测控电路课程设计 多路数据采集系统

《测控电路课程设计 多路数据采集系统》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、中北大学课程设计报告学院（系）：信息商务学院专业：测控技术与仪器学生姓名：学号：设计题目：多路数据采集系统起迄日期:2011.12.19.~2012.01.04.设计地点:中北大学主楼1409、1417、1418指导教师:杜红棉专业负责人:靳鸿目录1数据采集系统的基本介绍1.1题目1.2数据采集系统的基本原理1.3数据采集系统的分类1.4数据采集系统的基本功能1.5数据采集系统的结构形式1.6数据采集系统设计的原则2系统功能的介绍2.1方案的论证2.1．1模数转换的选择2．12.87C51的选择2．1.3

2、.显示电路2．1.4.电压/频率转换器3数据采集系统的硬件设计3.1传感器的介绍，分类及特点3.2信号放大电路3.3频率变换电路3.4信号调理电路3.5AD转换电路3.6单片机部分3.7串口电路3.8数码管显示电路4软件设计部分4.1主机系统电路图4.2从机系统电路图5小结6数据分析内容本实验采用8051系列单片机，8051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，具有很强的灵活性而且价格不高本系统现场模拟正弦波信号以及其他6路分压信号以供系统进行多路采样，采用ICL8038精密信号发生

3、芯片产生频率可变的正弦波，然后由LM331芯片实现频率到电压的转换，之间还需对信号进行调理以符合系统要求1数据采集系统的基本介绍1.1题目设计一个八路数据采集系统，系统原理框图如下：主控器能对50米以外的各路数据，通过串行传输线进行采集的显示。具体设计任务是：（1）现场模拟信号产生器。　　（2）八路数据采集器。　　（3）主控器。要求（1）现场模拟信号产生器：自制一正弦波信号发生器，利用可变电阻改变振荡频率，使频率在200Hz～2kHz范围变化，再经频率电压变换后输出相应1～5V直流电压（200Hz对应1V

4、，2kHz对应5V）。　　（2）八路数据采集器：数据采集器第1路输入自制1～5V直流电压，第2～7路分别输入来自直流源的5，4，3，2，1，0V直流电压（各路输入可由分压器产生，不要求精度），第8路备用。将各路模拟信号分别转换成8位二进制数字信号，再经并/串变换电路，用串行码送入传输线路。　　（3）主控器：主控器通过串行传输线路对各路数据进行采集和显示。采集方式包括循环采集（即1路、2路……8路、……1路）和选择采集（任选一路）二种方式。显示部分能同时显示地址和相应的数据。1.2数据采集系统的结构原理数据

5、采集系统一般包括模拟信号的输入输出通道和数字信号的输入输出通道。数据采集系统的输入又称为数据的收集；数据采集系统的输出又称为数据的分配。1.3数据采集系统的分类数据采集系统的结构形式多种多样，用途和功能也各不相同，常见的分类方法有以下几种：根据数据采集系统的功能分类：数据收集和数据分配；根据数据采集系统适应环境分类：隔离型和非隔离型，集中式和分布式，高速、中速和低速型；根据数据采集系统的控制功能分类：智能化数据采集系统，非智能化数据采集系统；根据模拟信号的性质分类：电压信号和电流信号，高电平信号和低电平信

6、号，单端输入(SE)和差动输入(DE)，单极性和双极性；根据信号通道的结构方式分类：单通道方式，多通道方式。1.4数据采集系统的基本功能数据采集系统的任务，具体地说，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，根据不同的需要由计算机进行相应的计算和处理，得出所需的数据。与此同时，将计算得到的数根进行显示和打印，以便实现对某些物理量的监视。1.5数据采集系统的结构形式从硬件力向来看，白前数据采集系统的结构形式主要有两种：一种是微型计算机数据采集系统；另一种是集散型数据采集系统

7、。微型计算机数据采集系统是由传感器、模拟多路开关、程控放大器、采样/保持器、AD转换器、计算机及外设等部分组成。集散型数据采集系统是计算机网络技术的产物，它由若干个“数据采集站”和一台上位机及通信线路组成。数据采集站一般是由单片机数据采集装置组成。位于生产设备附近，可独立完成数据采集和预处理任务，还可将数据以数字信号的形式传送给上位机。1.6数据采集系统设计的基本原则对于不同的采集对象，系统设计的具体要求是不相同的。但是，由于数据采集系统是由硬件和软件两部分组成的，因此，系统设计的一些基本原则是大体相同的

8、。2系统功能介绍系统的结构框图如图所示。本系统执行的过程如下：传感器把采集的非电量信号转换成电压（0-5V）或电流（4-20mA）的标准信号，通过信号调理电路把模拟信号送到单片机内部的A/D转换器，CPU根据设定的采样周期，对多路通道信号进行循环采集，并读取A/D转换器转换的数字信号，进行分析计算后将实测值送到液晶上指定的位置显示，同时通过键盘控制把有用的数据及采样时间存储在ROM中。最后通过串行通讯把ROM中的数据传送到PC