【正文】 輯AdataBdata。實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)采集的系統(tǒng)稱為數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。在科學(xué)研究中，數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)用來實(shí)現(xiàn)對研究目標(biāo)的定量分析和動態(tài)模擬。數(shù)字化處理使處理精度提高，并且為處理提供了更大的靈活性。在實(shí)際應(yīng)用中，對數(shù)字采集系統(tǒng)的主要要求是速度和精度。在現(xiàn)代農(nóng)業(yè),工業(yè),等許多行業(yè)中,溫室得到了大量的應(yīng)用。對較早溫室控制系統(tǒng)而言,數(shù)據(jù)采集都采用獨(dú)立的人工的對溫度,濕度,和光度實(shí)施采集。*采用12位A/D采樣。 *直接通過USB接入PC機(jī)聯(lián)機(jī)操作，便于數(shù)據(jù)傳送分析。采集速率越高，就意味著在相同采集時間段內(nèi)和相同的采樣點(diǎn)上，得到更多的采樣值，在分析處理測量數(shù)據(jù)時，能最大程度精確地繪制化學(xué)信號的某種漸變過程:對于采集精度來說，越高就表示在被測物體上采樣的位置更多，越能更全面的反映物體在不同科學(xué)測量實(shí)驗(yàn)環(huán)境中的性狀。能夠?qū)崟r的記錄每一幀的采集數(shù)據(jù)。采集系統(tǒng)從功能上主要由三部分組成，即A/D,隔離放大、單片機(jī)控制器。A/D隔離放大部分負(fù)責(zé)完成A/D采樣控制及信號放大與隔離，主控電路完成與PC機(jī)的通訊、用戶界面控制等一系列控制功能。同時，用一塊A/D控制采集一路的化學(xué)信號，可以達(dá)到很高的采集速率。數(shù)字溫度信號在通過單片機(jī)的控制實(shí)現(xiàn)其譯碼，把數(shù)字信號表示成相應(yīng)的物理量，通過顯示電路進(jìn)行外部顯示，同時也通過儲存電路把數(shù)字部分進(jìn)行采集儲存。三路信號處理過程是相同的，只是采用了不同采集傳感器，不同的A/D采樣量化度和編碼形式。為了獲得最高的性能以及并行性，AVR采用了Harvard結(jié)構(gòu)，具有獨(dú)立的數(shù)據(jù)和程序總線。程序存儲器是可以在線編程的FLASH. 快速訪問寄存器文件包括32個8位通用工作寄存器，訪問時間為一個時鐘周期?？刂萍拇嫫魑挥贗/O空間，狀態(tài)寄存器里有全局中斷使能位。映射到數(shù)據(jù)空間即為寄存器文件之后的地址0x200x5F。16K字節(jié)的FLASH存貯器，支持 ISP、IAP編程，使系統(tǒng)開發(fā)、生產(chǎn)、維護(hù)更容易。2個8 位定時/計數(shù)器，1個16位定時/計數(shù)器，帶捕捉、比較功能，有四個通道的PWM，2個硬件USART、SPI和基于字節(jié)處理的IC接口。內(nèi)置模擬量比較器。工作頻率08MHZ；，工作頻率016MHZ。*GND地。作為輸入使用時，若內(nèi)部上拉電阻使能，端口被外部電路拉低時將輸出電流。作為輸入使用時，若內(nèi)部上拉電阻使能，端口被外部電路拉低時將輸出電流。作為輸入使用時，若內(nèi)部上拉電阻使能，端口被外部電路拉低時將輸出電流。端口 C 的第二功能:PC7 TOSC2 (定時振蕩器引腳2)PC6 TOSC1 (定時振蕩器引腳1)PC5 TDI (JTAG 測試數(shù)據(jù)輸入)PC4 TDO (JTAG 測試數(shù)據(jù)輸出)PC3 TMS (JTAG 測試模式選擇)PC2 TCK (JTAG 測試時鐘)PC1 SDA (兩線串行總線數(shù)據(jù)輸入/輸出線)PC0 SCL (兩線串行總線時鐘線)*端口D(PD7..PD0) 端口D為8位雙向I/O口，具有可編程的內(nèi)部上拉電阻。端口D的第二功能:PD7 OC2 (T/C2輸出比較匹配輸出)PD6 ICP1 (T/C1輸入捕捉引腳)PD5 OC1A (T/C1輸出比較A匹配輸出)PD4 OC1B (T/C1輸出比較B匹配輸出 )PD3 INT1 (外部中斷1的輸入)PD2 INT0 (外部中斷0的輸入)PD1 TXD (USART輸出引腳)PD0 RXD (USART輸入引腳)RESET復(fù)位輸入引腳,持續(xù)時間超過最小門限時間的低電平將引起系統(tǒng)復(fù)位。AVCC AVCC是端口A與A/D轉(zhuǎn)換器的電源。 AD620芯片概述 AD620的結(jié)構(gòu) AD620的介紹AD620是在傳統(tǒng)的三運(yùn)放組合方式改進(jìn)的基礎(chǔ)上研制的單片儀用放大器，是一種只用一個外部電阻就能設(shè)置放大倍數(shù)為110000的低功耗、高精度儀表放大器。增益G=1時它的增益帶寬為120kHz，建立時間為15us。通過QAR，環(huán)路和Q2A2R2環(huán)路的反饋，保持了2集電極電流為常量，所以輸入電壓相當(dāng)于加在外接電阻Rg的兩端，從輸入到A1/A2輸出的差分放大倍數(shù)為G=( R1+ R2 )/Rg+1。由CZ和前置運(yùn)放跨導(dǎo)確定的增益帶寬乘積增加，因此頻率響應(yīng)得到改善。 ADS7835芯片概述 ADS7835結(jié)構(gòu)ads7835的是12位,采樣模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器，完成與采樣保持,并同步串行接口. . 該裝置可置于功率下降模式, .內(nèi)部可參考o(jì)verdriven外部電壓. 低功率,體積小,速度快,使ads7835適合電池操作的系統(tǒng),如無線通訊裝置,portable multichannel data loggers ,頻譜分析器. 串行接口也提供低成本的隔離遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)采集,并保證在40℃至85℃溫度范圍。 ADS7835時間標(biāo)示表時間標(biāo) 示說明最小 時 間典型 時 間最 大 時 間tacp采樣時間350nstconv轉(zhuǎn)換時間tckp時鐘周期125ns500nsTck1時鐘底半周期50nstckh時鐘高半周期50nstckdh下降沿對現(xiàn)行傳輸數(shù)據(jù)無效時間5ns15nstckds下降沿對下一組傳輸數(shù)據(jù)有效時間30ns50nsTcv1CONV腳底電平時間40nstcvhCONV腳高電平時間40nstckchCLK下降沿CONV腳保持時間10nstckcsCLK下降沿CONV腳置位時間10nstckdeCLK下降沿到數(shù)據(jù)有效時間20ns50nstckddCLK下降沿到數(shù)據(jù)高阻時間70ns100nstckspCLK下降沿到采樣時間5nstckpdCLK下降沿到省電模式時間50nstcvhdCONV下降沿到采樣有效時間5nstcvspCONV上升沿到采樣模式時間5nstcvpuCONV上升沿到全功率工作模式50nstcvddCONV變換時間到數(shù)據(jù)高阻時間70ns100nstcvpdCONV變換狀態(tài)到省電模式50nstdrpCLK下降沿到CLK啟動時間5usCLXDATAtcxptcxltcxhtcxdltcxdh SPI和QSP通信模式簡介這種模式經(jīng)常用在各種不同的微處理器中的。系統(tǒng)擬采用的AVR公司的MEGA16單片機(jī)支持SPI的傳輸模式，所以此模式也可以選擇作為數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的工作模式。整個過程維持常溫，是實(shí)時且電壓會自動補(bǔ)償。當(dāng)芯片接5V的供電電源時，在輸入端有微小的輸入如5mA時其輸出端就會放大輸出13mAo6N137的典型傳輸延遲時間時45ns。也就是在正確保證了數(shù)據(jù)的有效性之外提供了很好的隔離性。 電源電路圖 前置電路的設(shè)計第一級AD620采用繼電器RW1控制實(shí)現(xiàn)增益5，而當(dāng)AD620開環(huán)時增益為1第二級OP07開環(huán)增益為1，而通過繼電器RW2 – , ,5,10,1000。特別注意器件的GND的設(shè)計，在光隔芯片的信號輸入端全部選擇接入變壓器交流分壓而得的模擬地，而在光隔芯片的信號輸出端則全部選擇接入由單片機(jī)提供的數(shù)字地，從而確保了信號在經(jīng)過光隔離芯片后的完全隔離。GND CONVGND DATAAin CLKVref +Vcc隔離PB1PD0PB0ADS7835CONVDATACLKATMEGA16 單片機(jī)控制簡圖 外設(shè)電路設(shè)計為便于調(diào)試與使用，系統(tǒng)帶有四個按鍵和一塊LCD液晶顯示屏，LCD為5*7點(diǎn)陣字符型，可顯示2行字符，每行20字符。AD620在電路中是對信號進(jìn)行一級放大，繼電器RW1是對6N137實(shí)現(xiàn)增益控制。在三個模塊以外的電路中，ATMEGA16是系統(tǒng)的核心，主要功能有，對數(shù)據(jù)采集和傳輸?shù)目刂疲峁┫到y(tǒng)時鐘，實(shí)現(xiàn)采集數(shù)據(jù)的顯示和保持控制，提供系統(tǒng)的調(diào)試。溫度傳感器采集環(huán)境中的溫度,反映成為模擬電信號,模擬電信號輸入AD620的VIN+和VIN端,由OUT端口輸出,實(shí)現(xiàn)了增益為5的放大,然后再由繼電器RW2RW6控制輸入OP07進(jìn)行二級放大,實(shí)A/D轉(zhuǎn)換,模擬信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號,同時也由ATMEGA16控制,并經(jīng)過6N137的隔離,.數(shù)字溫度信號進(jìn)入ATMEGA 16的PD0端,最后通過ATMEGA16的處理,由LCD的采集的溫度進(jìn)行顯示,同時也用儲存器進(jìn)行儲存.濕度和光度信號流程基本都是相同,具有相同的流程原理.第5章 軟件設(shè)計初始程序主要是初始化器件的端口，設(shè)定芯片的工作方式進(jìn)行，以及其他功能處理的初始設(shè)定。(~(10))。 }define CLR_BCK(X) {X=Xamp。 outportb(LPT_PORT,X)。 } // define SET_DATA(X) {X=X | (13)getch()。printf(“Pull up WCK \n”)。CLR_BCK(data)。getch()。printf(“Pull up DATA \n”)。for(i=0。unsigned char data。memcpy(buff,buffer,size)。k++){for(j=0。i8。}short_delay(1)。// delay(1)。*buf=1。// size。return TRUE。tmpdata[1] = 0x12。i500。}// test_m()。0x01) {outportb(Ox379,Oxfl)。 length。int length=*p=inportb(Ox37c)。 } *p=inportb(Ox37c)。*p_=X01。int value[4]。gmode, “c:\\”)。 getch()。textcolor(BLACK)。int !c0=O,x 1=0。0x40)!=0)//the Ack is High{ outportb(Ox37a,inportb(Ox37a)amp。 p=str。 p++。//輸出實(shí)際采樣值 for(j=0。 datafile+value。datafile+endl。 putpixel(xI,y01,RED)。 xl=x0+10。 y01=180value[0]*。 setcolor(RED)。 setcolor(GREEN)。 x0=xl。y30=y31。第6章 設(shè)計總結(jié) 本設(shè)計首先通過與任務(wù)書要求對照，通過查閱資料選好設(shè)計的基本方向，在選定為溫室數(shù)據(jù)采集以后，根據(jù)溫室系統(tǒng)的有關(guān)要求特性，本論文設(shè)計了溫度，濕度，光度三路信號的同時采集。在數(shù)據(jù)采樣模塊又分為A/D轉(zhuǎn)換，隔離，單片機(jī)控制。最后設(shè)計是結(jié)合硬件和軟件，進(jìn)行綜合評定，參考有關(guān)資料和行業(yè)先進(jìn)技術(shù)，不斷的修改，達(dá)到最佳設(shè)計。能夠及時的對比較誤差做出反應(yīng)。本設(shè)計在結(jié)構(gòu)方面比較嚴(yán)緊，但是在設(shè)計內(nèi)容不是很充實(shí)和完善，在顯示模塊和外設(shè)模塊講解不是很清晰深入，還應(yīng)對程序運(yùn)行環(huán)境進(jìn)行模擬仿真。在應(yīng)用ATMAGE16單片機(jī)時，重新學(xué)習(xí)了其結(jié)構(gòu)和特點(diǎn)。在硬件設(shè)計中不斷的查閱資料，了解了各種技術(shù)特性，不斷的修改，達(dá)到設(shè)計的最優(yōu)化。帶著問題去思考，去學(xué)習(xí)，很好的推動了自己學(xué)習(xí)的積極性，能更快的到達(dá)學(xué)習(xí)的效果。在加強(qiáng)對四年整體綜合知識復(fù)習(xí)的同時，也對自己的人生是很大的啟示，在我馬上面對社會也是明確的指導(dǎo)。本論文是在實(shí)習(xí)，工作基礎(chǔ)上經(jīng)過總結(jié)整理寫成的。在論文即將完成之際，非常的激動和高興，從開始進(jìn)入課題到論文的順利完成，特別是在與工作時間的沖突情況下能夠順利完成，回想起自己的努力非常的激動。［4］張明友，:電子科技大學(xué)出版社，1999年。［8］Jan Axelson，:中國電力出版社，2001［9］:北京航天航空大學(xué)出版社，2004年。宋建國［15］，2004年03期。s superiority lies. If it can integrate the two, plementary strengths, we will be able to produce a fast, reliable, lowcost remote data acquisition system. This system is the basic idea : the acquisition scene and sensor acquisition of the analog to digital, RS485 agreement will upload data. PC terminal in a twoway RS485USB conversion interfaces, use this interface to receive the data and 485 through the USB transmission to the PC for processing. And mainframe data sent equipment to the process is the opposite