毕业设计（论文）-多路数据采集系统的设计

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1、商丘科技职业学院毕业论文前言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。在本数据采集系统的设计中为了提高系统智能化、可靠性和实用性，采用单片MCU和上位机传输的方法，即MCU运行在数据采集系统的远端，完成数据的采集、处理、发送和显示，上位机则完成数据的接收、校验及

2、显示，同时上位机可对远端MCU进行控制，使其采集方式可选。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。17商丘科技职业学院毕业论文1数据采集系统的基本介绍1.1数据采集系统的结构原理数据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

3、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。1.2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

4、式。1.3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。1.4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。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

5、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。17商丘科技职业学院毕业论文1.5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。1.6数据采集系统的发展趋势微电子技术的一系列成就以及微型计算机的广泛应用，不仅为数据采集系统的应用开拓了广阔的前景，也对数据采集技术的发展

6、产生了深刻的影响。数据采集系统的发展趋势主要表现在以下几个方面：(1)新型快速、高分辨率的数据转换部件不断涌现，大大提高了数据采集系统的性能。(2)高性能单片机的问世和各种数字信号处理器的涌现，进一步推动了数据采集系统的广泛应用。(3)智能化传感器(Smartsnor)的发展，必将对今后数据采集系统的发展产生深远的影响。(4)与微型机配套的数据采集部件的大量问世，大大方便了数据采集系统在各个领域里应用并有利于促进数据采集系统技术的进一步发展。(5)分布式数据采集是数据采集系统发展的一个重要趋势。2系统功能介绍系统的结构框图如图1所示。本

7、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机，利用VB提供良好的界面和串口通信功能。17商丘科技职业学院毕业论文图1系统的结构框图2．1方案的论证2.1.1模数转换的选择A/D转换器的种类很多，就

8、位数来分，有8位，10位，12位和16位等。位数越高分辨率就越高，价格也就越贵。A/D转换器的型号很多，在精度和转换速度上差异很大。双积分A/D转换器：双积分式是一种间接式A/D转换器，优点是转换精度高，速