数据采集系统综述【文献综述】

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1、毕业论文文献综述电气工程及自动化数据采集系统综述摘要：针对数据采集系统的现状，提出几种通用数据采集系统的设计方法。并介绍各种数据采集系统的应用范围。这些系统简洁精练，安全可靠，应用前景广阔。关键词：数据采集系统；单片机；A/D转换引言在生产、科研与实验中常常需要对各种数据进行记录和分析，需要用到各种仪器仪表，如示波器等。单片机的发展与应用为仪器仪表的发展翻开了新的一页，以单片机为核心的数据采集仪表配合计算机为实验、科研提供了很大的方便。在一些应用场合，需要在计算机与计算机之间、计算机与单片机之间、单片机与单片机之间以无线方式传送控制或数据信息。数据

2、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数字信号，送人计算机，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控制某些物理量。一个完整的数据采集系统由传感器、信号处理电路（放大、滤波）、多路模拟开关（AMUX）、采样保持电路（S/H）、A/D转换器（ADC）、I/O接口和计算机共同组成，除去传感器和信号处理电路外，其余部分也称为A/D通道或模拟通道。在由单片机与微机组成的工业检测和数据采集系统中，计算机与计算机、计算机与单片机之间经常需要进行数据交换。串行通信是

3、主要的通信手段[1-5]。课题研究随着计算机技术和电子技术的发展，在通讯数据采集系统中采用PIC系列单片机能够解决许多传统单片机不能或不易解决的难题，同时使系统电路设计简洁，系统升级方便，还可以降低系统成本以及加快新产品开发。美国Microchip公司生产的PIC系列单片机的硬件系统设计简洁，指令系统设计精练。美国Microchip公司生产的PIC系列单片机的硬件系统设计简洁，指令系统设计精练[6]。单片机在整个系统中起着举足轻重的作用，是数据采集和控制的核心。这里介绍了PIC系列单片机PIC18F458的数据采集系统，并与PC机进行串行通讯，在P

4、C机上对数据进行控制处理。PIC18F458单片机片内集成了A/D转换器、内部EEPROM存储器、比较输出、捕捉输入、PWM输出、I2C和SPI、异步串行通信电路、CAN总线电路、程序存储器读/写等强大的功能，芯片功能强大，l/O口驱动能力强，可以直接与LCD液晶显示器接口连接，设计电路简单可靠[7]。根据该系统功能和性能要求以及传统的基于单一的单片机的数据采集系统的缺点。单片机对输入的模拟量进行采集，然后向微机系统发送数据，微机系统对采集的数据进行处理。本文设计了结合单片机和CPLD器件的各自优点。以MCU+CPLD的双片结构设计了高精度的多模冗

5、余的数据采集系统。系统主要由MCU处理模块、CPLD处理模块和ADC阵列、通信模块四个部分组成。根据系统精度要求．A/D转换器件要分别达到16、12位精度。为此选用了美国模拟器件公司ADO公司的16位高速A/D转换器AD7656以及12位高速A/D转换器AD7864。3路数据采集并行实现，所有的时序信号和控制逻辑由同一片CPLD实现。系统体积小，速度快。利用LabView开发环境设计上位机的监测界面，上位机通过串行口与MSP430F149单片机通信，从而实现对多路数据的采集与监测。利用LabView设计多路数据采集系统时，可配备NI公司的数据采集板

6、卡模拟采集多路信号。本设计选用MSP430单片机组成的系统作为前端数据采集系统进行多路数据采集，然后通过RS-232串口通讯将数据传输至上位机，在LabView开发平台下，对各路数据进行处理、标定和实时显示，从而实现了一种在LabVIiew环境下的单片机多路数据采集系统[8]。虽然LabView隐含了对设计虚拟仪器时所面临的多种困难的考虑、简化了设计过程，对于开发虚拟仪器有方便、相对简单的优点，但LabView软硬件的价格影响了虚拟仪器在国内的推广使用[9]。利用软件定时器在AT89C51单片机上实现多路信号异步采集的实用技术。多路信号异步采集系统

7、的硬件平台（即，采集器）主要由模拟选择开关、采样保持电路、A/D转换器、通讯电路和微控制器五部分构成。为了实现多路信号的异步采集，系统为每个信号通道配备一个特定的软件定时器。软件定时器靠CPU内部定时器T0的周期性中断来驱动。整个系统软件由定时中断程序、通讯中断程序和主程序3部分组成。定时中断程序负责软件定时器的累加计时。通讯方式——采集器和上位机通过RS485总线，进行主从通讯。通讯过程——通讯连接的建立，由上位机的主动呼叫来实现。该方法简单易行，经济可靠，除了可以在单片机系统上实现外，还可以应用到其它很多采集系统中，具有很强的通用性[10]。U

8、SB的英文全称为UniversalSerialBus，它是一种快速、双向、同步传输的廉价的并可以进行热拔插的串行接口。基于