微机原理与接口技术课程设计-数据采集系统系统设计

《微机原理与接口技术课程设计-数据采集系统系统设计》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。

1、数据采集系统课程设计专用纸机制专业0704班微机原理与接口技术课程设计任务书一、主要任务与目标任务：数据采集系统系统设计被采集模拟量共8个，共用一个A/D转换器，约每分钟采集一次。A/D转换器为8位，有一个启动转换控制信号和转换状态输出信号。将8个模拟量对应的A/D转换结果分别存入内存的8个连续单元，循环采集8个模拟量，用新数据更新旧数据。1.设计查询式数据采集系统结构图。2.设计完整的数据采集汇编语言程序目标：通过本题目的课程设计，使学生对所学的《微机原理与接口技术》课程知识有一个全面深刻的认识，熟悉系统设计的基本方法和过程；提高学生的动

2、手能力和实践能力。二、主要内容（1）熟悉设计任务，明确设计及目标。（2）根据设计要求和已学过的设计流程，拟定系统工作原理图。（3）计算各元件的参数并验算。（4）元件选型。（5）编制语言程序。三、工作量要求完成规定的任务，总字数3000～4000字。四、时间要求本课程设计于2010-6-27前完成11数据采集系统课程设计专用纸机制专业0704班目录一、数据采集系统介绍二、A/D转换器原理三、数据采集说明四、数据采集系统所需程序五、设计小结六、参考文献七、感想设计内容设计说明及计算过程备注数据采集系统介绍1.数据采集系统的结构原理数据采集系统一

3、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。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，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

4、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。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，不同的需要由计算机进行相应的计算和处理，得出所需的数据根据。与此同时，将计算得到的数据进行显示和打印，以便实现对某些物理量的监视。4.数据采集系统的结构形式从硬件方向来看，数据采集系统的结构方式主要有两种：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传感器,模拟多路开关,程序放大器,采样/保持器,AD转换器,计算机及外

5、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，它有若干个“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处理，还可以数据以数字信号的形式传送上位机。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，系统设计的基本原则大体是相同的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产生了深刻的影

6、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11数据采集系统课程设计专用纸机制专业0704班设计内容设计说

7、明及计算过程备注A/D转化器原理A/D转换器逐次逼近型虽然ADC的种类很多，工作原理各异，但是逐次逼近型ADC是应用较多的类型之一。在8FX系列单片机中配置的就是这种ADC。因此，这里我们就以这种ADC为代表，让读者了解其工作原理。这种ADC以DAC为基础，在加上模拟电压比较器、逐次逼近寄存器、置数控制逻辑以及输出锁存器组成。其结构图如图所示。11数据采集系统课程设计专用纸机制专业0704班其实，转换过程中的逐次逼近就是按照对分比较或者对分搜索的原理进行的。其信号转换的工作原理如下：在启动信号控制下，首先置数控制逻辑给逐次逼近寄存器最高位D

8、n-1置1，其它位都清0。寄存器的这个内容，经过DAC转换成模拟量Vc，约为满量程电压的一半，与输入的模拟量Vx进行比较，由电压比较器输出结果。如果Vx≥Vc，则电压比较器输出0