【正文】 字符的二進(jìn)制代碼在并行信道上同時(shí)傳輸?shù)姆绞?，所傳送的?shù)據(jù)同時(shí)發(fā)送和接收。采用調(diào)制方法把基帶信號(hào)調(diào)制到信道帶寬范圍內(nèi)進(jìn)行傳輸，接收端通過(guò)解調(diào)方法再還原出基帶信號(hào)的方式，稱(chēng)為頻帶傳輸。 數(shù)據(jù)傳輸 ⑴ 基帶、頻帶和數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)傳輸：① 基帶傳輸是指由數(shù)據(jù)終端設(shè)備（DTE）送出的二進(jìn)制“1”數(shù)據(jù)傳輸或“0”的電信號(hào)直接送到電路的傳輸方式。 數(shù)據(jù)傳輸理論基礎(chǔ)依照適當(dāng)?shù)囊?guī)程，經(jīng)過(guò)一條或多條鏈路，在數(shù)據(jù)源和數(shù)據(jù)終端之間傳送數(shù)據(jù)的過(guò)程。如果要高速數(shù)據(jù)采集，采用中斷控制采樣是不合適的。圖24中實(shí)線部分為中斷方式傳輸數(shù)據(jù)的示意。⑶ DMA方式采樣利用中斷控制方式進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，可以大大提高CPU利用率。特點(diǎn)：處理器的使用效率可以提高。② 中斷控制采樣：處理器只啟動(dòng)設(shè)備，一旦設(shè)備啟動(dòng)后處理器就不干預(yù)其工作，等到設(shè)備采集完畢的時(shí)候，向處理器發(fā)送中斷信號(hào)通知處理器。① 程序查詢(xún)采樣：處理器不斷的詢(xún)問(wèn)采集設(shè)備的狀態(tài)，了解是否已經(jīng)將所需要的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換處理完畢。① 定時(shí)采樣（固定的采樣時(shí)間間隔）；② 定點(diǎn)數(shù)采樣（在信號(hào)的周期內(nèi)才固定點(diǎn)數(shù)的值，采樣的間隔隨著信號(hào)的周期變化而變化）。缺點(diǎn)：由于采集設(shè)備總是在工作，所以每個(gè)時(shí)刻所采集到的數(shù)據(jù)是在變化的，所以每采集一次所獲得的數(shù)據(jù)必須在下一次采集的時(shí)候?qū)⑵涮幚硗戤叢⒈４妫ㄆ渲刑幚戆ú杉⒘炕?、編碼、存儲(chǔ)以及其他的一些應(yīng)用所需要的變換），否則會(huì)造成數(shù)據(jù)的采集失敗，采樣點(diǎn)的丟失。優(yōu)點(diǎn)：可以采集任何形式的信號(hào)，采集點(diǎn)嚴(yán)格按照時(shí)間順序排列。 滿足條件下離散信號(hào)xS(nTS )表示為當(dāng)| f |≥1/2Ts 時(shí)，X(f) = 0，X(f)完全由(1/Ts，1/Ts)上的值確定。因此，在進(jìn)行連續(xù)信號(hào)的離散化處理時(shí)，采樣周期必須依據(jù)某個(gè)定理來(lái)選擇。采樣周期TS 決定了采樣信號(hào)的質(zhì)量和數(shù)量： ⑴ TS ↓， xS(nTS ) ↑，內(nèi)存量↑； ⑵ TS ↑， xS(nTS ) ↓，丟失的某些信息。如圖22所示。采樣過(guò)程可以看作為脈沖調(diào)制過(guò)程，采樣開(kāi)關(guān)可看做調(diào)制器。如圖21所示。采樣和量化就是將模擬信號(hào)變?yōu)槿魏螖?shù)字計(jì)算機(jī)或者數(shù)字設(shè)備可以接受和處理的數(shù)字信號(hào)。這包含兩個(gè)過(guò)程，首先要在某些時(shí)間點(diǎn)上抽取連續(xù)模擬信號(hào)相應(yīng)的瞬時(shí)值，使模擬信號(hào)變成時(shí)間上離散的時(shí)域信號(hào)——采樣信號(hào)，這個(gè)過(guò)程稱(chēng)為采樣（sampling）。與此同時(shí)，將計(jì)算得到的數(shù)據(jù)進(jìn)行顯示或打印，以便實(shí)現(xiàn)對(duì)某些物理量的監(jiān)視，其中一部分?jǐn)?shù)據(jù)還將被生產(chǎn)過(guò)程中的計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)用來(lái)控制某些物理量。相應(yīng)的系統(tǒng)稱(chēng)為數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)?？傊?dāng)?shù)據(jù)采集技術(shù)正朝著靠性高、體積小、重量輕、攜帶維護(hù)方便、易擴(kuò)展、低成本、多功能、網(wǎng)絡(luò)化和遙測(cè)等方面飛速發(fā)展。 本章小結(jié)在環(huán)境監(jiān)測(cè)和管理系統(tǒng)中，常常需要對(duì)眾多監(jiān)測(cè)點(diǎn)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，大部分監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)需要實(shí)時(shí)發(fā)送到管理中心的后端服務(wù)器進(jìn)行處理。列舉本論文研究成果，分析其中的不足之處，展望研究前景。在protues環(huán)境下，對(duì)設(shè)計(jì)好的硬件電路進(jìn)行仿真，分析數(shù)據(jù)是否達(dá)到設(shè)計(jì)要求。根據(jù)硬件設(shè)計(jì)和任務(wù)要求完成軟件部分的設(shè)計(jì)，完成軟件調(diào)試，并給出調(diào)試結(jié)果。提出8路高速數(shù)據(jù)采集與傳輸系統(tǒng)的整體設(shè)計(jì)思路，并對(duì)各部分電路進(jìn)行了具體的設(shè)計(jì)。介紹數(shù)據(jù)采集與數(shù)據(jù)傳輸相關(guān)理論，包括采樣、傳輸、接口標(biāo)準(zhǔn)。對(duì)數(shù)據(jù)采集與數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)的研究目的、意義、發(fā)展及應(yīng)用做了一個(gè)詳細(xì)概述。如果稍微改裝可以做熱水器溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)、實(shí)驗(yàn)室溫度監(jiān)控系統(tǒng)、管道里流量監(jiān)控系統(tǒng)等等。本設(shè)計(jì)應(yīng)用性比較強(qiáng)，系統(tǒng)可以作為工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)監(jiān)控系統(tǒng)，利用單片機(jī)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)監(jiān)控并通過(guò)計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)數(shù)據(jù)。文中對(duì)每個(gè)部分功能、實(shí)現(xiàn)過(guò)程作了詳細(xì)介紹。 本論文研究的主要內(nèi)容和結(jié)構(gòu)安排鑒于數(shù)據(jù)采集與數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)的廣泛應(yīng)用和其特有的優(yōu)勢(shì)，設(shè)計(jì)了一個(gè)8路高速數(shù)據(jù)采集采集器和一個(gè)可以與上位機(jī)串行通信的數(shù)據(jù)傳輸電路，并將這兩部分合并起來(lái)成為數(shù)據(jù)采集與數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)。主要包括自動(dòng)監(jiān)測(cè)和手工監(jiān)測(cè)兩種,并正隨著信息技術(shù)的進(jìn)步而逐步向智能化監(jiān)測(cè)發(fā)展。因此，環(huán)境的監(jiān)測(cè)和控制已成為生產(chǎn)過(guò)程中非常重要的技術(shù)。社會(huì)對(duì)生產(chǎn)環(huán)境和生活環(huán)境意識(shí)的要求也越來(lái)越高。數(shù)據(jù)采集與數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)主要用于環(huán)境、傳感器信號(hào)的測(cè)量、智能樓宇控制及地震預(yù)警等應(yīng)用系統(tǒng)中，并在工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)信號(hào)隔離及長(zhǎng)線傳輸、工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)的獲取與記錄、設(shè)備運(yùn)行監(jiān)視、RS232/485總線工業(yè)自動(dòng)化控制系統(tǒng)等領(lǐng)域也得到廣泛應(yīng)用[11]?，F(xiàn)在可提供選擇的范圍很廣，用戶(hù)可以定做設(shè)備，也可以購(gòu)買(mǎi)成套的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。數(shù)據(jù)采集是工業(yè)控制等系統(tǒng)中的重要環(huán)節(jié)，通常采用一些功能相對(duì)獨(dú)立的單片機(jī)系統(tǒng)來(lái)實(shí)現(xiàn)，作為測(cè)控系統(tǒng)不可缺少的部分，數(shù)據(jù)采集的性能特點(diǎn)直接影響到整個(gè)系統(tǒng)[11]。 數(shù)據(jù)采集與數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)的應(yīng)用以微型計(jì)算機(jī)為核心平臺(tái)的數(shù)據(jù)采集監(jiān)控系統(tǒng)逐漸暴露出許多缺陷，如：工業(yè)環(huán)境一般條件惡劣，而微型計(jì)算機(jī)的防塵、防震等功能較差；體積大，不易攜帶和使用；擴(kuò)展性差、成本高。數(shù)據(jù)采集技術(shù)已經(jīng)成為一種專(zhuān)門(mén)的技術(shù)，在工業(yè)領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。由于集成電路制造技術(shù)的不斷提高，出現(xiàn)了高性能、高可靠性的單片數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)（DAS）。這就使得以單片機(jī)為核心的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)在許多領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。數(shù)據(jù)采集器是一種具有實(shí)驗(yàn)室或現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集、自動(dòng)存儲(chǔ)記錄、信號(hào)預(yù)處理、即時(shí)顯示、即時(shí)狀態(tài)分析、自動(dòng)傳輸?shù)裙δ艿淖詣?dòng)化設(shè)備。近年來(lái)，數(shù)據(jù)采集及其應(yīng)用受到了人們?cè)絹?lái)越廣泛的關(guān)注，數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)也有了迅速的發(fā)展，它可以廣泛的應(yīng)用于各種領(lǐng)域。本文設(shè)計(jì)的8路數(shù)據(jù)采集與數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)主要應(yīng)用在工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)。在工業(yè)、工程、生產(chǎn)車(chē)間等部門(mén)，尤其是在對(duì)信息實(shí)時(shí)性能要求較高或者惡劣的數(shù)據(jù)采集環(huán)境中更突出其應(yīng)用的必要性。在計(jì)算機(jī)廣泛應(yīng)用的今天，數(shù)據(jù)采集的在多個(gè)領(lǐng)域有著十分重要的應(yīng)用。實(shí)時(shí)性越高，工作效率越高，取得的經(jīng)濟(jì)效益也就越大。數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)是結(jié)合基于計(jì)算機(jī)（或微處理器）的測(cè)量軟硬件產(chǎn)品來(lái)實(shí)現(xiàn)靈活的、用戶(hù)自定義的測(cè)量系統(tǒng)，根據(jù)不同需要可以把ADC采集的電壓信號(hào)進(jìn)行相應(yīng)的計(jì)算和處理，獲得所需的數(shù)據(jù)，同時(shí)交予數(shù)碼管實(shí)現(xiàn)電壓顯示功能，便于對(duì)某些物理量的監(jiān)視和統(tǒng)計(jì)。軟件部分應(yīng)用VC++編寫(xiě)控制軟件，對(duì)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、模數(shù)轉(zhuǎn)換系統(tǒng)、數(shù)據(jù)顯示、數(shù)據(jù)通信等程序進(jìn)行了設(shè)計(jì)。本系統(tǒng)將比較熱門(mén)的A/D轉(zhuǎn)換技術(shù)和單片機(jī)技術(shù)有效的結(jié)合，實(shí)現(xiàn)了高速的通信和數(shù)據(jù)交換。 四川理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 基于單片機(jī)的數(shù)據(jù)采集與傳輸系統(tǒng)設(shè)計(jì)學(xué) 生：馬良堯?qū)W 號(hào)：09021020215專(zhuān) 業(yè)：電子信息工程班 級(jí)：指導(dǎo)教師：陶思言 李慶隆 四川理工學(xué)院自動(dòng)化與電子信息學(xué)院二O一三年六月基于單片機(jī)的數(shù)據(jù)采集與傳輸系統(tǒng)設(shè)計(jì)摘要：本文介紹了基于單片機(jī)的數(shù)據(jù)采集與傳輸系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)和軟件設(shè)計(jì)，數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)是模擬域與數(shù)字域之間必不可少的紐帶，它的存在具有著非常重要的作用。本系統(tǒng)應(yīng)用ADC0809作為高速數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換電路使其能夠進(jìn)行8路數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)采集，實(shí)現(xiàn)對(duì)采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行模擬量到數(shù)字量的轉(zhuǎn)換，并將采集到的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)通過(guò)RS232傳輸?shù)缴衔籔C機(jī)上。系統(tǒng)能夠?qū)Χ鄠€(gè)點(diǎn)進(jìn)行同時(shí)監(jiān)控，且能夠與微機(jī)進(jìn)行通信，可以方便的實(shí)現(xiàn)人機(jī)對(duì)話。關(guān)鍵詞：數(shù)據(jù)采集；數(shù)據(jù)傳輸；ADC0809；RS232；單片機(jī)Design of Data Acquisition and Transmission System Based on Single Chip MicroputerMA Liangyao(Sichuan University of Science and Engineering, Zigong, China, 643000)Abstract: This article describes the hardware design and software design of the data on which based on signalchip microputer. The data acquisition system is the link between the digital domain and analog domain. It has an very important function. The system applies ADC0809 as a high speed data conversion circuit to 8 road data realtime acquisition, implementation of the collected data to convert the analog quantity to digital quantity, and the transmission of realtime data were collected through RS232 to the upper PC. This system will be popular in the A/D conversion technology and singlechip microputer technology effectively bined, realize the highspeed munication and data exchange. System can carry on the monitoring at the same time, to the multiple points and able to municate with puter, easy to realize the manmachine dialogue. The software is partly programmed with VC++. The software can realize the function of monitoring and controlling the whole system. It designs much program like dataacquisition treatment,datadisplay and datamunication ect.Key words: data acquisition；data transfer ；ADC0809；RS232；single chip microputer目錄摘要 IABSTRACT II第1章 引 言 1 研究的目的及意義 1 數(shù)據(jù)采集與數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)的概述 1 數(shù)據(jù)采集與數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)的應(yīng)用 2 本論文研究的主要內(nèi)容和結(jié)構(gòu)安排 3 本章小結(jié) 4第2章 數(shù)據(jù)采集與數(shù)據(jù)傳輸?shù)幕A(chǔ)理論 5 數(shù)據(jù)采集的意義和任務(wù) 5 5 采樣過(guò)程 5 采樣定理 7 模擬信號(hào)的采樣控制方式 8 數(shù)據(jù)傳輸理論基礎(chǔ) 10 數(shù)據(jù)傳輸 10 串行通信接口標(biāo)準(zhǔn) 12 RS232C接口 14 串口通信基本接線方法 15 本章小結(jié) 18第3章 系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì) 19 系統(tǒng)硬件框圖 19 傳感器 19 電壓型溫度傳感器LM35D 19 氣壓傳感器MPX4115 20 A/D轉(zhuǎn)換電路 21 ADC0809的介紹 21 ADC0809時(shí)序圖 23 單片機(jī)電路 23 AT89S51說(shuō)明 24 單片機(jī)最小系統(tǒng) 26 上位機(jī)通信電路 28 顯示電路設(shè)計(jì) 30 電源電路 30 本章小結(jié) 31第4章 系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì) 32 Keil uVision3簡(jiǎn)介 32 程序設(shè)計(jì) 32 主程序流程圖 32 LED數(shù)據(jù)顯示子程序 33 串口初始化子程序 34 串口通信子程序 35 程序調(diào)試結(jié)果 35 本章小結(jié) 37第5章 系統(tǒng)仿真 38 系統(tǒng)仿真使用工具介紹 38 系統(tǒng)調(diào)試結(jié)果與分析 39 本章小結(jié) 42第6章 結(jié)束語(yǔ) 43致謝 44參考文獻(xiàn) 45附錄 46附錄一 主要元器件清單 46附錄二 整體電路結(jié)構(gòu)圖 47附錄三 溫度數(shù)據(jù)采集與傳輸程序 48附錄四 壓力數(shù)據(jù)采集與傳輸程序 52 第1章 引 言 研究的目的及意義數(shù)據(jù)采集與數(shù)據(jù)傳輸是指將溫度、壓力、流量、濕度等物理量從傳感器采集，經(jīng)過(guò)ADC轉(zhuǎn)換成數(shù)字量后，通過(guò)傳輸系統(tǒng)送入計(jì)算機(jī)（微處理器）進(jìn)行存儲(chǔ)、處理、顯示或者打印的過(guò)程。雖然在不同的應(yīng)用領(lǐng)域中，對(duì)數(shù)據(jù)采集與處理系統(tǒng)的功耗、便攜性、成本等方面有著不同的要求，但總體而言，要在確保精度的條件下，盡可能提高采集速度，以滿足實(shí)時(shí)采集、實(shí)時(shí)處理、實(shí)時(shí)控制的要求。隨著電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)的高速發(fā)展，數(shù)據(jù)采集與處理技術(shù)也在飛速提升。它是計(jì)算機(jī)與外部物理世界連接的橋梁。例如：在環(huán)境勘查中，應(yīng)用數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)可以獲取多種物理量，并對(duì)勘察對(duì)象進(jìn)行存儲(chǔ)、統(tǒng)計(jì)和分析，是獲取科學(xué)奧秘的重要手段之一，從而提高了人們對(duì)自然的認(rèn)知能力；在科學(xué)實(shí)驗(yàn)中，應(yīng)用數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)可以獲得大量的動(dòng)態(tài)信息，是研究瞬間物理過(guò)程的有力工具。 數(shù)據(jù)采集與數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)的概述數(shù)據(jù)采集與傳輸技術(shù)是信息科學(xué)的一個(gè)重要分支，也是現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)發(fā)展的一個(gè)重要標(biāo)志。數(shù)據(jù)采集是對(duì)一個(gè)或多個(gè)信號(hào)獲取對(duì)象信息的過(guò)程?；趩纹瑱C(jī)AT89S51的數(shù)據(jù)采集與數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)，相較于數(shù)據(jù)采集板卡成本和功能的限制，單片機(jī)具多外設(shè)電路配置簡(jiǎn)單、擴(kuò)展方便、操作容易、可靠性高、實(shí)用性強(qiáng)、低電壓、低功耗、低價(jià)格等優(yōu)點(diǎn)，而ADC0809又具有精度較高、轉(zhuǎn)換速度快、能夠?qū)Χ帱c(diǎn)同時(shí)進(jìn)行采集，因此能夠開(kāi)發(fā)出能滿足實(shí)際應(yīng)用要求的、電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的、可靠性高的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。20世紀(jì)90年代至今，在國(guó)際上技術(shù)先進(jìn)的國(guó)家，數(shù)據(jù)采集技術(shù)已經(jīng)在軍事、航空電子設(shè)備及宇航技術(shù)、工業(yè)等領(lǐng)域被廣泛應(yīng)用。目前有的DAS產(chǎn)品精度已達(dá)16位，采集速度每秒達(dá)到幾千萬(wàn)次以上。該階段數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)采用更先進(jìn)的模塊式結(jié)構(gòu)，根據(jù)不同的應(yīng)用要求，通過(guò)簡(jiǎn)單