【正文】 到 Vi，電壓跟隨器 A2 輸出的電壓等于 CH 上的電壓。 ⑦ 端為邏輯基準(zhǔn)端（接地）。當(dāng)輸入 Vi=0,且在邏輯輸入為 1 采樣時，可調(diào)節(jié)（ 2）端使 Vo=0。 圖 3 是該器件的頂視圖。 4 3． 2 數(shù)據(jù)采集電路 把連續(xù)變化量變成離散量的過程稱為量化，也可理解為信號的采樣。 3． 1 信號調(diào)理電路 信號調(diào)理的任務(wù) 將被測對象的輸出信號變換成計算機(jī)要求的輸入信號。 通過對地址的選擇，對不同的地址，地址開關(guān)選通不同的模塊，從而達(dá)到分布式數(shù)據(jù)采集。 3 串行通信 ，所傳送的各位按順序一位一位地發(fā)送或接收。 單通道的轉(zhuǎn)換比較簡單，主要視其變化速度決定是否需要采樣 /保持器，并根據(jù)所要求的分辨率及精度選擇合適位數(shù)的 A/D 轉(zhuǎn)換。這樣的智能化A/D 板自身就是一個小的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。本系統(tǒng)主要解決的是怎樣進(jìn)行數(shù)據(jù)采集以及怎樣進(jìn)行多路的數(shù)據(jù)采集，并將數(shù)據(jù)上傳至計算機(jī)。數(shù)據(jù)輸出及顯示就是把數(shù)據(jù)以適當(dāng)?shù)男问竭M(jìn)行輸出和顯示。輸入通道要實(shí)現(xiàn)對被測對象的檢測，采樣和信號轉(zhuǎn)換等工作。 此外，計算機(jī)的發(fā)展對通信起了巨大的推動作用 .計算機(jī)和通信緊密結(jié)合構(gòu)成了靈活多樣的通信控制系統(tǒng)，也可以構(gòu)成強(qiáng)有力的信息處理系統(tǒng) ,這樣對社會的發(fā)展產(chǎn)生了深遠(yuǎn)的影響。同時，還要對某一檢測點(diǎn)任意參數(shù)能夠進(jìn)行隨機(jī)查尋，將其在某一時間段內(nèi)檢測得到的數(shù)據(jù)經(jīng)過轉(zhuǎn)換提取出來，以便進(jìn)行比較，做出決策，調(diào)整控制方案，提高產(chǎn)品的合格率，產(chǎn)生良好的經(jīng)濟(jì)效益。數(shù)據(jù)采集器是一種具有實(shí)驗(yàn)室或現(xiàn)場進(jìn)行實(shí)時數(shù)據(jù)采集、自動存儲記錄、信號預(yù)處理、即時顯示、即時狀態(tài)分析、自動傳輸?shù)裙δ艿淖詣踊O(shè)備。系統(tǒng)對模擬信號進(jìn)行現(xiàn)場同步檢測信號，經(jīng)過 濾波處理，輸入到多路開關(guān)，用鎖存器和譯碼器進(jìn)行地址鎖存和譯碼。經(jīng)過模數(shù)轉(zhuǎn)換器后，送入單片機(jī)。本文主要介紹了數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的最新發(fā)展、系統(tǒng)并行串行總線接口、系統(tǒng)通信的 新技術(shù)、國內(nèi)外常用的數(shù)據(jù)采集器及不同采集器的特點(diǎn)和存在的問題。 隨著工、農(nóng)業(yè)的發(fā)展，多路數(shù)據(jù)采集勢必將得到越來越多的 應(yīng)用，為適應(yīng)這一趨勢，作這方面的研究就顯得十分重要。數(shù)據(jù)通信是計算機(jī)廣泛應(yīng)用的必然產(chǎn)物。數(shù)據(jù)存儲與管理要用存儲器把采集到的數(shù)據(jù)存儲起來，建立相應(yīng)的數(shù)據(jù)庫，并進(jìn)行管理和調(diào)用。 由于 RS232 在微機(jī)通信接口中廣泛采用，技術(shù)已相當(dāng)成熟。 2 電路工作原理及說明 電路工作原理（敘述框圖的原理） 本課題要求以單片機(jī)為控制器，在接受到上位機(jī)的命 令后，對 2 通道模擬信號作數(shù)據(jù)采集并進(jìn)行 8 位轉(zhuǎn)換，采集到的數(shù)據(jù)以中斷方式接入內(nèi)存，并送到上位機(jī)，進(jìn)行處理。 模擬量輸入通 道的主要任務(wù)就是把被測參數(shù)進(jìn)行采集，并轉(zhuǎn)換成數(shù)字量，以便使用微型機(jī)進(jìn)行處理、顯示或打印。 多通道的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換系統(tǒng)則根據(jù)不同的要求，采用不同的結(jié)構(gòu)形式。在串行通信僅需一到兩根傳輸線即可。 原理框圖 3 信號調(diào)理和數(shù)據(jù)采集各部分電路及元器件介紹 數(shù)據(jù)采集與傳輸系統(tǒng)一般由信號調(diào)理電路，多路開關(guān)，采樣保持電路， A/D，單片機(jī)，電平轉(zhuǎn)換接口，接收端（單片機(jī)、 PC 或其它設(shè)備）組成。 對于多通道數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的輸入通道，設(shè)置多路選擇開關(guān)，可降低硬件開銷。 把以一定時間間隔 T 逐點(diǎn)采集連續(xù)的模擬信號，并保持一個時間 t，使被采集的信號變成時 間上離散、幅值等于采樣時刻該信號瞬時值的一組方波序列信號，即采樣信號。 各引腳端的功能是： ① 和 ④ 端分別為 VCC 和 VEE 電源端。 ③ 端為模擬量輸出端。 ⑧ 端為邏輯輸入控制端。當(dāng) 8 端為“ 0”電平時，內(nèi)部開關(guān)斷，輸出電壓 Vo 。理想的多路開關(guān)其開路電阻無窮大，而接通時的導(dǎo)通電阻為零。主要缺點(diǎn)是：體積大 ，切換頻率低，在通斷時存在抖動現(xiàn)象。其特點(diǎn)是切換速度快，無抖動。同時 要考慮其后級采樣保持電路和 A/D 的速度，開關(guān)切換速度只需大于它們的速度即可。但如果阻值和漏電流等漂移很大，將會大大影響測量精度。當(dāng)然，這會影響到模擬開關(guān)的切換速度。 A2～ A0 是開關(guān)通道輸入端，當(dāng) A2～ A0 輸入 000～ 111 時，分別對應(yīng) 0～ 7 通道上的開關(guān)處于閉合狀態(tài)。 3． 2． 3 74LS373 鎖存器的工作原理及功能作用 74LS373 芯片介紹： 74LS373 是帶有三態(tài)門的八 D鎖存器，當(dāng)使能信號線 OE 為低電平時，三態(tài)門處于導(dǎo)通狀態(tài)，允許 1Q8Q輸出到 OUT1OUT8，當(dāng) OE端為高電平時， 8 輸出三態(tài)門斷開，輸出線 OUT1OUT8處于浮空狀態(tài)。當(dāng)三態(tài)允許控制端 OE 為低電平時， O0O7 為正常邏輯狀態(tài)，可用來驅(qū)動負(fù)載或總線。當(dāng) LE 端施密特觸發(fā)器的輸入滯后作用，使交流和直流噪聲抗擾度被改善 400mV。通常， 8 位逐次比較式 ADC 的轉(zhuǎn)換時間為 100us 左右。對于該 8 個通道的輸入信號， 8 位 A/D 轉(zhuǎn)換器，其精度 為 ： 8 %2? ? 輸入為 0～ 5V時，分辨率為 ： 85 0 .0 1 9 61122FsN Vv ???? Fsv — A/D 轉(zhuǎn)換器的滿量程值 ； N — ADC 的二進(jìn)制位數(shù) 量化誤差為 ： 8 5 0 . 0 0 9 8( 1 ) 2 ( 1 ) 222FsNQVv? ? ?? ? ? ? ADC0809 是 TI公司生產(chǎn)的 8 位逐次逼近式模數(shù)轉(zhuǎn)換器，包括一個 8 位的逼近型的 ADC 部分，并提供一個 8 通道的模擬多路開關(guān)和聯(lián)合尋址邏輯，為模擬通道的設(shè)計提供了很大的方便。 ④ 量化與編碼 模擬信號經(jīng)采樣 保持電路后，得到了連續(xù)模擬信號的樣值脈沖 ，他們是連續(xù)模擬信號在給定時刻上的瞬時值，并不是數(shù)字信號。 ADC0809 八位逐次逼近式 A／ D 轉(zhuǎn)換器是一種單片 CMOS 器件，包括 8 位模擬轉(zhuǎn)換器、 8 通道轉(zhuǎn)換開關(guān)和與微處理器兼容的控制邏輯。1LSB（最低有效位） ? 轉(zhuǎn)換時間（ 500CLKf KHz? ） 128us ? 轉(zhuǎn)換精度： %? ? ADC0809 沒有內(nèi)部時鐘，必須由外部提供，其范圍為 10～ 1280kHz。 D0～ D7： 8 位轉(zhuǎn)換結(jié)果輸出端。 ALE：地址鎖存信號輸入端。脈沖寬度應(yīng)不 小于 100～ 200ns。 CLK：時鐘輸入端。 VCC、 GND：供電電源端。在 START 下降沿后 10us 左右，轉(zhuǎn)換結(jié)束信號變?yōu)榈碗娖剑?EOC 為低電平時，表示正在轉(zhuǎn)換，為高電平時，表示轉(zhuǎn)換結(jié)束。采樣所得的模擬信號也在同一芯片中保存。 選定通道后，模擬量即為通過采樣 /保持器 AD582的 +LOGIC IN端，使 AD582處于采樣狀態(tài)，其保持電容器 CH 上的電壓隨輸入的模擬信號的變化而變化，即處于跟隨狀態(tài)。在 START信號下降沿的作用下，逐次逼近過程開始，在時鐘的控制下，一位一位地逼近。 ADC0809 具有較高的轉(zhuǎn)換速度和精度，受溫度影響較小，能較長時間保證精度，重現(xiàn)性好，功能較低，且?guī)в?8 路 模擬開關(guān)，可以直接與微機(jī)系統(tǒng)相連，而不需要另加接口邏輯。所謂單片微型計算機(jī)，就是將CPU、 RAM、 ROM、定時 /計數(shù)器和多種 I/O 接口電路都集成在一塊集成電路芯片上的微型計算機(jī)。 89 系列單片機(jī)對于一般用戶來說，存在下列很明顯的優(yōu)點(diǎn)： Ⅰ 內(nèi)部含有 FLASH 存儲器： 因此在系統(tǒng)的開發(fā)過程中可以十分容易的進(jìn)行程序的修改，這就大大的縮短收發(fā)周期。 Ⅲ 靜態(tài)時鐘方式 89 系列單片機(jī)采用靜態(tài)時鐘方式，所以可以節(jié)省電能，這對于降低便攜式產(chǎn)品的功能十分有用。而 且隨用戶的需要和發(fā)展，還可以進(jìn)行修改，使系統(tǒng)不斷能追隨用戶的最新要求。通過在單塊芯片上組合通用的 CPL1 和閃速存儲器， ATMEL AT89C2051 是一強(qiáng)勁的微型計算機(jī)，它對許多嵌入式控制應(yīng)用提供一高度靈活和成本低的解決辦法。 AT89C2051 的引腳說明 AT89C1051 的引腳如 圖 10 所示： VCC：電源電壓。 P1 口輸入緩沖器可吸收 20mA 電流并能直接驅(qū)動 LED 顯 示。 P3 口： P3 口的 至 , 是帶有內(nèi)部上拉電阻的七個雙向 I/O 引腳。 P3 口還用于實(shí)現(xiàn) AT89C2051 的各種特殊功能。當(dāng) 振蕩器正在運(yùn)行時，持續(xù)給出 RST 引腳兩個機(jī)器周期的高電平變可完成復(fù)位。 AT89C2051 的振蕩器 和專用寄存器 特性 XTAL1 和 XTAL2 分別構(gòu)成片內(nèi)振蕩器的反相放大器的輸入和輸出端，如 圖11 所示。 其次，專用功能寄存器（ SFR），不是存儲區(qū)中所有的地址單元都被占用， 18 未占用的地址單元不能采用，如果對其執(zhí)行讀訪問一般會返回隨機(jī)數(shù)據(jù)，寫訪問也是不確定的。 MAX232 如 圖 13 所示。 圖 13（ b） 中上半部電容1C 、 2C 、 3C 、 4C 及 V? ， V? 是電源變換部分。 19 圖 13（ b） 下半部分為發(fā)送和接收部分， 1inT ， 2inT 可直接接 TTL/CMOS 電平的 MCS51 型單片機(jī)的串行發(fā)送端 TXD； 1outR , 2outR 可直接接 TTL/CMOS 電平的 MCS51 型單片機(jī)的串行接受端 RXD； 1outT ， 2outT 可直接接 PC 機(jī)的 RS232串口接受端 RXD； 1inR , 2inR 可直接接 PC 機(jī)的 RS232 串口發(fā)送端 TXD。 MAX232的第 14 腳和 PC 機(jī)串口的 2 號引腳連接，第 13 腳和 PC 機(jī)串口的 3 號引腳連接，第 15 腳和 PC 機(jī)串口的 5 號引腳連接。 RS422 是一種單 機(jī)發(fā)送、多機(jī)接收的單向、平衡傳輸規(guī)范，被命名為 TIA/EIA422A 標(biāo)準(zhǔn)。因此在視頻界的應(yīng)用，許多廠家都建立了一套高層通信協(xié)議，或公開或廠家獨(dú)家使用。 RS232 采取不平衡傳輸方式，即所謂單端通訊。接收器典型的工作電平在 +3～ +12V 與 3～ 12V。 RS232 的電氣特性 EIARS232 對電氣特性、邏輯電平和各種信號線功能都作了規(guī)定。因此，為了能夠同計算機(jī)接口或終端的 TTL 器件連接，必須在 EIARS232 與 TTL 電路之間進(jìn)行電平和邏輯關(guān)系的變換。采樣 /保持電路為 ADC0809提供低噪聲、 穩(wěn)定、真實(shí)的信號源。在 ADC0809 轉(zhuǎn)換完成后，要求單片機(jī)提供時鐘信號 。 從邏輯電路可以看出：單片機(jī)工作時是其內(nèi)部振蕩電路加外接晶體震蕩器產(chǎn)生時鐘信號的，并且在這個時鐘信號的同步下，執(zhí)行程序及系統(tǒng)的控制工作。但由于系統(tǒng)對采集速度和精度要求較低，故分 析結(jié)果數(shù)據(jù)存在一定誤差，采集量也不大，且只能實(shí)現(xiàn)異步數(shù)據(jù)采集。隨著計算機(jī)與數(shù)據(jù)終端的普及，數(shù)據(jù)通信在工業(yè)監(jiān)控系統(tǒng)中得到廣泛的應(yīng)用，在生產(chǎn)過程中，利用串行通信，人們可以遠(yuǎn)離現(xiàn)場對計算機(jī)操作，能夠方便地對現(xiàn)場進(jìn)行數(shù)據(jù)采集、處理、存儲、控制等工作。 QA9wkxFyeQ^! djsXuyUP2kNXpRWXm Aamp。 gTXRm 6X4NGpP$vSTTamp。gTXRm 6X4NGpP$vSTTamp。gTXRm 6X4NGpP$vSTTamp。 gTXRm 6X4NGpP$vSTTamp。 gTXRm 6X4NGpP$vSTTamp。 gTXRm6X4NGpP$vSTTamp。 gTXRm6X4NGpP$vSTTamp。gTXRm 6X4NGpP$vSTTamp。 UE9aQGn8xp$Ramp。 ksv*3t nGK8!z89Am YWpazadNuKNamp。 gTXRm6X4NGpP$vSTTamp。 gTXRm 6X4NGpP$vSTTamp。 gTXRm 6X4NGpP$vSTTamp。 gTXRm 6X4NGpP$vSTTamp。 UE9aQGn8xp$Ramp。 ksv*3t nGK8! z89Am YWpazadNuKNamp。ksv*3t nGK8!z89Am YWpazadNuKNamp。 ksv*3t nGK8!z89Am YWpazadNuKNamp。 ksv*3t nGK8! z89Am UE9aQGn8xp$Ramp。 ksv*3t nGK8! z89Am YWpazadNuKNamp。 ksv*3t nGK8! z89Am YWpazadNuKNamp。 ksv*3t nGK8! z89Am YWpazadNuKNamp。 ksv*3t nGK8!z89Am YWv*3tnGK8! z89Am YWpazadNuKNamp。 ksv*3t nGK8! z89Am YWpazadNuGK8! z89Am YWpazadNuKNamp。 ksv*3t nGK8!z89Am YWpazadNuKNamp。ksv*3t nGK8!z89Am YWpazadNuKNamp。 ksv*3t nGK8! z89Am YWv*3tnGK8! z89Am YWpazadNuKNamp。gTXRm 6X4NGpP$vSTTamp。 ksv*3t nGK8! z89Am YWpazadNuKNamp。 ksv*3t nGK8! z89Am YWpazadNuKNamp。 ksv*3t nGK8! z89Am YWv*3t nGK8!z89Am YWpazadNuKNamp。 gTXRm 6X4NGpP$vSTTamp。 gTXRm 6X4NGpP$vSTTamp。gTXRm 6X4NGpP$vSTTamp。 gTXRm 6X4NGpP$vSTTamp。gTXRm 6X4NGpP$vSTTamp。qYpEh5pDx2zVkumamp。 qYpEh5pDx2zVkumamp。 qYpEh5pDx2zVkumamp。 qYpEh5pDx2zVkumamp。 qYpEh5pDx2zVkumamp。 qYpEh5p