【正文】 T ）讀數(shù)或被測參數(shù)變化的曲線，主要用于計算機自動檢測系統(tǒng)中。從鍵盤發(fā)出指令，進入不同的模式，實現(xiàn)不同的功能。這個多位數(shù)是二進制分數(shù)，ADC是微機數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的關(guān)鍵部件，它的性能往往直接影響整個系統(tǒng)的技術(shù)指標。由于輸入信號變化的速度不同，系統(tǒng)對分辨率、精度、轉(zhuǎn)換速率及成本的要求也不同。 除了“定時采樣”（等間隔采樣）外，“實時采樣”通常使用“變步長采樣”，即“等點采樣”。 數(shù)據(jù)處理部分存儲單片機A/DS/H查詢數(shù)據(jù)通信顯示圖24數(shù)據(jù)處理框圖 從傳感器采集來的數(shù)據(jù)經(jīng)過信號調(diào)理電路，信號做好了模數(shù)轉(zhuǎn)換的準備。（4）在數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)中，往往要對多個物理量進行采集，即所謂多路巡回檢測，這可以通過多路模擬開關(guān)來實現(xiàn)，這樣可以簡化設(shè)計，降低成本。它是一種獲得信息的重要手段，它所獲得信息的正確與否，關(guān)系到整個檢測系統(tǒng)的精度，因而在非電量檢測系統(tǒng)中占有重要的地位。 傳感器串口RS2328051單片機模數(shù)轉(zhuǎn)換 信號 處理鍵盤電路盤存儲器LED顯示模塊時鐘信號圖22 系統(tǒng)功能實現(xiàn)圖被檢測的各種參數(shù)（溫度、流量、壓力、位移、速度等）由傳感器變換成易于后續(xù)處理的電信號。檢測時，首先獲取被測量的信息，并通過信息的轉(zhuǎn)換把獲得的信息變換為電量，然后進行一系列的處理，再用指示儀或顯示儀將信息輸出，或由計算機對數(shù)據(jù)進行處理，最后把信息輸送給執(zhí)行機構(gòu)。其在工業(yè)現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集和控制等眾多領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。電纜接入系統(tǒng)或?qū)⑿驴ㄔ偬砑拥綄Ｓ玫臋C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。由于這種數(shù)據(jù)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(jù)采集系統(tǒng)，因此獲得了驚人的發(fā)展。關(guān)鍵詞：單片機，數(shù)據(jù)采集，查詢，上位機通信ABSTRACTThe 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、PCmuncationII河南城建學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 目錄 目 錄摘要 I第1章 前 言 1 1 1 2第2章數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)總體功能介紹和說明 3 系統(tǒng)實現(xiàn)的功能 3 系統(tǒng)各部分的功能 3 信號調(diào)理部分 4 數(shù)據(jù)處理部分 6第3章 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)硬件設(shè)計 9 主要芯片介紹 9 8051AH的功能特點 9 ADC0809的功能特點 11 LF398芯片介紹 13 功能模塊電路設(shè)計 14 數(shù)據(jù)采集模塊電路設(shè)計 14 查詢打印模塊電路設(shè)計 18第4章 數(shù)據(jù)采集與通信系統(tǒng)軟件設(shè)計 20 22 23，打印功能的實現(xiàn) 27第5章 誤差分析 29結(jié)束語 30致 謝 31參考文獻 32附錄 33III河南城建學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 第1章前言 1第1章 前 言 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的任務(wù)就是將采集到的模擬信號轉(zhuǎn)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(yīng)的計算和處理，得出所需的數(shù)據(jù)。本系統(tǒng)采用模數(shù)轉(zhuǎn)換、微處理器、存儲器等芯片來實現(xiàn)8路數(shù)據(jù)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(jù)采集、查詢、打印和顯示等。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(jīng)濟價值。這類系統(tǒng)主要用于實驗室，在工業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)場也有一定的應(yīng)用。目前有的DAS（Data acquisition systems—數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)）產(chǎn)品精度已達16位，采集速度每秒達到幾十萬次以上，數(shù)據(jù)采集技術(shù)已經(jīng)成為一種專門的技術(shù)，在工業(yè)領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。目前采用單片機控制并利用編程的方式，可以很方便地發(fā)出控制命令和改變系統(tǒng)中控制器的算法與計算參數(shù)；尤其是在需要進行一些復(fù)雜而又精確的計算時，采用單片機來進行運算，在提高運算速度和精度等方面都顯示了無可比擬的優(yōu)越性。及時保存數(shù)據(jù)：對采集的數(shù)據(jù)按時間及時進行保存。所以我們把微機自動檢測系統(tǒng)也常稱為計算機數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，或簡稱為數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。此外，某些傳感器內(nèi)阻比較大，輸出功率較小，這樣放大器還起阻抗變換器的作用來緩沖輸入信號。因為這時可以使用普通的微秒級A/D轉(zhuǎn)換器從容地分時處理這些信號。 （1）實時采樣：數(shù)據(jù)采集開始后，信號波形的第一個采樣點即被采入并數(shù)字化，經(jīng)過一個采樣間隔后。 （2）“等效時間采樣”技術(shù)要求信號波形是可以重復(fù)產(chǎn)生的。A/D轉(zhuǎn)換器將結(jié)果輸出給計算機，有的采用并行碼輸出，有的則采用串行碼輸出。單片機控制整個計算機數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的正常工作，并且把A/D轉(zhuǎn)換器輸出的結(jié)果讀入到內(nèi)存，進行必要的數(shù)據(jù)分析和數(shù)據(jù)處理。目前常用的顯示方式有模擬顯示、數(shù)字顯示、圖像顯示三種方式。河南城建學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 第3章數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)硬件設(shè)計20第3章 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)硬件設(shè)計 在整個系統(tǒng)中硬件是基礎(chǔ)，也是系統(tǒng)設(shè)計的基礎(chǔ)，硬件系統(tǒng)的建立才使系統(tǒng)有運算的可能，硬件的參數(shù)決定了系統(tǒng)的技術(shù)參數(shù)。 管腳功能： ～：P0口是一個漏極開路型準雙向I/O口。在振蕩信號正常運行情況下，只要RST引腳保持兩個機器周期以上時間的高電平，系統(tǒng)復(fù)位。在每一個機器周期（MOVX指令除外）出現(xiàn)兩個ALE正脈沖，當ALE為高電平時，地址鎖存的輸出隨輸入變化（這時P0口輸出的是低8位地址信息）；當ALE有高電平變成低電平時，鎖存器將地址鎖定，即輸出不再隨輸入變化（P0口可傳送數(shù)據(jù)信息）。 ：內(nèi)、外程序存儲器選擇信號。正常工作時Vss引腳接地。允許8路模擬量分時輸入，共用一個A/D轉(zhuǎn)換器。 D0～D7：8位數(shù)字量輸出。 GND：電源地 零點調(diào)整：這是當輸入電壓是1 / 2LSB （ 時為20mV ) ，輸出從11111111 變?yōu)?11111110 。寬范圍帶寬使LF198可放于1MHZ運算放大器反饋回路內(nèi)，而不引起穩(wěn)定性問題。 在 Ck=， 數(shù)據(jù)采集模塊電路設(shè)計 如果在數(shù)據(jù)采集器中，直接使用模數(shù)轉(zhuǎn)換器對模擬信號進行轉(zhuǎn)換，則應(yīng)該考慮到任何一種模數(shù)轉(zhuǎn)換器都需要有一小段時間來完成量化及編碼操作。顯然，如在孔徑時間Ta內(nèi)，輸入模擬信號仍在孔徑時間Ta內(nèi)，輸入模擬信號仍在變化時進行量化，會引入一定的誤差，稱其為“孔徑誤差”，仍考慮對輸入的正弦信號采樣，那么對M位ADC，并采用SHA的數(shù)據(jù)采集器。保持器把時刻的采樣值保持到A/D轉(zhuǎn)換結(jié)束。A/D轉(zhuǎn)換器的任務(wù)是完成采樣信號到數(shù)字信號的轉(zhuǎn)換，ADC0809是逐次逼近式，轉(zhuǎn)換時間為100μs的8位轉(zhuǎn)換器，它的線性誤差為177。CBA選中通道000INT0001INT1010INT2011INT3100INT4101INT5110INT6111INT7表36 地址譯碼與對應(yīng)通道選擇表 ADC0809的量化單位 本系統(tǒng)基準電壓 ， 此時q=（）/=20Mv， 轉(zhuǎn)換結(jié)果D= A/D轉(zhuǎn)換器與單片機的硬件接口一般有兩種方法，一種方法是通過并行I/O接口與8051A單片機連接（例如8155或8255）需要占用兩個并行口（其中一個端口接A/D轉(zhuǎn)換器數(shù)據(jù)線，另一個端口用來產(chǎn)生A/D轉(zhuǎn)換器工作控制信號）；第二種接口方法是利用ADC0809轉(zhuǎn)換器三態(tài)輸出鎖存功能，可以直接與8051的總線連接，在系統(tǒng)中把ADC0809轉(zhuǎn)換器當作外部RAM單元對待。本系統(tǒng)采用的Intel8279是一個專用的顯示器鍵盤接口，它用硬件完成對顯示器和鍵盤的掃描。掃描計數(shù)器通過SL0～SL3輸出掃描信號，掃描信號分為譯碼和編碼兩種。在傳感器矩陣方式工作時，這個存儲器是傳感器RAM，它的每一位對應(yīng)著一個傳感器的狀態(tài)。開始初始化（鍵盤、顯示、存儲、打印）讀ADC0809狀態(tài)（是否空閑）讀打印機狀態(tài)（是否空閑）設(shè)置各通道數(shù)據(jù)存放地址段判斷鍵盤送來的字符查詢模式通信模式數(shù)據(jù)采集模式結(jié)束圖41 系統(tǒng)流程圖采用鍵入不同的值進入不同的模式，進行各種不同功能的實現(xiàn)，如果在沒按下“”鍵以前有鍵按下，判斷為誤操作，程序不予處理，當按下“”鍵時，系統(tǒng)進入采集模式，當鍵入的是“*”鍵時，系統(tǒng)進入的是通信模式，當在數(shù)據(jù)采集模式下鍵入的是“”鍵時，系統(tǒng)就進入了查詢模式，如果需要將查詢到的數(shù)據(jù)打印出來，就需要再一次按下“”鍵，從而使系統(tǒng)完成各項功能。進入數(shù)據(jù)查詢模式我們就可以根據(jù)輸入的時間來查詢那一時刻所存儲的數(shù)據(jù)，按下打印鍵，系統(tǒng)將為你進行把所查詢到的數(shù)據(jù)進行打印。這與寫操作的內(nèi)容是無關(guān)的。對于那些與計算機相距不遠的人－機交換設(shè)備和串行存儲的外部設(shè)備如終端、打印機、邏輯分析儀、磁盤等，采用串行方式交換數(shù)據(jù)也很普遍。 接口中的“控制寄存器”用來容納CPU送給此接口的各種控制信息，這些控制信息決定接口的工作方式。開始初始化查詢時間數(shù)據(jù)到8次了嗎？將數(shù)據(jù)送顯示程序數(shù)據(jù)個數(shù)+1地址+2k數(shù)據(jù)個數(shù)置0返 回NY圖46查詢流程圖28河南城建學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 第5章 誤差分析第5章 誤差分析 在的信號調(diào)理過程中，放大器的偏流將使浮動電容放電，在電容連接放大期間，若采用積分式ADC，則將形成最小的放電時間。 還有就是每個采樣通道有一個時間差，即第一個通道的采樣點與最后一個通道采樣點實際上是完全不同周期的點，這個時差帶來了“信號扭斜”，如果系統(tǒng)對信號采樣有嚴格同期要求，這要采用每個模擬輸入信號使用一個SHA，這就可以滿足同時實時測量多個模擬信號的場合，當ADC對各通道的SHA服務(wù)時間差為10ms，則輸入電壓衰減僅為5mV。目前，數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的一種較為肯定的發(fā)展趨勢是：把個人計算機同數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)結(jié)合起來，以實現(xiàn)測量和控制任務(wù)的自動化。在此，謹向他們表示誠摯的謝意。設(shè)置3通道的上限值MOV X3max,ALMOV AL, 0C0H