【正文】 1． 3 常用的 信號(hào)采集器的功能模塊 ..................................................................... 9 采集卡的實(shí)現(xiàn) 平臺(tái)（微控制器） ............................................................................... 10 2． 2． 1 微控制器的基本概念 ................................................................................... 10 2． 2． 2 微控制器的分類及工作原理 ....................................................................... 10 采集卡模塊說明 ........................................................................................................... 10 2． 3． 1 模塊簡(jiǎn)介 ....................................................................................................... 13 2． 3． 2 性能 以及 接口說明 ....................................................................................... 14 原理 ............................................................................................................................... 14 2． 4． 1 信號(hào)數(shù)據(jù)采集 ............................................................................................... 17 2． 4． 2 信號(hào)輸出 ....................................................................................................... 17 2． 4． 3 數(shù)字信號(hào)輸入輸出 ....................................................................................... 18 2． 4． 4 比較器、計(jì)數(shù)器及 PWM ................................................................................ 18 第 3章 多通路信號(hào)采集電路設(shè)計(jì) ........................................................................................... 20 動(dòng)態(tài)鏈接庫（ DLL） .................................................................................................... 20 編程函數(shù)及參數(shù) ........................................................................................................... 20 程序驅(qū)動(dòng)安裝說明 ....................................................................................................... 23 界面展示 ....................................................................................................................... 26 常州工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 5 第 4章 信號(hào)采集與處理 ........................................................................................................... 28 信號(hào)的相關(guān)知識(shí) ........................................................................................................... 28 4． 1． 1 信號(hào)的 定義 及 分類 ....................................................................................... 28 4． 1． 2 信號(hào)調(diào)制 過程 ............................................................................................... 39 單通路信號(hào)采集與多通路采集的區(qū)別 ............................................................................... 30 模擬信號(hào)的采集 ........................................................................................................... 30 4． 2． 1 單通道信號(hào)采集實(shí) 物測(cè)試與分析 ............................................................... 32 4． 2． 2 雙通道信號(hào)采集實(shí)物測(cè)試與分析 ............................................................... 32 4． 2． 3 多通道信號(hào)采集實(shí)物測(cè)試與分析 ............................................................... 33 第 5章 結(jié)論 ............................................................................................................................... 35 致謝 ............................................................................................................................................. 36 參考文獻(xiàn) ..................................................................................................................................... 37 附錄 ............................................................................................................................................. 39 常州工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 6 第 1 章 緒論 課題研究背景和意義 隨著電子制造工業(yè)的不斷發(fā)展以及信號(hào)數(shù)據(jù)采集的客觀需求，信號(hào)采集與處理一直都是生產(chǎn)生活實(shí)踐與實(shí)際操作領(lǐng)域的一個(gè)熱點(diǎn)和難點(diǎn)，當(dāng)前，國內(nèi)外關(guān)于信號(hào)采集系統(tǒng)研究已經(jīng)取得了很大的成就。工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的復(fù)雜性決定模擬數(shù)據(jù)信號(hào)的多樣性。 課題研究的現(xiàn)狀 在網(wǎng)絡(luò)通信快速發(fā)展的今天，信號(hào)采集系統(tǒng)已經(jīng)廣泛應(yīng)用在各個(gè)領(lǐng)域，可以很方便地進(jìn)行數(shù)據(jù)信號(hào)的處理與分析。 信號(hào)采集是綜合了傳感器 (前端 )的模擬信號(hào)處理、模擬信號(hào)數(shù)字化、數(shù)字信號(hào)處理和計(jì)算機(jī)控制技術(shù)等，來實(shí)現(xiàn)對(duì)外界信息獲取的一 門綜合技術(shù)。這些數(shù)據(jù)采集卡需要插在主機(jī)的的 PCI 插槽或 ISA 插槽上，使用不方便等。因此，國內(nèi)外正開展以 DSP作為信號(hào)采集系統(tǒng)的采樣控制和數(shù)據(jù)分析運(yùn)算機(jī)制研究與應(yīng)用的測(cè)試。按照采集卡處理信號(hào)的方式可以分為開關(guān)輸入 /輸出模塊、脈沖輸入 /輸出模塊、模擬輸入 /輸出模塊、多功 能模塊等。在應(yīng)用的時(shí)候， 選擇合適的 模數(shù)轉(zhuǎn)換器要 根據(jù) 實(shí)際 需要的精度。 此外， 數(shù)字 輸入輸出 常見的應(yīng)用是在計(jì)算機(jī) 和 外 部設(shè)備 如 掃描儀 、 投影儀 等之間傳送數(shù)據(jù)。 采集卡的實(shí)現(xiàn)平臺(tái)（微控制器） 2． 2． 1 微控制器的基本概念及分類 微控制器 (Micro Control Unit， MCU)是指隨著大規(guī)模集成電路的出現(xiàn)及其發(fā)展，將計(jì)算機(jī)的 CPU、 RAM、 ROM、定時(shí)計(jì)數(shù)器和多種 I/O 接口集成在一片芯片上，形成芯片級(jí)的縮微型計(jì)算機(jī)，為不同的應(yīng)用場(chǎng)合做不同組合控制，其中文名稱為微控制單元，又稱為單片微型計(jì)算機(jī) (Single Chip Microputer)或 者單片機(jī)。例如，大多數(shù)嵌入式系統(tǒng)缺少鍵盤，屏幕，磁盤，打印機(jī)或個(gè)人計(jì)算機(jī)的其他可識(shí)別的 I / O 設(shè)備。 微控制器是一個(gè)集成電路，通常具有以下 特點(diǎn)： 中央處理單元 從小型簡(jiǎn)單的 4 位處理器到復(fù)雜的 32 位或 64 位處理器的輸入 /輸出接口外設(shè)如串行端口器（ UART）其他串行通訊接口如 I178。其中最主要的是 8051， Z80 和 ARM 的衍生工具。功耗，同時(shí)睡眠（ CPU 時(shí)鐘和外設(shè)禁用）可能只是納瓦，使它們非常適合于低功耗和持久的電池應(yīng)用。 ISR 將返回到原來的指令序列之前執(zhí)行基于中斷的來源所需的任何處理。這樣模擬到數(shù)字轉(zhuǎn)換器用于將輸入的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成該處理器可以識(shí)別的一種形式。除了倒計(jì)數(shù)，所述TPU 可以檢測(cè)到輸入事件，產(chǎn)生輸出事件，以及其他有用的操作。 采集卡實(shí)物如圖 2— 1所示。值得一提的是，在雙通道模式下兩路采樣是同步進(jìn)行的，在一些要求較高的應(yīng)用中有著重要作用。在軟件配合下， MPS010601 可以產(chǎn)生邊界限制以內(nèi)的任意波形。 DIO 分為數(shù)字信號(hào)輸入（ DI）和數(shù)字信號(hào)輸出（ DO）兩種。 MPS010601的 DO則可以實(shí)現(xiàn)這樣的功能。每個(gè)比較器都具有正負(fù) 10mV 的滯回電壓，并且具有專門的比較結(jié)果輸出。 MPS010601提供了兩路 PWM 輸出。 //定義一個(gè)函數(shù)指針變量 HINSTANCE hDLL=LoadLibrary()。參數(shù)取值范圍為 500080000，小于 5000 將被設(shè)置為 5000，大于 8000 將被設(shè)置為 80000。 int DIOModal：數(shù)字 I/O 模式端口配置。一般情況下建議使用 16 位循環(huán)模式。 VoltgaIn1 所指向的數(shù)組大小應(yīng)大于 SampleNumber 的大小。無論數(shù)字輸入 /輸出端口工作在輸入模式還是輸出模式，都可以獲得當(dāng)前 Dx 端口的電平狀態(tài)。 ?extern C int DataOut（ float *VoltgaOut1， float *VoltgaOut2， float *VoltgaOut3， float *VoltgaOut4， unsigned char*D0， int SampleNumber,int DeviceNumber） unsigned char *DO：值得注意的是：當(dāng)對(duì)應(yīng)的端口 Dx 端口被設(shè)置為輸入模塊時(shí)，向Dx 輸出低電平表示將 Dx拉低， Dx 將不隨輸入變化而變化；向 Dx 輸出高電平表示將 Dx 配置為輸入狀態(tài)，此時(shí)才可以從 Dx 中讀到外界輸入的電平狀態(tài)。若函數(shù)執(zhí)行成功，返回 1；執(zhí)行失敗返回 0。執(zhí)行 SetPara 函數(shù)后，計(jì)數(shù)值的值將被清零。 4． 1． 1 信號(hào)的分類 1．信號(hào)類型 信號(hào) 采集前， 需要了解將要采集的信號(hào)特性 ，因?yàn)椴?同 的 信號(hào) 對(duì) 測(cè)量方式和采集系統(tǒng)的要求是 不一樣的 ，只有了解 了 被測(cè)信號(hào) 的特性 ， 才會(huì)選用合適的測(cè)量方式和采集系統(tǒng) 。 但 有些 設(shè)備則是 需要數(shù)字輸入 脈沖的 ， 例 如一個(gè)步進(jìn)式馬達(dá) 就需要輸入數(shù)字脈沖來改變其位置和速率 。 另外要使用合適的測(cè)量速度 ， 這樣就能 跟上波形的 突變 。 同時(shí)， 為了 過濾掉 信號(hào)中 超過范圍的不符合要求的頻率信號(hào) ， 信號(hào)采集器 還 必須裝載 抗混疊 濾波器。 大多數(shù) 信號(hào) 處理 模塊都 可以 提供電流源 或 電壓源 ，從而使得 傳感器 產(chǎn)生 激勵(lì) 信號(hào) 。 與單通路信號(hào)采集不同，多通路信號(hào)采集電路設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)要求較高，結(jié)構(gòu)多元化，能夠同時(shí)對(duì)多通路的信號(hào)進(jìn)行同步采集，尤其是對(duì)那些傳感器種類多，分布廣，數(shù)量龐大的信