浩(19702),男,河南信阳人,讲师,在读硕士研究生,主要从事电子技术方向研究1 3 02信阳师范学院学报(自然科学版)Journal of Xinyang Nor mal University 第19卷 第2期 2006年4月 (Natural Science Editi on )Vol .19No .2Ap r .2006
数据采集系统
湖南工业大学科技学院 毕业设计（论文）开题报告 （2012届） 教学部：机电信息工程教学部 专业：电子信息工程 学生姓名：肖红杰 班级： 0801 学号 0812140106 指导教师姓名：杨韬仪职称讲师 2011年12 月10 日
题目：基于单片机的数据采集系统的控制器设计 1.结合课题任务情况，查阅文献资料，撰写1500～2000字左右的文献综述。 近年来，数据采集及其应用技术受到人们越来越广泛的关注，数据采集系统在各行各业也迅速的得到应用。如在冶金、化工、医学、和电器性能测试等许多场合需要同时对多通道的模拟信号进行采集、预处理、暂存和向上位机传送、再由上位机进行数据分析和处理，信号波形显示、自动报表生成等处理，这些都需要数据采集系统来完成。但很多数据采集系统存在功能单一、采集通道少、采集速率低、操作复杂、并且对操作环境要求高等问题。人们需要一种应用范围广、性价比高的数据采集系统，基于单片机的数据采集系统具有实现处理功能强大、处理速度快、显示直观，性价比高、应用广泛等特点，可广泛应用于工业控制、仪器、仪表、机电一体化，智能家居等诸多领域。总之，无论在那个应用领域中，数据采集与处理越及时，工作效率就超高，取得的经济效益就越大。 数据采集系统的任务，就是采集传感器输出的模拟信号转换成计算机能识别的信号，并送入计算机，然后将计算得到的数据进行显示或打印，以便实现对某些物理量的监测，其中一些数据还将被生产过程中的计算机控制系统用来控制某些物理量。 数据采集系统的市场需求量大，特别是随着技术的发展，可用数据器为核心构成一个小系统,而目前国内生产的主要是数据采集卡，存在无显示功能、无记忆存储功能等问题，其应用有很大的局限性，所以开发高性能的，具有存储功能的数据采集产品具有很大的市场前景。 随着电子技术的迅速发展，，一些高性能的电子芯片不断推出，为我们进行电子系统设计提供的更多的选择和更多的方便，单片机具有体积小、低功耗、使用方便、处理精度高、性价比高等优点，这些都使得越来越广泛的选用单片机作为数据采集系统的核心处理器。一些高性能的A/D转换芯片的出现也为数据采集系统的设计提供了更多的方便，无论是采集精度还是采样速度都比以前有了较大的提高。其中一些知名的大公司如MAXIM公司、TI公司、ADI公司都有推出性能比效突出的 A/D转换芯片，这些芯片普通具有低功耗、小尺寸的特点，有些芯片还具有多通道的同步转换功能。这些芯片的出现，不仅因为芯片价格便宜，能够降低系统设计的成本，而且可以取代以前繁琐的设计方法，提高系统的集成度。 数据采集器是目前工业控制中应用较多的一类产品，数据采集器的研制已经相当成熟，而且数据采集器的各类不断增多，性能越来越好，功能也越来越强大。 在国外，数据采集器已发展的相当成熟，无论是在工业领域，还是在生活中的应用，比如美国FLUKE公司的262XA系列数据采集器是一种小型、便携、操作简单、使用灵活的数据采集器，它既可单独使用又可和计算机连接使用，它具有多种测量
基于单片机的数据采集系统设计
本科毕业论文（设计、创作） 题目：基于单片机的数据采集系统设计 学生姓名：学号：023******* 所在院系：信息与通信技术系专业：电子信息工程 入学时间：2010 年9 月导师姓名：职称/学位：讲师/博士 导师所在单位： 完成时间：2014 年 5 月安徽三联学院教务处制
基于单片机的数据采集系统设计 摘要：本篇论文讲述了在单片机的基础上的数据采集系统的设计，在此设计过程中需要的硬件很多，但主要是以单片机为核心。单片机的作用有很多，而且能够满足本设计所需要的功能即数据的采集和通信之间的控制。本设计分为软硬件两个模块，其中后者除了上面所提到的单片机以外还有A/D模数转换模块，显示模块，和串行接口等一些模块接口部分。数据采集并且响应主机的命令主要是从机的职能。如果打算通过从机采集到的数据进行模数转换，重要一点是使用模数转换器也就是即将用到的ADC0809(8分辨率的D/A转换集成芯片)将8路被测电压进行模数转换，串行口将转变后的数据传输到上位机，数据的接受，处理和显示都是由上位机负责，所采集的数据利用LED(Light Emitting Diode,即发光二极管)来显示。在该系统中，软件是在设计过程中充当着重要的角色。其中软件部分主要是在KEIL环境下使用我们之前学习过的C语言进行对数据采集系统、模数转换系统、数据显示、数据通信等程序的设计。 关键词：数据采集系统;89C52; ADC0809;MAX232; LED
Design of data acquisition system based on SCM Abstract：The film tells the paper on the basis of data collected microcontroller collection system design, hardware design process requires a microcontroller core is mainly, connection between analog and digital domains of data acquisition system is an indispensable bridge. In this study, based on the single-chip microcomputer data acquisition is as the center of gravity, so the microcontroller core part of the hardware of this system. In order to realize data acquisition and communication control to choose modular design USES MCU to complete, also includes A/D analog-to-digital conversion module, display module, and serial interface section. Data acquisition and command response of the host is mainly from the machine functions. If want to use data were collected from the machine, modulus conversion, important is to use the measured voltage will be 8 road of adc, modulus conversion, serial port to transmit the data after a switch to PC, data receiving, processing and display are made by PC, data collected by the use of LED to display. The main part of which software is in KEIL environment, using C language for data acquisition system, analog-digital conversion system, the data show that the design of data communications and other procedures. Keyword:Data acquisition;AT89C52;ADC0809; MAX232;LED
基于8051单片机的数据采集系统设计
基于8051单片机的数据采集系统设计 一．设计任务 设计一个数据采集系统，要求： 1.有一组开关量和1路模拟量，采样开关量控制一组发光二极管，定时采样模拟量并显示出来。 2.定时采样ADC0809某通道模拟信号，每隔2秒在显示器或数码管上显示出来。 3.定时的实现。 二．设计思路 数据采集是指从传感器和其他待测设备中自动采集模拟或数字信号电量或非电量信号送入控制器中进行分析和数据处理。 本设计采用单路模拟信号的数据采集。设计思路为：通过传感器采集待测的信号，将其转换为相应的电压信号，经运算放大器放大后送入模数转换器ADC0809在单片机的控制下进行模数转换。每次转换结束后，单片机在控制电路的作用下将数据读走存入片内存储器。而单片机则需要将收到的数据送入PC机中进行相应处理。单片机与PC 间的数据通信方式为串口通信协议RS 232，通过芯片MAX232进行电气匹配。 目录
一．系统总统设计方案 二．系统的硬件设计 2.1信号调理电路 2.2数据采集电路 2.3 80C51芯片内部功能与引脚介绍 三．系统的软件设计 3.1主程序 3.2 A/D转换 3.3数据采集中断程序 四．设计总结 五．参考文献 六．附录—数据采集系统原理图一．系统总统设计方案
根据系统基本要求，将本设计系统划分为信号调理电路、8路模拟信号的产生与A/D 转换器、发送端的数据采集与传输控制器、人机通道的接口电路、数据传输接口电路几个部分。 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。系统框图如下图1所示。 图1 一般系统框图 二．系统的硬件设计 2.1信号调理电路 信号调理能够将被测对象的输出信号变换成计算机要求的输入信号。如图2所示，为 避免小信号通过模拟开关造成较大的附加误差，在传感器输出信号过小时，每个通道应 设前置放大环节。 图2 信号调理过程 2.2 数据采集电路 把连续变化量变成离散量的过程称为量化，也可理解为信号的采样。 把以一定时间间隔T逐点采集连续的模拟信号，并保持一个时间t，使被采集的信号变成时间上离散、幅值等于采样时刻该信号瞬时值的一组方波序列信号，即采样信号。
油井数据采集与远程控制系统设计方案
油井数据采集与远程控制系统设计方案 技 术 设 计 方 案 介 绍 公司简介 我公司专业从事数字网络视频监控系统、智能视频分析、机房动力环境监控、机房建设、雷达测速、闯红灯电子警察抓拍、电子治安卡口、智能控制等智能化系统开发的大型综合型企业，欢迎来电洽谈业务！ 质量方针：以人为本、质量第一 公司成立至今，坚持以领先的技术、优良的商品、完善的售后服务、微利提取的原则服务于社会。我公司为您提供的产品，关键设备采用高质量进口合格产品，一般设备及材料采用国内大型企业或合资企业的产品，各种产品企业都通过 ISO9001国际质量体系认证。有一支精良的安防建设队伍，由专业技术人员为您设计，现场有专业技术人员带领施工，有良好职业道德施工人员。我公司用户拥有优质的设计施工质量和优质的售后服务保障。 客户哲学：全新理念、一流的技术、丰富的经验，开创数字新生活 专注——维护世界第一中小企业管理品牌、跟踪业界一流信息技术、传播经营管理理念是莱安永恒不变的追求，莱安坚持“全新的理念、一流的技术、丰富的经验、优质的服务”，专注于核心竞争力
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数据采集系统设计
目录 摘要 (1) 1 引言 (2) 1.1 数据采集系统的简介. (2) 1.2 课程设计内容和要求 (3) 1.3 设计工作任务及工作量的要求 (3) 2 内容提要 (3) 3 系统总体方案 (3) 3.1 系统设计思路 (3) 3.2 系统总体框图 (4) 4 硬件电路设计及描述 (4) 4.1 8253芯片及工作原理 (4) 4.1.1 基本组成及工作原理 (4) 4.1.2 8253与系统连接 (5) 4.2 ADC0809内部功能与引脚介绍 (5) 4.2.1 引脚排列及各引脚的功能 (6) 4.2.2 ADC0809工作方式 (7) 4.2.3 ADC0809与系统连接 (8) 4.3 单片机89C51的引脚与功能介绍 (8) 4.4 8255并行口芯片基本组成及工作原理 (10) 4.4.1 8255的内部结构 (11) 4.4.2 8255的工作方式 (12) 4.2.3 8255与系统连接 (12) 4.5 LED显示部分接线及工作原理 (13) 4.5.1 LED显示工作原理 (13) 4.5.2 LED显示部分接线 (14) 4.6 总体电路图 (14) 5 软件设计流程及描述 (15) 5.1 主程序设计思路 (15)
5.2 部分程序设计流程图 (16) 5.2.1 8253程序流程图 (16) 5.2.2 8255程序流程图 (17) 5.2.3 数据处理流程图 (17) 5.2.4 LED显示流程图 (17) 5.3 汇编语言程序清单 (18) 5.4 仿真结果 (21) 6 课程设计体会 (21) 参考文献 (23)
摘要 数据采集是从一个或多个信号获取对象信息的过程。随着微型计算机技术的飞速发展和普及，数据采集监测已成为日益重要的检测技术，广泛应用于工农业等需要同时监控温度、湿度和压力等场合。数据采集是工业控制等系统中的重要环节，通常采用一些功能相对独立的单片机系统来实现，作为测控系统不可缺少的部分，数据采集的性能特点直接影响到整个系统。 本课程设计采用89C51系列单片机，89C51系列单片机基于简化的嵌入式控制系统结构，具有体积小、重量轻，具有很强的灵活性。设计的系统由硬件和软件两部分构成，硬件部分主要完成数据采集，软件部分完成数据处理和显示。数据采集采用AD0809模数转换芯片，具有很高的稳定性，采样的周期由可编程定时/计数器8253控制。完成采样的数据后输入单片机内部进行处理，并送到LED显示。软件部分用Keil软件编程，操作简单，具有良好的人机交互界面。程序部分负责对整个系统控制和管理，采用了汇编语言进行了判别通道、数据采集处理、数据显示、数据通信等程序设计，具有较好的可读性。 随着计算机在工业控制领域的不断推广应用，将模拟信号转换成数字信号已经成为计算机控制系统中不可缺少的重要环节，因此数据采集系统有着重要的意义。
等间距采样的高速数据采集系统设计
等间距采样的高速数据采集系统设计 郝亮,孟立凡,刘灿,高建中 (中北大学仪器科学与动态测试教育部重点实验室,太原030051) 摘要:简单介绍通过对窄脉冲等间距采样来测试电缆故障的基本原理,分析其脉冲的特点和处理要求;采用F PGA和MSP430F149作为主控芯片,设计了单路多次低速数据采集系统;利用Quartus II软件编写主控程序,并在Modelsim下进行仿真验证。实验结果表明,该系统方案切实可行,可有效解决电缆故障测距过程中的高精度数据采集问题。 关键词:等间距采样;数据采集;MSP430F149;F PGA 中图分类号:TN98文献标识码:B H igh2spe ed Data Acquisition System Based on Equidistance Sampling Hao Liang,Meng Lifan,Liu Can,Gao Jianzhong (Inst ruments Science and Dynamic Measurement Ministry of Education Key Laboratory, North University of China,T aiyuan030051,China) A bstract:T he basic principle of testing cable faults wit h narrow2pulse equidistance sampling is described.Pulse characteristics and pro2 cessing requirements are analyzed.The single2line repeated low2speed dat a acquisition system is designed with FPGA and MSP430F149 as main control chips.Main control procedures are programmed in Quartus II and simulated in Modelsim.Experimental result shows that t he system is practical,and the problem of high2precision data acquisition in the process of cable fault location is resolved effectively. K ey words:equidist ance sampling;data acquisit ion;MSP430F149;FPGA 引言 电缆故障是通信行业中的常见故障,而电缆测距是排除故障的前提条件。准确的电缆测距可以缩短发现故障点的时间,利于快速排除故障,减少损失。窄脉冲时域反射仪利用时域反射技术来测定电缆断点位置,可以同时检测出同轴传输系统中多个不连续点的位置、性质和大小。窄脉冲信号持续的时间非常短暂,为了能够有效地捕捉到窄脉冲信号,对A/D采样率和处理器速率提出了较高的要求,传统的数据采集已经不能满足系统设计需求。本文介绍的单路多次低速数据采集方案硬件结构简单,成本低,能够满足系统设计要求。 1系统设计理论依据 根据电磁波理论,电缆即传输线。假若在电缆的一端发送一探测脉冲,它就会沿着电缆进行传输,当电缆线路发生障碍时会造成阻抗不匹配,电磁波会在障碍点产生反射。在发射端,由测量仪器将发送脉冲和反射脉冲波形记录下来。实际测试中,具体障碍的波形有所差异:断线(开路)障碍时,反射脉冲与发射脉冲极性相同;而短路、混线障碍时,反射脉冲与发射脉冲极性相反。波形如图1所示。 图1发射脉冲与反射脉冲波形 设从发射窄脉冲开始到接收到反射脉冲波的时间为$t,则: l=v#$t 2 其中,v为脉冲波在电缆中的传输速度;l为电缆故障点与脉冲波送入端的距离。 由以上分析可知,在同一个固定障碍的线路上多次送入同一脉冲电压,其反射脉冲将同样地在同一位置多次出现。 要实现对反射窄脉冲的捕获和1m的测距分辨率(在波速为200m/L s的情况下),则$t= 2l v =2@1 200 =0.01L s =10ns。即要求抽样的时间分辨率为10ns,对应的数据采集系统频率高达100MHz。同时,最大测量范围是2km 时,要求发射脉冲的重复周期T= 2l v =2@2000 200 =20L s。
数据采集系统的设计与实现
长江大学工程技术学院 课程设计报告
课设题目
课程名称
系
部
班
级
学生姓名
学
号
序
号
指导教师
时
间
数据采集系统的设计与实现 汇编语言+微型计算机技术
信息系
2012 年 8 月 28 日～2012 年 9 月 9 日
目录
目录 长江大学工程技术学院 ..................... 错误!未定义书签。 一、设计目的 ............................. 错误!未定义书签。 二、设计内容 ............................. 错误!未定义书签。 三、硬件设计及分析 ....................... 错误!未定义书签。
1．总体结构图......................... 错误!未定义书签。 2.各部件端口地址设计及分析 ............ 错误!未定义书签。 3.各部件的组成及工作原理 .............. 错误!未定义书签。 四、软件设计及分析 ....................... 错误!未定义书签。 1．总体流程图......................... 错误!未定义书签。 2.主要程序编写及分析.................. 错误!未定义书签。 五、系统调试 ............................. 错误!未定义书签。 1.调试环境介绍........................ 错误!未定义书签。 2. 各部件的调试....................... 错误!未定义书签。 3.调试方法及结果...................... 错误!未定义书签。 六、总结与体会 ........................... 错误!未定义书签。 七、附录 ................................. 错误!未定义书签。
远程数据采集系统的设计与实现
华中科技大学 硕士学位论文 远程数据采集系统的设计与实现 姓名：吴雪峰 申请学位级别：硕士 专业：计算机系统结构 指导教师：谢长生 20070604
摘要 在进行数据采集时，由于许多被测对象距离较远或现场危险，只能在远距离的地方进行测量，然后传输出去，这便产生了远程数据采集系统。远程数据采集系统有着自身的特点：首先，为了精确和全方位获取环境信息，系统一般要提供多个采集通道进行高速采样；其次，为方便用户随时了解系统的运行状况，系统在高速采样的同时，必须能以异步接收和处理控制站的命令、传输用户所需数据；另外，远程数据采集系统一般仅靠电池供电，于是低功耗成为衡量系统性能的重要指标。 从实时性、远程可控性、低功耗的目标出发，提出由FPGA（现场可编程门陈列）作为数据采集控制部分、由嵌入式微处理器系统和单片机作为数据存储和传输部分的数据采集系统。外部信号通过前置放大、滤波后，在FPGA的控制下进行高速数模转换和缓存；采集到的数据由嵌入式微处理器系统进行读取、处理和存储；数据通过RJ-45网络接口或无线数传模块传输至远程上位机。 单片机在系统中有三个作用：一是提供用户操作输入接口及系统状态指示灯等信息；二是当嵌入式微处理器系统在高速采集和存储时，可以异步的接收来自控制站的无线命令，并对命令进行分析和处理；三是对嵌入式微处理器系统进行电源控制，在不需要采样时可以将嵌入式板的电源断开。 与通常的仅仅采用单片机或嵌入式微处理器系统的采集系统相比，同时采用两者可以将用户接口和采集任务分开，使采集系统在保证吞吐率和实时性的同时能处理用户输入或来自控制站的无线传输命令。另外，单片机对嵌入式微处理器系统的电源控制功能可以达到降低系统功耗的目的。 关键字：数据采集，嵌入式系统，无线数据传输