【正文】 大慶師范學院 本科生畢業(yè)論文 基于虛擬儀器的壓力監(jiān)測系統(tǒng)研究 院 （系） 物理與電氣信息工程 專 業(yè) 電子信息工程 (自動化方向 ) 研 究 方 向 數(shù)據采集系統(tǒng)設計 學 生 姓 名 王超 學 號 202202271823 指導教師姓名 王傳英 指導教師職稱 講師 2022 年 5 月 20 日 大慶師范學院本科畢業(yè)論文（設計） 摘要 面對大量的數(shù)據，人工處理已遠遠無法滿足時代的要求，依靠微電子技術來實現(xiàn)數(shù)據的采集、存儲和顯示，成為適應時代步伐的唯一有效捷徑。本系統(tǒng)采用模數(shù)轉換、微處理器、存儲器等芯片來實現(xiàn) 8 路數(shù)據的采集，將采集的信號進行存儲，按時間上傳到上位機 PC，通過不同模式的選擇進行數(shù)據采集、查詢、打印和顯示等。在文中較系統(tǒng)的介紹了從模擬信號到數(shù)字信號的轉換過程和討論了轉換過程中的技術參數(shù)等問題，并進行了系統(tǒng)存在的一些誤差分析。 數(shù)據采集系統(tǒng)分為數(shù)據采集部分和顯示控制部分。數(shù)據采集部分主要負責數(shù)據的采集，將從調理電 路送過來的信號進行量化，把模擬量變成數(shù)字量。顯示部分主要是把采集來的數(shù)據進行顯示，并控制各通道數(shù)據采集的次序，它采用 8279 作為鍵盤顯示接口器件，用硬件完成對顯示器和鍵盤的掃描，用開關矩陣控制各通道數(shù)據采集的次序，用 LED進行數(shù)據的顯示。 關鍵詞 ： 單片機，數(shù)據采集，查詢，上位機通信 大慶師范學院本科畢業(yè)論文（設計） I ABSTRACT The face of large amounts of data, manual processing far can not meet the requirements of the times, relying on microelectronics technology to achieve data acquisition, storage and display, as the pace of the times the only effective shortcut. The system uses analogdigital conversion, microprocessor, memory and other chips to achieve the 8channel data acquisition, storage signals will be collected by time uploaded to the host puter PC, by the choice of different modes of data capture, query, print and display, etc.. In the paper a more systematic introduction of the analog signals to digital signals from the conversion process and discuss the technical parameters of the conversion process and other issues, in the end, we also conducted a systematic analysis of the existence of a number of errors. Data acquisition system is divided into the data collection and display control section. The data collection is mainly responsible for data collection, sent over from the signal conditioning circuit to quantify, the analog into digital. Showing some of the major is to show the data gathered, and control the order of the channel data acquisition, which uses 8279 as the keyboard and display interface device, plete with hardware, monitor and keyboard scanning, with the switch matrix control the order of the channel data acquisition with LED display data. KEY WORDS: signal chip microputer 、 acquisition、 PCmuncation 大慶師范學院本科畢業(yè)論文（設計） I 目 錄 摘要 ...................................................................... 第 1章 前 言 ............................................................. 1 ................................................... 1 ............................................. 1 ................................................... 1 第 2章數(shù)據采集系統(tǒng)總體功能介紹和說明 ..................................... 1 系統(tǒng)實現(xiàn)的功能 .................................................. 1 系統(tǒng)各部分的功能 ................................................ 2 信號調理部分 ................................................... 2 數(shù)據處理部分 ................................................... 4 第 3章 數(shù)據采集系統(tǒng)硬件設計 .............................................. 1 主要芯片介紹 .................................................... 1 8051AH的功能特點 .............................................. 1 ADC0809 的功能特點 ............................................. 4 LF398芯片介紹 ................................................. 5 功能模塊電路設計 ..................................................... 6 數(shù)據采集模 塊電路設計 ........................................... 6 查詢打印模塊電路設計 .......................................... 10 第 4章 數(shù)據采集與通信系統(tǒng)軟件設計 ........................................ 1 ....................................... 2 PC 通信的分析與設計 ...................................... 4 ，打印功能的實現(xiàn) ............................................. 6 第 5章 誤差分析 .......................................................... 1 第 6章 結論 .............................................................. 1 參考文獻 ................................................................. 1 謝詞 .................................................................... 32 附錄 .................................................................... 33 大慶師范學院本科畢業(yè)論文（設計） 1 第 1 章 前 言 設計的研究意義 數(shù)據采集系統(tǒng)的任務就是將采集到的模擬信號轉換成計算機能識別的數(shù)字信號，然后送入計算機進行相應的計算和處理，得出所需的數(shù)據。并將計算得到的數(shù)據進行顯示或打印，以便實現(xiàn)對某些物理量的實時監(jiān)控。在生產生活的各個領域， 數(shù)據采集系統(tǒng)幾乎無處不在，凡是有自動監(jiān)測及控制的地方都會有數(shù)據采集系統(tǒng)的身影出現(xiàn)；從簡單到復雜，從空中、地面到地下，凡是能想象到的地方都有使用數(shù)據采集系統(tǒng)的需求。因此，對本課題的研究有極其廣闊的發(fā)展前景和巨大的經濟價值。數(shù)據采集系統(tǒng)起始于 20 世紀 50 年代，由于數(shù)據采集測試系統(tǒng)具有高速性和一定的靈活性，可以滿足眾多傳統(tǒng)方法不能完成的數(shù)據采集和測試任務，因而得到了初步的認可。到了 70 年代中后期，數(shù)據采集系統(tǒng)發(fā)展過程中逐漸分為兩類，一類是實驗室數(shù)據采集系統(tǒng)，另一類是工業(yè)現(xiàn)場數(shù)據采集系統(tǒng)。就使用的總線而言，實驗室數(shù) 據采集系統(tǒng)多采用并行總線，工業(yè)現(xiàn)場數(shù)據采集系統(tǒng)多采用串行數(shù)據總線。隨著微型機的發(fā)展，誕生了采集器、儀表同計算機溶為一體的數(shù)據采集系統(tǒng)。由于這種數(shù)據采集系統(tǒng)的性能優(yōu)良，超過了傳統(tǒng)的自動檢測儀表和專用數(shù)據采集系統(tǒng)，因此獲得了驚人的發(fā)展。隨著計算機的普及應用，數(shù)據采集系統(tǒng)得到了極大的發(fā)展，開始出現(xiàn)了通用的數(shù)據采集與自動測試系統(tǒng)，該階段的數(shù)據采集系統(tǒng)主要有兩類，一類以儀器儀表和采集器、通用接口總線和計算機等構成。例如，國際標準 ICE625（ GPIB）接口總線系統(tǒng)就是一個典型的代表。這類系統(tǒng)主要用于實驗室，在工業(yè)生產 現(xiàn)場也有一定的應用。第二類以數(shù)據采集卡、標準總線和計算機構成，例如：STD 總線系統(tǒng)。這種接口系統(tǒng)采用積木式結構，把相應的接口卡裝在專用的機箱內，然后由一臺計算機控制。第二類系統(tǒng)在工業(yè)現(xiàn)場應用較多。這兩種系統(tǒng)中，如果采集測試任務改變，只需將新的儀用 電纜接入系統(tǒng)或將新卡再添加到專用的機箱即可完成硬件平臺的重建，顯然，這種系統(tǒng)比專用系統(tǒng)靈活得多。 系統(tǒng)的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢 時至今日，由于集成電路制造技術的不斷提高，出現(xiàn)了高性能、高可靠性的數(shù)據采集系統(tǒng)。在國際上技術先進的國家，數(shù)據采集技術已經在軍事、 航空電子設備及宇航技術、工業(yè)等領域被廣泛應用。目前有的 DAS（ Data acquisition systems— 數(shù)據采集 大慶師范學院本科畢業(yè)論文（設計） 1 系統(tǒng)）產品精度已達 16 位，采集速度每秒達到幾十萬次以上，數(shù)據采集技術已經成為一種專門的技術，在工業(yè)領域得到了廣泛的應用。該階段數(shù)據采集系統(tǒng)采用更先進的模塊式結構，根據不同的應用要求，通過簡單的增加和更改模塊，并結合系統(tǒng)編程，就可擴展或修改系統(tǒng)，迅速地組成一個新的系統(tǒng)。該階段并行總線數(shù)據采集系統(tǒng)向高速、模塊化和即插即用方向發(fā)展，典型系統(tǒng)有 VXI 總線系統(tǒng)， PCI 總線系統(tǒng)等，數(shù)據位已達到32位總 線寬度，采樣頻率可以達到 100MSps。由于采用了高密度，屏蔽型，針孔式的連接器和卡式模塊，可以充分保證其穩(wěn)定性及可靠性，但其昂貴的價格是阻礙它在自動化領域普及的一個重要因素。串行總線數(shù)據采集系統(tǒng)向分布式系統(tǒng)結構和智能化方向發(fā)展，可靠性不斷提高，數(shù)據采集系統(tǒng)物理層通信，由于采用 RS485雙絞線、電力載波、無線和光纖，所以其技術得到了不斷