【正文】 241都可以正常工作 ,當他低電平時 ,芯片處于休眠模式 ,此時的工作電流低于 15? A. 4 REF 模擬轉(zhuǎn)換的外部參考電壓 . 山東科技大學(xué)學(xué)位學(xué)士論文 4 數(shù)據(jù)采集與控制系統(tǒng)的硬件設(shè)計 33 5 GND 模擬和數(shù)字地 . 6 DOUT 串行數(shù)據(jù)輸出 ,在 SLCK 的下降沿進行數(shù)據(jù)交換 ,當 CS 高電平時 ,DOUT 高電阻 7 CS 低電平時 ,轉(zhuǎn)換開始 ,采樣保持電路進入保持狀態(tài) ,高電平時 ,DOUT 高阻狀態(tài) . 8 SLCK 串行時鐘輸入 ,SLCK 時鐘輸出范圍可高達 表 管腳描述 MAX1241 具有一個 3 線連續(xù)接口，直接與微控制器的 I/0 相連，并與SPI 接口兼容。然后數(shù)據(jù)能在外部時鐘的作用下 依次送出 可編程放大器的選擇 管腳 名稱 功能 1 +INPUT 輸入信號正端 2 +GIAN SENSE 正增益檢測端 山東科技大學(xué)學(xué)位學(xué)士論文 4 數(shù)據(jù)采集與控制系統(tǒng)的硬件設(shè)計 34 3 RTI NULL 輸入電壓失調(diào)調(diào)零端 4 RTI NULL 輸入電壓失調(diào)調(diào)零端 5 +GIAN SENSE 正增益驅(qū)動端 6 NC 空腳 7 REFERENCE 輸出基準斷 ,為輸出電壓提供基準 偏置電壓 8 Vs 負電源端 9 +Vs 正電源端 10 VOUT 輸 出端 11 SENCE 輸出檢測端 12 GIAN SENSE 負增益驅(qū)動端 13 RTO NULL 輸出失調(diào)調(diào)零端 14 RTO NULL 輸出失調(diào)調(diào)零端 15 GIAN SENSE 負增益監(jiān)測器 16 INPUT 輸入信號負端 表 管腳描述 本系統(tǒng)為了能夠普遍適用于不同場合的數(shù)據(jù)采集，要求運算放大器是可編程的。的值將改變。例如在溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)中，為使溫度能穩(wěn)定在給定值上，往往需要控制加熱爐的閥門，調(diào)節(jié)進入爐中的煤氣量，對于電爐來講，則需要控制通、斷電的時間。 欲將數(shù)字量 DIODI7 轉(zhuǎn)換為模擬量，只要使滅面 =0, XFER =0, DAC為不鎖存狀態(tài)，即 ILE=1,硯 和麗雨端接負脈沖信號即可完成一次轉(zhuǎn)換 。器件采用先進的 CMOS 工藝，因此功耗低，輸出漏電流誤差較小，而其間的特殊的電路結(jié)構(gòu)可與 TTL 邏輯輸入電平完全兼容。通過增益可編程放大器，這三種信號轉(zhuǎn)換為統(tǒng)一的 0~ 信號，經(jīng)過放大的信號送入第二個 4051的第 0 路，它的第 1 路有一個 +V5 經(jīng)電阻分壓后得到的標準信號，送來用山東科技大學(xué)學(xué)位學(xué)士論文 4 數(shù)據(jù)采集與控制系統(tǒng)的硬件設(shè)計 37 于自診斷 A/D 模塊有無故障。 圖 軟件編程模式原理圖 如圖 ，利用 AD75OZ 可實現(xiàn) AD625 的可編程增益放大。將 CS 瓦置低電平后，開始轉(zhuǎn)化。在芯片以 73ksps 最大采樣速率工作時，消耗功率僅為37mW(VDD=3V)。較少的線意味著所需要的控制器引腳較少，使用串行總線可以將同樣的芯片集成在一個較小的封裝中。但是作為一個工業(yè)數(shù)據(jù)采集控制系統(tǒng)，除了主 CUP 及部分接口外，還應(yīng)有大量用途各異的 1/0 接口模塊，如 A/D和 D/A、開關(guān)量輸入 /輸出模塊等。因為，電壓放大器的輸出阻抗一般比較高，通常在幾千歐到幾十千歐，如果后級的輸入阻抗比較小，那么信號就會有相當?shù)牟糠謸p耗在前級的輸出電阻中。由于電壓傳感器、電流傳感器的輸出在額定范圍內(nèi)為 0～5V，但電路中的電壓、電流是一個很不穩(wěn)定的數(shù)，如電壓輸入基本上都大于 100VAC（實際電壓大于 6000V），所以電壓傳感器 輸出肯定大于 5V。第一種方法是寄生電源供電方式。 光刻 ROM 中的 64 位序列號是出廠前被光刻好的，它可以看作是該 DS18B20 的地址列碼。 ● 測量范圍從 55 ℃ 至 +125 ℃ ， 增量值為 ℃ 。此特性的應(yīng)用范圍包括環(huán)境控制，建筑物、設(shè)備或機械內(nèi)的溫度檢測，以及過程監(jiān)視和控制中的溫度檢測。全部傳感元件及轉(zhuǎn)換電路集成在形如一只三極管的集成電路內(nèi)。 ● 輸出信號可選 ： 電流或電壓跟蹤輸出： 0～ 20mA DC 、 4 ～ 20mA DC 、 0 ～ 5V DC 、 1 ～ 5V DC 、 0 ～ 10V DC 、 RS485 輸出，也可選用頻率輸出： 0 ～ 5kHz 、 0 ～ 10kHz 、 1 ～ 5kH z 等。具有如下特點： 采用電磁調(diào)制隔離原理，有效克服直流漂移； ● 多種隔離原理類型：光電隔離型、電磁調(diào)制隔離型、霍爾效應(yīng)型，使得輸入、輸出及電源之間互相隔離。傳感器的輸出信號一般都很微弱，需要有信路將其放大或變換為容易傳輸、處理、記錄和顯示的形式。 傳感器主要是電壓傳感器、電流傳感器、溫度傳感器 、瓦斯?jié)?度傳感器、一氧化碳濃度傳感器等 。因為對部件的接觸式測量不僅造成對被測系統(tǒng)的影響，且有許多實際困難，如測量頭的磨損、接觸狀態(tài)的變動，信號采集等都不易妥善解決，也易于造成測量誤差。 一般光電效應(yīng)、壓電效應(yīng)等物性型傳感器，響應(yīng)時間小，可工作頻率范圍寬。感器的精確度表示傳感器的輸出與被測量的對應(yīng)程度。因此，對傳感器往往要求有較大的信噪比。 按傳感器的構(gòu)成原理，分為結(jié)構(gòu)型和物理型兩種。 轉(zhuǎn)換元件： 敏感元件的輸出就是轉(zhuǎn)換元件的輸入 ,它把輸入轉(zhuǎn)換成電量參量 。 ● 數(shù)據(jù)存儲：按一定 的時間間隔，定期將某些重要數(shù)據(jù)存儲在外部存儲器上。數(shù)據(jù)采集與處理系統(tǒng)的性能指標主要是精度和速度；在保證精度的前提下，應(yīng)有一定的采樣速率，以滿足實時采集、實時處理和實時控制的要求。 ● 支持 RS485， IrAD 通信速率可達 115kbps。 (7) 全速 (12Mbps)設(shè)備端口 ● 片內(nèi)收發(fā)器 。 ● 8 優(yōu)先級、可單獨屏蔽的向量中斷控制器 。 ● 存儲器管理單元 MUC。利用最低的資源實現(xiàn)最適當?shù)墓δ?，用最佳的編程模型和不斷改進算法，優(yōu)化編譯器性能。目前國內(nèi)外推出了很多商業(yè)化嵌入式操作系統(tǒng)，努力爭取自己的市場份額。在未來的幾年里，這種發(fā)展 和競爭將達到一個白熱化的程度。 (2)為了提高執(zhí)行速度和系統(tǒng)可靠性，嵌入式系統(tǒng)中的軟件一般都固化在存儲器芯片或單片機本身中，而不是存儲于磁盤等 載體中。 ● 人機交互 :LDC、鍵盤和觸摸屏等人機交互設(shè)備。嵌入式處理器目前主要有 mA8l6/88P0werCP、 68000、 MIPS 和 AMR 系列等。 ● 嵌入式系統(tǒng)開發(fā)需要專門的開發(fā)工具和開發(fā)環(huán)境。從家用的洗衣機、電冰箱、汽車，到辦公室里的遠程會議系統(tǒng)等，都屬于可以使用入式技術(shù)進行開發(fā)和改造的產(chǎn)品。智能采集器采集的參數(shù)主要有電壓、電流、溫度、真空斷路器的開關(guān)狀態(tài)（分閘、合閘） 。因為工控現(xiàn)場的模擬量數(shù)據(jù)非常多，而且各種模擬量所需要的放大倍數(shù)是不一樣的，這就需要可變增益的放大器。在國內(nèi)，嵌入式系統(tǒng)關(guān)鍵硬件主要靠國外引進，技術(shù)基礎(chǔ)比較薄弱。 本設(shè)計借助 基于 ARM9的 嵌入式系統(tǒng)設(shè)計技術(shù)和微處理器技術(shù)來實現(xiàn)的 供電系統(tǒng) 數(shù)據(jù)采集裝置 。ARM（ Advanced RISC Machines）是處理器行業(yè)的一家知名企業(yè)，設(shè)計了大量高性能、廉價、耗能低的 RISC 處理器、相關(guān)技術(shù)及軟件。DataAequisition 山東科技大學(xué)學(xué)位學(xué)士論文 目錄 目錄 1 緒論 ........................................... 1 .................................................. 1 .........................................................................................1 ..................................................................................2 2 本設(shè)計的總體思路 ................................ 4 方案的選擇 ................................................................................................4 ......................................................................................5 .................................................................................... 12 3 數(shù)據(jù)信息采集前的準備 ........................... 166 .................................................................. 16 .............................................................................................. 17 4 數(shù)據(jù)采集 與控制系統(tǒng)的硬件設(shè)計 .................... 31 4. 2 D/A通道模塊的硬件設(shè)計 ........................................................................ 39 第 5 章數(shù)據(jù)采集與控制系統(tǒng)的軟件設(shè)計 ................. 42 ................................................................................ 42 A/D通道模塊的軟件設(shè)計 ......................................................................... 46 ............................................................................. 50 6 總結(jié) .......................................... 55 參考文獻 ........................................ 57 致謝 ............................................ 59 附錄 ............................................ 60 山東科技大學(xué)學(xué)位學(xué)士論文 1 1 緒論 課題研究內(nèi)容 本設(shè)計是利用 基于 ARM9 的 16/32 位 RISC 處理器 S3C2410A 和嵌入式 Linux 內(nèi)核設(shè)計的新型數(shù)據(jù)采集裝置。本論文 所設(shè)計的數(shù)據(jù)采集和控制系統(tǒng)可廣泛應(yīng)用于各種工業(yè)領(lǐng)域，也可作為一個嵌入式控制器應(yīng)用于對各種工業(yè)設(shè)備的控制。 本論文研究的主要目的是利用基于 AMR9的 32位高端嵌入式微處理器 AT91MR9200 和嵌入式 Linux 內(nèi)核設(shè)計新型數(shù)據(jù)采集與控制系統(tǒng)平臺，突破傳統(tǒng)的測控模式，使其具有更強大的處理能力，更優(yōu)越的通信方式。ARM9。它是實現(xiàn)自動檢測和自動控制的首要環(huán)節(jié)。通過畢業(yè)設(shè)計山東科技大學(xué)學(xué)位學(xué)士論文 2 指導(dǎo)教學(xué)，還可使學(xué)生加深對所學(xué)知識的理解，使知識更加系統(tǒng)化、實用化，并提高其綜合知識水平和技能。 信息采集的發(fā)展概況 國家標準 GB766587 對傳感器下的定義是：“能感受規(guī)定的被測量并按照一定的規(guī)律轉(zhuǎn)換成可用信號的器件或裝置，通常由敏感元件和轉(zhuǎn)換元件組成”。目前國內(nèi)外推出了很多商業(yè)化嵌入式操作系統(tǒng)，努力爭取自己的市場份額。設(shè)計要求為整個系統(tǒng)的性能提出了最低要求，它為器件選型和系統(tǒng)內(nèi)部的電路設(shè)計提供了指導(dǎo)原則。像這樣“嵌入”到更大，更專用的統(tǒng)，稱之為“嵌入式 AT91RM9200 EMC 開關(guān)量輸入輸出 以太網(wǎng) SDRAMC BFC SMC SPI UHP/UNP USART A/D USB主 /設(shè)備 串口 EMC PIO 山東科技大學(xué)學(xué)位學(xué)士論文