【正文】 線性放大器放大。 SPI/QSP模式 6N137芯片概述 6N137的結(jié)構(gòu)6N137是一塊支持LSTTL/TTL兩種方式的高速光電隔離器。這段時(shí)間是在SPI和QSPI模式中觸發(fā)CLK的CONV要保持低電平的最短時(shí)間。此時(shí)CONV接到任意的I/O口(在SPI中)或接到PCX腳(在QSPI中)。 ADS7835工作模式ADS7853有6中工作模式，我們了解其中的四種，根據(jù)設(shè)計(jì)的需要，我們選擇的是SPI和QSP模式，模式選擇不同則具有不同的時(shí)序，其中時(shí)間標(biāo)示和CLK和串行數(shù)據(jù)傳輸關(guān)系如下。 ADS7835封裝及特性CONVVREFCLKANVRCFGND87654321AINCLKGNDADADS7835GNDDATAGNDCO +VCCMSOP8 ADS7835引腳圖（1）ADS7835引角功能：*1腳接VREF內(nèi)部參考電壓；*8腳 +VCC 電源+5V；*2腳AIN —+；*7腳接 CLK 時(shí)鐘125ns—5us；*3腳 GND 接地 ；*6腳 DATA 接12位數(shù)據(jù)輸出；*4腳 GND 接地。（2）AD620特性:*能確保高增益精密放大所需的低失調(diào)電壓、低失調(diào)電壓漂移和低噪聲等性能指標(biāo)；*只用一只外部電阻就能設(shè)置放大倍數(shù)11000；*體積小，只有8個(gè)引腳；*低功耗，輸入阻抗20k歐姆。主要由輸入三極管集電極電流和基極電阻確定的輸入電壓噪聲減小到9nV/HZ。當(dāng)Rg減小時(shí)，放大倍數(shù)增大，對(duì)輸入三極管的跨導(dǎo)漸漸地增大，這個(gè)帶來(lái)的優(yōu)點(diǎn)就是:放大倍數(shù)增加使得開環(huán)增益增大，因此減小了與增益有關(guān)的誤差。由A3組成的單位增益減法器消除了任何共模成分，而產(chǎn)生一個(gè)與REF管腳電位有關(guān)的單路輸出。它的輸入偏移電流比一般情況低10倍。 AD620內(nèi)部結(jié)構(gòu)為了獲得最高的性能，許多A/D變換器都采用差分模擬輸入，輸入三極管Q1和Q2提供了唯一雙極差分輸入。在增益G=10時(shí)，其共模抑制比大于93dB。它體積小，為8管腳的SOIL或DIP封裝:供電電源范圍為+/、+/18V。AREF A/D 的模擬基準(zhǔn)輸入引腳。不使用ADC時(shí)，該引腳應(yīng)直接與VCC連接。XTAL2 反向振蕩放大器的輸出端。持續(xù)時(shí)間小于門限間的脈沖不能保證可靠復(fù)位。在復(fù)位過(guò)程中，即使系統(tǒng)時(shí)鐘還未起振，端口D處于高阻狀態(tài)。其輸出緩沖器具有對(duì)稱的驅(qū)動(dòng)特性，可以輸出和吸收大電流。端口C也可以用做其他不同的特殊功能。在復(fù)位過(guò)程中，即使系統(tǒng)時(shí)鐘還未起振，端口C 處于高阻狀態(tài)。其輸出緩沖器具有對(duì)稱的驅(qū)動(dòng)特性，可以輸出和吸收大電流。在復(fù)位過(guò)程中，即使系統(tǒng)時(shí)鐘還未起振，端口B處于高阻狀態(tài)。其輸出緩沖器具有對(duì)稱的驅(qū)動(dòng)特性，可以輸出和吸收大電流。在復(fù)位過(guò)程中，即使系統(tǒng)時(shí)鐘還未起振，端口A處于高阻狀態(tài)。其輸出緩沖器具有對(duì)稱的驅(qū)動(dòng)特性，可以輸出和吸收大電流。*端口A(PA7..PA0)端口A做為A/D轉(zhuǎn)換器的模擬輸入端。 ATMEGA16的封裝及引角*VCC數(shù)字電路的電源。32個(gè)I/O口，DIPTQFP44封裝。六種睡眠模式，給你更低的功耗和更靈活的選擇?？梢杂萌劢z開啟、獨(dú)立振蕩器的看門狗，看門狗溢出時(shí)間分8 級(jí)可調(diào)?？蛇x片內(nèi)/片外 RC振蕩、石英/陶瓷晶振、外部時(shí)鐘，更具備實(shí)時(shí)時(shí)鐘（RTC）功能；片內(nèi)RC振蕩可達(dá)8MHZ，頻率可校調(diào)到1%精度；片外晶振振蕩幅度可調(diào)，以改善EMI性能。杰出的電氣性能，超強(qiáng)的抗干擾能力。多達(dá)20 個(gè)中斷源，每個(gè)中斷有獨(dú)立的中斷向量入口地址。多達(dá)1K字節(jié)的SRAM，32個(gè)通用寄存器，三個(gè)數(shù)據(jù)指針，使用C語(yǔ)言編程更容易。8通道10位AD轉(zhuǎn)換器，支持單端和雙端差分信號(hào)輸入，內(nèi)帶增益可編程運(yùn)算放大器。 ATMEGA16功能結(jié)構(gòu)在16MHZ頻率下速度為16MIPS的8位RISC結(jié)構(gòu)單片機(jī)，內(nèi)含硬件乘法器。角存儲(chǔ)器空間包含64個(gè)可以直接尋址的地址，作為CPU外設(shè)的控制寄存系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)及實(shí)現(xiàn)器、SPI,以及其他I/0功能。每個(gè)中斷在中斷向量表里都有獨(dú)立的中斷向量。整個(gè)過(guò)程僅需一個(gè)時(shí)鐘周期，AVR有一個(gè)靈活的中斷模塊。從而實(shí)現(xiàn)了單時(shí)鐘周期的ALU(算術(shù)邏輯單元)操作。這個(gè)概念實(shí)現(xiàn)了指令的單時(shí)鐘周期運(yùn)行。程序存儲(chǔ)器里的指令通過(guò)一級(jí)流水線運(yùn)行。一條指令的執(zhí)行只需一個(gè)時(shí)鐘周期，與傳統(tǒng)的單片微機(jī)相比較速度要快很多倍，因而能夠勝任高速AD采樣時(shí)的控制工作。第3章 芯片概述 AＴMEGA16芯片概述 ATMEGA16的結(jié)構(gòu) ATMEGA16整體結(jié)構(gòu)Atmegal6是基于增強(qiáng)的AVR RISC結(jié)構(gòu)的低功耗8位CMOS微控制器。再通過(guò)顯示和儲(chǔ)存設(shè)備對(duì)濕度和光度進(jìn)行顯示和儲(chǔ)存。濕度和光度信號(hào)分別通過(guò)濕度和光度傳感器，把信號(hào)分別變成模擬信號(hào)，再通過(guò)放大，轉(zhuǎn)變成較強(qiáng)的電信號(hào)。A/D采樣對(duì)放大的模擬信號(hào)進(jìn)行采樣，按照合適采樣和編碼定理，模擬溫度信號(hào)變成了數(shù)字信號(hào)表示。實(shí)驗(yàn)結(jié)果還得到:用先A/D后隔離后所得到的數(shù)據(jù)的線性度會(huì)有很大的提高。本次課題中所采取的方法，擬將三路通道分別進(jìn)入A/D后再進(jìn)行隔離，這樣，只要由單片機(jī)控制讓A/D同時(shí)采樣，并將三路數(shù)據(jù)由三個(gè)I/0口接收，那么就能實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)性，而不必使用輪詢的方法。這兩部分需分別設(shè)計(jì)制版，再聯(lián)合統(tǒng)調(diào)。在主電路圖和電路板圖設(shè)計(jì)上形成不包括電源在內(nèi)的兩大主體部分，即A/D隔離放大部分與主控電路部分。由于所采集信號(hào)為化學(xué)反應(yīng)參數(shù)，要求采樣信號(hào)之間彼此完全獨(dú)立而無(wú)任何相關(guān)，且采樣環(huán)境要求抗干擾能力強(qiáng)，所以前置放大器采用隔離放大器，使被采集信號(hào)完全與采集器的主控電路分離，從而使采樣信號(hào)間完全不相關(guān)，同時(shí)提高了抗干擾能力。經(jīng)濟(jì)、實(shí)用原則:確保系統(tǒng)具有友好的用戶界面，便于掌握、使用和維護(hù)，且能解決具體的實(shí)際問(wèn)題，并采用成熟的技術(shù)，在保證系統(tǒng)性能并達(dá)到要求的前提下，盡量使系統(tǒng)投資最省。投資保護(hù)原則:極大限度地保護(hù)用戶的投資，充分利用現(xiàn)有的通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)和計(jì)算機(jī)設(shè)備。能夠?qū)崟r(shí)檢測(cè)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)中的硬件設(shè)備狀態(tài)，及時(shí)進(jìn)行錯(cuò)誤報(bào)警。理論上，這兩個(gè)數(shù)據(jù)采集指標(biāo)越高越好，所以在硬件設(shè)計(jì)中應(yīng)該充系統(tǒng)分析及總體設(shè)計(jì)方案分考慮到這個(gè)因素。因此，系統(tǒng)的規(guī)劃實(shí)施必須遵循以下原則:數(shù)據(jù)采集的高速率、高精度原則:數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)對(duì)數(shù)據(jù)采集環(huán)節(jié)中的采集速率和采集精度的要求極為苛刻。 *A/D后采用放大采用隔離放大器，適于采集非相關(guān)的信號(hào)電壓，通道隔離度要高。*曲采樣速度較高，單通道采樣最高可達(dá)500KHz。*可在同一時(shí)間采樣三路獨(dú)立信號(hào)。應(yīng)對(duì)溫室數(shù)據(jù)采集的要求,本課題的研究目的是設(shè)計(jì)出溫度，濕度，光度三路信號(hào)的數(shù)據(jù)采集器，采用電子技術(shù)對(duì)信號(hào)電壓進(jìn)行采集并直接與PC機(jī)接口，實(shí)現(xiàn)三路數(shù)據(jù)記錄和儲(chǔ)存。這樣由于很多因素的影響精確度不高,對(duì)環(huán)境變化反應(yīng)速度慢,各采集量獨(dú)立,不便于整體控制操作等缺點(diǎn)。本設(shè)計(jì)就是針對(duì)溫室系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)精確快速的溫度,濕度,光度采集。在溫室系統(tǒng)中主要是多其中的溫度,濕度,光度進(jìn)行控制。靈敏度由分辨率決定，一般認(rèn)為，在80dB的動(dòng)態(tài)范圍要求下，分辨率應(yīng)不低于12位。速度由采樣率來(lái)反映，采樣率由被采集模擬信號(hào)的帶寬決定。對(duì)信息進(jìn)行信道編碼可以抵御信道干擾和噪聲的影響，提高信道質(zhì)量。提高系統(tǒng)的性能。數(shù)字化處理有著極大的優(yōu)越性。數(shù)據(jù)采集技術(shù)已滲透到地質(zhì)勘探、醫(yī)療器械、雷達(dá)、通訊、測(cè)控等技術(shù)領(lǐng)域。在工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中，數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)可用來(lái)實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過(guò)程的實(shí)時(shí)監(jiān)控。由此可見，數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的任務(wù)就是將傳感器輸出的模擬信號(hào)進(jìn)行采集轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)，然后送入計(jì)算機(jī)或?qū)Ｓ眯盘?hào)處理設(shè)備進(jìn)行處理，并可按需要的形式輸出處理結(jié)果。“數(shù)據(jù)采集”是指將溫度、壓力、流量、位移等模擬量采集、轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)，并送入計(jì)算機(jī)進(jìn)行存儲(chǔ)、處理、和輸出處理結(jié)果過(guò)程。由于采樣速率高，所以采用一個(gè)A/ D變換器轉(zhuǎn)換一路信號(hào)的方式，并且常常將數(shù)據(jù)在讀入計(jì)算機(jī)或處理設(shè)備之前加以緩存。程控放大器能夠?qū)崿F(xiàn)這個(gè)要求，就在于它的放大倍數(shù)隨時(shí)可以由一組數(shù)碼控制，這樣，在多路開關(guān)改變其通道序號(hào)時(shí)，控制放大器也由相應(yīng)的一組數(shù)碼控制改變放大倍數(shù)，即為每個(gè)模擬通道提供最適合的放大倍數(shù)。也就是說(shuō)，為了能充分利用A/D轉(zhuǎn)換器的分辨率，即轉(zhuǎn)換器輸出的數(shù)字位數(shù)，應(yīng)把模擬輸入信號(hào)放大到與A/D轉(zhuǎn)換器滿量程電壓相應(yīng)的電平值。一般是在不要求高速采集的場(chǎng)合，可使用公共的A/D轉(zhuǎn)換器，用模擬多路開關(guān)輪流切換各路模擬量與A/D轉(zhuǎn)換器之間的通道，使得在一個(gè)特定的時(shí)間內(nèi)，只允許一路模擬信號(hào)輸入到A/D，從而實(shí)現(xiàn)分時(shí)轉(zhuǎn)換的目的。模擬輸入信號(hào)經(jīng)過(guò)模擬多路開關(guān)，程控放大器，進(jìn)入模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器(ADC)轉(zhuǎn)換為計(jì)算機(jī)可以接受的數(shù)字信號(hào)，計(jì)算機(jī)對(duì)數(shù)字信號(hào)進(jìn)行存儲(chǔ)和處理，并對(duì)對(duì)結(jié)果進(jìn)行顯示打印。“數(shù)據(jù)采集”是指將各種模擬量進(jìn)行采集、轉(zhuǎn)換成數(shù)字量，再進(jìn)行存儲(chǔ)、處理、顯示或打印的過(guò)程，相應(yīng)的系統(tǒng)稱為數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。現(xiàn)代控制技術(shù)的長(zhǎng)足發(fā)展以及它所產(chǎn)生的測(cè)量需求已成為測(cè)量技術(shù)發(fā)展的不竭動(dòng)力，正不斷地促進(jìn)和推動(dòng)著計(jì)量測(cè)試技術(shù)的發(fā)展。這些都對(duì)測(cè)量技術(shù)的發(fā)展提出了更新、更高的要求:測(cè)量的方法、可測(cè)量的種類和范圍應(yīng)不斷拓寬和更新，準(zhǔn)確度要提高。(4)傳統(tǒng)的工業(yè)控制技術(shù)主要是對(duì)設(shè)備和生產(chǎn)過(guò)程的控制。(3)現(xiàn)代控制技術(shù)應(yīng)用人工智能技術(shù)(模糊邏輯、人工神經(jīng)網(wǎng)、專家系統(tǒng)、模式識(shí)別。即在生產(chǎn)(或制造)過(guò)程的全部時(shí)間領(lǐng)域內(nèi)實(shí)現(xiàn)在線控制和管理。(1)隨著科技的快速發(fā)展，現(xiàn)代生產(chǎn)的自動(dòng)化程度在提高，技術(shù)難度在增加，采用的控制技術(shù)、控制系統(tǒng)的組成和方式都在不斷變化，各類控制系統(tǒng)和裝置沒(méi)有完善的檢測(cè)手段是不可能適應(yīng)要求的。憑借自身優(yōu)良的性能，網(wǎng)絡(luò)化測(cè)量和控制已經(jīng)成為測(cè)量技術(shù)發(fā)展的必然趨勢(shì)。在當(dāng)今網(wǎng)絡(luò)化時(shí)代，以因特網(wǎng)為代表的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)通信的發(fā)展和應(yīng)用取得了前所未有的突破和成功，測(cè)量技術(shù)的發(fā)展當(dāng)然也離不開互連網(wǎng)。作為信息源頭的傳感器對(duì)計(jì)量測(cè)試技術(shù)的發(fā)展有著重要作用。比如:測(cè)量技術(shù)、傳感器技術(shù)、軟件技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，以及在實(shí)踐中不斷提出的新要求，這些因素都將在很大程度上影響數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的發(fā)展。 ATMEGA16。關(guān)鍵詞：數(shù)據(jù)采集；AVR單片機(jī)；ATMEGA16；ISPABSTRACTThe paper mainly realize the design of datacollecting system based on the AVR system transform the analog signal from sensor to digital signal,then send it to puter for processing or datasaving and displaying,and that put processing oute out by means with the highspeed development of the puter technique and electronical information technique,datacollecting bined with advanced electronical technique,can deal with quanty of meaguring data by using , the embedded system added and high effective MCU used more often make the datacollecting system more smart and prehensive.The design uselize ATMEGA16 from the AVR series siglechip, AD620amp,AD7853 didital to analog convertor,6N137 isolation chip realize three signals applied in the Temperature ,humidity, lighting， use ATMEGA16 to realize the control ,ISP to transport the data,PA to display in LCD and to save. Keywords: datacollecting 。使用ATMEGA16實(shí)現(xiàn)其控制，采用ISP通信方式進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。特別是嵌入系統(tǒng)的投入，高性能的單片的大量應(yīng)用，使采集系統(tǒng)更加智能化和綜合化。摘 要本論文主要是應(yīng)用AVR單片機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)是將傳感器輸出的模擬信號(hào)進(jìn)行采集轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)，然后送入計(jì)算機(jī)進(jìn)行處理，或進(jìn)行數(shù)據(jù)儲(chǔ)存和顯示，并按需要的形式輸出處理結(jié)果。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)和電子信息技術(shù)的高速發(fā)展，數(shù)據(jù)采集結(jié)合先進(jìn)的電子技術(shù)，已經(jīng)能利用軟件來(lái)處理大量測(cè)量數(shù)據(jù)。 本設(shè)計(jì)采用AVR系列單片機(jī)的ATMEGA16單片機(jī)，AD620放大器，AD7853數(shù)模轉(zhuǎn)換器,6N137隔離芯片等芯片的連接來(lái)實(shí)現(xiàn)溫室的溫度,濕度,光度三路信號(hào)的采集。通過(guò)PA口輸出進(jìn)行LCD顯示和儲(chǔ)存。AVR siglechip。 ISP目 錄 摘 要 IIIABSTRACT IV目 錄 V第1章 緒論 7 7 8 9 10第2章 總體方案和原則 11 11 11 12第3章 芯片概述 14 AＴMEGA16芯片概述 14 ATMEGA16的結(jié)構(gòu) 14 ATMEGA16整體結(jié)構(gòu) 14 ATMEGA16功能結(jié)構(gòu) 14 ATMEGA16的封裝及引角 15 AD620芯片概述 17 AD620的結(jié)構(gòu) 17 AD620的介紹 17 AD620內(nèi)部結(jié)構(gòu) 18 AD620的封裝及特點(diǎn) 18 ADS7835芯片概述 19 ADS7835結(jié)構(gòu) 19 ADS7835封裝及特性 19