基于labview的多通道数据采集系统的研究

山西电子技术2009年第3期

应用实践　

收稿日期:2009-02-05　修回日期:2009-02-15

作者简介:林爽(19842),女,硕士研究生,研究方向为计算机控制。

文章编号:167424578(2009)0320018203

基于LabV IEW 的多通道数据采集系统的研究

林　爽,杨　风

(中北大学信息与通信工程学院,山西太原030051)

摘　要:采用N I PCI 26221数据采集卡,运用虚拟仪器及其相关技术来设计多通道数据采集系统。该系统具有

数据同时采集、采集数据实时显示、存储与管理、报警记录等功能。本设计是虚拟仪器在测控领域的一次成功尝试。实践证明虚拟仪器是一种优秀的解决方案,能够高效的实现各种测控任务。

关键词:虚拟仪器;数据采集;LabV IEW 中图分类号:TM769 文献标识码:A

0　引言

在计算机广泛应用的今天,数据采集的重要性是十分显著的。它是计算机与外部物理环境连接的通道。基于虚拟仪器技术的数据采集系统的提出在一定程度上解决了传统数据采集所面临的问题,虚拟仪器数据采集系统成为当今数据采集系统发展的重要方向。本文在虚拟仪器技术的基础上对多通道数据采集系统进行了设计,将传感器获取的模拟信号,经过信号调理后,输入到N I PCI 26221数据采集卡,实现多路信号的采集,然后经过PCI 总线送入PC 机,并对实验数据进行实时显示、记录、分析处理,包括采集数据的平均值滤波,采样波形的实时显示,并以一定的时间间隔插入数据库进行保存,边采集边保存,并通过数据库技术实现了历史数据的检索。

1　数据采集系统工作原理

假设现在对一个模拟信号x (t )每隔Δt 时间采样一次。时间间隔Δt 被称为采样间隔或者采样周期。它的倒数1/Δt 被称为采样频率,单位是采样数/每秒。t =0,Δt ,2Δt ,3Δt …等等,x (t )的数值就被称为采样值。所有x (0),x (Δt ),x (2Δt )都是采样值。这样信号x (t )可以用一组分散的采样值来表示:

{x (0),x (Δt ),x (2Δt ),x (3Δt ),…,x (k Δt ),…}

一个模拟信号和它采样后的采样值。采样间隔是Δt ,采样点在时域上是离散的。如果对信号x (t )采集N 个采样点,那么x (t )就可以用以下数列表示:X ={x[0],x[l ],x[2],x[3],…,x[N -1]},该数列被称为信号x (t )的数字化显示或者采样显示。此数列中仅仅用下标变量编制索引,不含有任何关于采样率(或Δt )的信息。所以如果已知该信号的采样值和采样率,就能得出信号x (t )的频率。

根据采样定理,最低采样频率必须是信号频率的两倍。由恩奎斯特频率可知,如果信号中包含频率高于奈奎斯特频率的成分,信号将在直流和恩奎斯特频率之间畸变。采样率过低的结果是还原的信号的频率看上去与原始信号不同。这种信号畸变叫做混叠。出现的混频偏差是输入信号的频

率和最靠近的采样率整数倍的差的绝对值。为了避免这种

情况的发生,通常在信号被采集(A/D )之前,经过一个低通滤波器,将信号中高于奈奎斯特频率的信号成分滤去。理论上设置采样频率为被采集信号最高频率成分的2倍就够了,但实际上工程中选用5倍～10倍,有时为了较好地还原波形,甚至更高一些。

2　多通道采集系统方案设计

在多通道采集系统设计方案上,该系统硬件构成主要由传感器、前端信号调理电路板和N I 26221数据采集卡三部分组成。在软件构成上,需要进行设备驱动程序的设计和运用虚拟仪器开发环境进行虚拟面板的开发。

工作过程中,整个系统从被测对象开始,通过传感器转换成电信号,经过信号调理模块进行简单的信号处理,将信号送至数据采集卡进行采集,然后用软件进行处理。在采集过程中将数据保存到数据库里,实现了历史数据的访问。总体设计框图如图1所示

。

图1　多通道数据采集系统方案设计图

2.1　传感器

传感器部分是跟外界沟通的门户,负责把外界的各种物理信息,如光、压力、温度、声音等物理信号变成电信号。因为被测试对象的信号来源已经是变换好了的电信号,所以传感器部分在设计中没有得到具体体现,但是这部分是设计过程中必需要考虑的。

2.2　信号调理电路板

从传感器得到的信号大多要经过调理才能进入数据采集设备,信号调理功能包括放大、隔离、滤波等。由于不同传感器有不同的特性,除通用功能外,还要根据具体传感器的

特性和要求来设计特殊的信号调理功能。信号调理的通用功能如下:

(1)放大。微弱信号都要进行放大以提高分辨率和降低噪声,使调理后信号的电压范围和A/D的电压范围相匹配。信号调理模块应尽可能靠近信号源或传感器,使得信号在受到传输信号的环境噪声影响之前已被放大,使信噪比得到改善。

(2)隔离。隔离是指使用变压器、光或电容耦合等方法在被测系统和测试系统之间传递信号,避免直接的电连接。使用隔离的原因:一是从安全的角度考虑;二是隔离可使从数据采集卡读出来的数据不受地电位和输入模式的影响。如果数据采集卡的地与信号地之间有电位差,而又不进行隔离,那么就有可能形成接地回路,引起误差。

(3)滤波。信号调理系统可以从被测试信号中滤除不需要的成分或噪声。大多数信号调理模块都包含低通滤波器,以滤除截止频率以上的所有干扰信号频率成分。

2.3　数据采集卡的选用

数据采集板卡的性能与众多因素相关,要根据具体情况而定。所以在选择数据采集卡构成系统时,首先必须对数据采集卡的性能指标有所了解。

(1)采样频率

采样频率的高低,决定了在一定时间内获取原始信号信息的多少,为了能够较好的再现原始信号,不产生波形失真,采样率必须要足够高才行。根据奈奎斯特理论采样频率至少是原信号的两倍,但实际中,一般都需要5倍～10倍。

(2)采样方法

采集卡通常都有好几个数据通道,如果所有的数据通道都轮流使用同一个放大器和A/D转换器,要比每个通道单独使用各自的经济的多,但这仅适用于对时间不是很重要的场合。如果采样系统对时间要求严格,则必须同时采集,这就需要每个通道都有自己的放大和A/D转换器。但是处于成本的考虑,现在普遍流行的是各个数据通道公用一套放大器和A/D转换器。

(3)分辨率

ADC的位数越多,分辨率就越高,可区分的电压就越小。例如,三位的A/D转换把模拟电压范围分成23=8段,每段用二进制代码在000到111之间表示。因而,数字信号不能真实地反映原始信号,因为一部分信息被漏掉了。如果增加到十二位,代码数从8增加到212=4096,这样就可以获得十分精确的模拟信号数字化表示。

(4)电压动态范围

电压范围指ADC能扫描到的最高和最低电压。一般最好能够使进入采集卡的电压范围刚好与其符合,以便利用其可靠的分辨率范围。例如,一个12位多功能DAQ卡,其可选的范围从0～10V,或-5V～+5V,其可选增益有1,2, 5,10,20,50或100。电压取值范围从0～10V,增益为50,

则理想分辩电压是:10V

50×212

=48.8μV。

(5)I/O通道数

根据以上性能指标,本系统采用NI公司PCI26221型数据采集卡。

3　系统软件设计

3.1　数据采集程序

系统采用的是N I PCI26221采集卡,由于该卡支持DAQmx驱动程序,所以本设计是直接使用DAQmx2Data Acquisition开发的,在这部分中,主要是采集参数的设置,其中包括物理通道的选择,采样模式、采样率、每通道采样数、输入方式的配置,采样最大最小值的设置。具体程序见图2

。

图2　数据采集程序

3.2　数据保存程序

数据保存是把采集来的数据保存到MySQL数据库里,

首先进行的是数据库的选择以及数据库表格的建立,然后用

LabSQL工具包将采集的数据按照一定的时间间隔保存到

数据库的表格里。具体程序见图3

。

图3　采集数据保存程序

91

　第3期 林爽,等:基于LabV IEW的多通道数据采集系统的研究

3.3　历史数据查询程序

历史数据查询,因为已经把采集的数据保存在数据库里了,所以历史数据的查询只需要从数据库里按照一定的条件检索出来就行了,这样就涉及到检索条件的问题,而保存数据的表格的主键已设为保存时刻,每个数据在时间上是唯一的。因此检索条件确定为保存数据的时间段。具体程序见图4。3.4　报警记录程序

这部分程序采用用户事件来编写的,当采样值大于设定的数值时,就会触发用户事件,从而使下面循环里的事件发生,进行记录数据,这部分是实时记录的,没有进行保存,每次重新启动系统时,会清空保存的记录。该报警记录的时间间隔为1秒。具体程序见图5

。

4　结论

本文采用N I PCI 26221数据采集卡,并基于LabV IEW 的开发平台,进行多通道数据采集系统的研究。研究表明,该多路数据采集系统相对于传统的测试仪表,具有精度高、自动化程度高的特点,并且可用于长时间、同步、高速连续采集,不会出现数据丢失和串道的问题,所有的数据处理都在计算机内部完成,速度快、精度高。并能够实现具有数据同时采集、采集数据实时显示、存储与管理的功能。

参考文献

[1]　刘君华.基于LabV IEW 的虚拟仪器设计[M ].北京:电

子工业出版社,2003.7.[2]　王海宝.L ABV IEW 虚拟仪器程序设计与应用[M ].西

南交通大学出版社,2005.4.[3]　孙春龙.基于LabV IEW 多通道数据采集分析系统开发

[D ].硕士,武汉大学,2004.11.

The R esearch of Multichannel DAQ System B ased on LabVIEW

Lin Shuang ,Yang Feng

(School of I nf ormation and Comm unication Engineering ,N orth Universit y of China ,Tai y uan S hanx i 030051,China )

Abstract :This data acquisition system uses N I PCI 26221data acquisition cards ,with the use of virtual instruments and re 2lated technology the multi 2channel data acquisition system is designed.The system has the f unctions of data acquisition simulta 2neously ,real 2time display of data collection ,storage and management ,alarm recording.This design is a successful attempt for virtual instrument in the field of monitoring and controlling.Practice has proved that the virtual instrument is an excellent solu 2tion that can achieve a variety of effective monitoring and control tasks.

K ey w ords :virtual instrument ;DAQ ;LabV IEW

2山　西　电　子　技　术 2009年　

8路数据采集系统

单片机课程设计 课题名称运用8051、ADC0809设计一个8路数据采集系统院校兴湘学院 专业机械设计制造及其自动化班级3班 学生姓名曾繁宁 学号2010963036 指导教师李玉声 2013年12月29 日

1.设计内容 以pc机为控制器,采用中断方式进行8通道数据采集, 2.设计要求 要求利用ADC 0809作A/D转换器,设计相应的接口电路,画出原理图并给出采用中断方式下的数据采集程序. 3.系统总体设计步骤 第一步：信号调理电路 第二步：8路模拟信号的产生与A/D转换器 被测电压要求为0~5V的直流电压，可通过电位器调节产生。 考虑本设计的实际需要，我选择八位逐次比较式A/D转换器（ADC0809）。 第三步：发送端的数据采集与传输控制器 第四步：人机通道的接口电路 第五步：数据传输接口电路 用单片机作为控制系统的核心，处理来自ADC0809的数据。经处理后通过串口传送，由于系统功能简单，键盘仅由两个开关和一个外部中断组成，完成采样通道的选择，单片机通过接口芯片与LED数码显示器相连，驱动显示器相应同采集到的数据。 经过分析，本系统数据采集部分核心采用ADC0809，单片机系统采用8051构成的最小系统，用LED动态显示采集到的数据。数据采集与传输系统一般由信号调理电路，多路开关，采样保持电路，A/D，单片机，电平转换接口，接收端（单片机、PC或其它设备）组成。本设计没有通信部分。系统框图如下图所示。

4.硬件系统的设计 4.1信号调理 信号调理的任务：将被测对象的输出信号变换成计算机要求的输入信号。多路数据采集输入通道的结构图如下图： 图5-1-1多路数据采集输入通道结构图 注：缓慢变化的信号和直流信号，采样保持电路可以省略。 4.2 A/D转换器的选取 转换速度是指完成一次A/D转换所需时间的倒数，是一个很重要的指标。A/D 转换器型号不同，转换速度差别很大。通常，8位逐次比较式ADC的转换时间为100us左右。由于本系统的控制时间允许，可选8位逐次比较式A/D转换器。

基于Ucos的多通道数据采集系统(DOC)(可编辑修改word版)

课程设计(论文)任务书 信息工程学院物联网专业2014-2 班 一、课程设计(论文)题目基于Ucos 的多通道数据采集系统 二、课程设计(论文)工作自2017 年06 月26 日起至2017 年06 月30 日止。三、 课程设计(论文) 地点:嵌入式系统实验室 四、课程设计(论文)内容要求： 1.本课程设计的目的 （1）使学生掌握嵌入式开发板（实验箱）各功能模块的基本工作原理； （2）培养嵌入式系统的应用能力及嵌入式软件的开发能力； （3）使学生较熟练地应用嵌入式操作系统及其API 开发嵌入式应用软件； （4）培养学生分析、解决问题的能力； （5）提高学生的科技论文写作能力。 2.课程设计的任务及要求 1）基本要求： （1）分析所设计嵌入式软件系统中各功能模块的实现机制； （2）选用合适嵌入式操作系统及其API； （3）编码实现最终的嵌入式软件系统； （4）在实验箱上调试、测试并获得最终结果。 2）创新要求： 在基本要求达到后，可进行创新设计，如改善嵌入式软件实时性能；扩展嵌入式软件功能及改善其图形用户界面。 3）课程设计论文编写要求 （1）要按照书稿的规格打印誊写课程设计论文。 （2）论文包括目录、正文、小结、参考文献、谢辞、附录等（以上可作微调）。 （3）课程设计论文装订按学校的统一要求完成。 4)课程设计评分标准： （1）学习态度：20 分； （2）回答问题及系统演示：30 分 （3）课程设计报告书论文质量：50 分。 成绩评定实行优秀、良好、中等、及格和不及格五个等级。不及格者需重做。 5）参考文献： （1）罗蕾.《嵌入式实时操作系统及应用开发》北京航空航天大学出版社 （2）Jean https://www.sodocs.net/doc/a55802767.html,brosse. 《嵌入式实时操作系统uC/OS-II》北京航空航天大学出版社 （3）王田苗.《嵌入式设计与开发实例》.北京航空航天大学出版社 （4）北京博创科技公司. 《嵌入式系统实验指导书》

数据采集系统简介研究意义和应用.doc

一前言 1.1 数据采集系统简介 数据采集，是指从传感器和其它待测设备等模拟和数字被测单元中自动采集信息的过程。数据采集系统是结合基于计算机（或微处理器）的测量软硬件产品来实现灵活的、用户自定义的测量系统。该数据采集系统是一种基于TLC549模数转换芯片和单片机的设备，可以把ADC采集的电压信号转换为数字信号，经过微处理器的简单处理而交予数码管实现电压显示功能，并且通过与PC的连接可以实现计算机更加直观化显示。 1.2 数据采集系统的研究意义和应用 在计算机广泛应用的今天，数据采集的在多个领域有着十分重要的应用。它是计算机与外部物理世界连接的桥梁。利用串行或红外通信方式，实现对移动数据采集器的应用软件升级，通过制订上位机(PC)与移动数据采集器的通信协议,实现两者之间阻塞式通信交互过程。在工业、工程、生产车间等部门，尤其是在对信息实时性能要求较高或者恶劣的数据采集环境中更突出其应用的必要性。例如：在工业生产和科学技术研究的各行业中，常常利用PC或工控机对各种数据进行采集。这其中有很多地方需要对各种数据进行采集，如液位、温度、压力、频率等。现在常用的采集方式是通过数据采集板卡，常用的有A/D 卡以及422、485等总线板卡。卫星数据采集系统是利用航天遥测、遥控、遥监等技术，对航天器远地点进行各种监测，并根据需求进行自动采集，经过卫星传输到数据中心处理后，送给用户使用的应用系统。 1.3 系统的主要研究内容和目的 本课题研究内容主要包括：TLC549的工作时序控制，常用的单片机编辑Ｃ语言，VB 串口通信COMM控件、VB画图控件的运用等。 本课题研究目的主要是设计一个把TLC549（ADC）采集的模拟电压转换成八位二进制数字数据，并把该数据传给单片机，在单片机的控制下在实验板的数码管上实时显示电压值并且与计算机上运行的软件示波器连接，实现电压数据的发送和接收功能。

基于NIELVIS_的温度采集系统设计

收稿日期:2009-09 作者简介:徐苒(1985—),女,硕士研究生,研究方向为在线检测技术。 基于N I E L V I S I I 的温度采集系统设计 徐　苒,金暄宏,戴曙光 (上海理工大学光电信息与计算机工程学院,上海200093) 摘要:介绍E L V I S 在温度采集系统设计中的应用,探讨以虚拟仪器为核心的数据采集系统及其实现信号检测技术的设计方案。利用E L V I SI I 实验板以及开发软件L a b V I E W 搭建一个温度检测系统,结果表明,E L V I S 平台比传统的数据采集装置更具有灵活性、创新性和实践性。 关键词:E L V I SI I ;虚拟仪器;温度信号检测 中图分类号:T P 39 文献标识码:B 文章编号:1006-2394(2010)02-0033-03 T h e T e m p e r a t u r e T e s t i n g E x p e r i m e n t B a s e d o n N I E L V I S I I X UR a n ,J I NX u a n -h o n g ,D A I S h u -g u a n g (S h a n g h a i U n i v e r s i t y o f S c i e n c e a n d T e c h n o l o g y O p t i c a l -e l e c t r i c a l a n d C o m p u t e r E n g i n e e r i n g C o l l e g e ,S h a n g h a i 200093,C h i n a ) A b s t r a c t :T h e a p p l i c a t i o n o f E L V I S i n t h e s y s t e md e s i g n i s i n t r o d u c e d i n t h i s p a p e r .T h e d a t a a c q u i s i t i o n s y s t e m b a s e d o n v i r t u a l i n s t r u m e n t i s p r e s e n t e d ,a n d d e s i g n s c h e m e s o f s i g n a l d e t e c t i n g t e c h n i q u e a r e p r o p o s e d .T h e t e m p e r a -t u r e t e s t i n g s y s t e mi s b a s e d o n N I E L V I S I I a n d t h e L a b V I E W s o f t w a r e .T h e r e s u l t s p r o v e t h a t E L V I S i s m o r e f l e x i b l e ,i n n o v a t i v e a n d p r a c t i c a l c o m p a r e d w i t h t h e t r a d i t i o n a l d a t a a c q u i s i t i o n d e v i c e . K e y w o r d s :E L V I S ;v i r t u a l i n s t r u m e n t ;t e m p e r a t u r e s i g n a l d e t e c t i n g 1　E L V I S 简介 N I 教学实验室虚拟仪器套件(N I E L V I S )是动手设计与原型设计平台,它集成了最常用的12个仪器,包括示波器、数字万用表、函数发生器、波特图分析仪等,将它们集成在适合于硬件实验室中使用。基于N I L a b V I E W 图形化系统设计软件,带有U S B 即插即用功能的N I E L V I S 提供了虚拟仪器的灵活性,并且允许进行快速简单的测量采集与显示。全新的U S B 即插即用连接性简化了试验设备的搭建和维护,用户现在可以使用个人电脑对应用进行测试和原型设计,并通过U S BM 系列数据采集设备来完成数据采集任务。此外,本系统用到的N I E L V I S I I 还根据用户反馈,比之前的版本增加了牢固性。各部分名称如图1所示。1.1　安装在计算机上的软面板仪器(S F P ) 如图1所示,计算机平台上安装有虚拟仪器软件开发工具L a b V I E W ,E L V I S 加载了在L a b V I E W 中创建的S F P 仪器以及仪器的源代码,用户可以通过修改L a b V I E W 代码来修改S F P 的功能或者提高它们的功用。这些软面板仪器都是系统设计中典型的和必须的通用电子仪器的虚拟仪器,主要包括示波器、函数发生 器、数字万能表、可编程控制的电源以及波特分析器、动态信号分析仪与任意波形发生器。 1.2　用户自定义工作台 如图1,原型实验面包板与工作台相连接,在此上搭建模拟电路,允许设计过程中输入/输出信号的连接,同时原型面包板上给出了E L V I S 所有的信号终端,它们分列在电路面包板两旁,并通过电缆连接至电 ①计算机上的软面板仪器(S F P )　②U S B 即插即用电缆　③用户自定义工作台　④原型实验面包板　⑤和⑥是电源适配器和电源线 图1　N I E L V I S I I 系统 · 33·2010年第2期 仪表技术

基于LabVIEW的多通道数据采集系统信号处理

目：基于LabVIEW的多通道数据采集系统 2010 年 03 月 20 日 互联网会议PPT资料大全技术大会产品经理大会网络营销大会交互体验大会 毕业设计开题报告 1．结合毕业论文课题情况，根据所查阅的文献资料，撰写2000字左右的文献综述： 文献综述 1. 本课题的研究背景及意义 近年来，以计算机为中心、以网络为核心的网络化测控技术与网络化测控得到越来越多的应用，尤其是在航空航天等国防科技领域。网络化的测控系统大体上由两部分组成：测控终端与传输介质，随着个人计算机的高速发展，测控终端的位置原来越多的被个人计算机所占据。其中，软件系统是计算机系统的核心，设置是整个测控系统的灵魂，应用于测控领域的软件系统成为监控软件。传输介质组成的通信网络主要完成数据的通信与采集，这种数据采集系统是整个测控系统的主体，是完成测控任务的主力。因此，这种“监控软件-数据采集系统”构架的测控系统在很多领域得到了广泛的应用，并形成了一套完整的理论。 2. 本课题国内外研究现状 早期的测控系统采用大型仪表集中对各个重要设备的状态进行监控，通过操作盘进行集中式操作；而计算机系统是以计算机为主体，加上检测装置、执行机构与被控对象共同构成的整体。系统中的计算机实现生产过程的检测、监督和控制功能。由于通信协议的不开放，因此这种测控系统是一个自封闭系统，一般只能完成单一的测控功能，一般通过接口，如RS-232或GPIB接口可与本地计算机或其他仪器设备进行简单互联。随着科学技术的发展，在我国国防、通信、航空、气象、环境监测、制造等领域，要求测控和处理的信息量越来越大、速度越来越快。同时测控对象的空间位置日益分散，测控任务日益复杂，测控系统日益庞大，因此提出了测控现场化、远程化、网络化的要求。传统的单机仪器已远远不能适应大数量、高质量的信息采集要求，产生由计算机控制的测控系统，系统内单元通过各种总线互联，进行信息的传输。 网络化的测控技术兴起于国外，是在计算机网络技术、通信技术高速发展，以及对大容量分布的测控的大量需求背景下发展起来，主要分为以下几个阶段：第一阶段： 起始于20世纪70年代通用仪器总线的出现，GPIB实现了计算机与测控系统的首次 结合，使得测量仪器从独立的手工操作单台仪器开始总线计算机控制的多台仪器的测控系统。此阶段是网络化测控系统的雏形与起始阶段。第二阶段：

-基于Labview的多通道数据采集系统设计

第一节系统整体结构 系统的整体组成结构是测量目标经过传感器模块后转换成电信号，在由信号调理模块对信号做简单的调理工作，例如，scc-sg04全桥应变调整模块，scc-td02模块，scc-rtd01热电偶热电阻制约模块等，将调理好的信号传送到数据采集模块中进行数据采集，然后在用软件进行特定的处理。在采集的过程中同时将数据保存到指定数据库里。如图4-1多通道数据采集系统硬件结构图所示。 图4-1 多通道数据采集系统硬件结构图 第二节数据采集系统的硬件设计 一、PC机 传统仪器很多情况完成某些任务必须借助复杂的硬件电路，而由于计算机数据具备极强的信号处理能力，可以替代这些复杂的硬件电路，这便是虚拟仪器最大的特点。数据采集系统能够正常运行的前提便是选择一个优良的计算机平台。由于数据采集功能器件通常工作在工业领域中，往往伴随着强烈的振动，噪声，电源线的干扰和电磁干扰等。为了保证记录仪正常的运行，设计系统时选定工业计算机。考虑到计算机平台的可靠运行工业计算机通常采取了抗干扰措施。另一方面的考虑是工业计算机通常具有很多类型的接口，这样有利于功能进一步的扩展。 二、传感器 传感器设备能接受到来自测量目标发来的信号，而且把接受到的讯息，通

过设定的变换比例将其改变成为电信号亦或其它形式，从而能够完成数据信号的处理、存储、显示、记录和控制等任务。传感器是系统进行检测与控制的第一步。 三、信号调理 经过传感器的信号大多是要经过信号调理才可以被数据采集设备所接收，调理设备能够对信号进行放大、隔离、滤波、激励、线性化等处理。由于不同类型的传感器各有不同的功能，除了考虑一些通用功能之外，还要依据不同传感器的性质和要求来实现特殊的信号调理功能。信号调理电路的通用功能由如下几个方面： （1）放大功能为了提高系统的分辨率以及降低噪声干扰，微弱信号必须要进行放大，从而使放大之后信号电压与模数转换的电压范围一致。信号在经过传感器之后便直接进入信号调理模进行调理，这样就不易受到外部环境的影响，从而使得信噪比进一步的改善。 （2）隔离功能隔离是指为了避免直接的电连接，通过光线、交互电源或变压等方法，使得数据信息在系统之间进行传递。使用隔离的原因：一是为了安全考虑；二是能够保证采集到的数据不会受到其它原因的影响。 （3）滤波滤波是为了保证测量的信号的纯洁性，滤去不需要的信号。大部分的信号调理模块具有一个低通滤波器是用来过滤噪声。通常还需要抗混叠滤波器，滤除信号中感兴趣的最高频率以上的所有频率的信号。 （4）激励功能信号调理模块能够为某些传感器提供激励信号，而且很多信号调理模块都提供有电流源和电压源以便给传感器提供激励。 （5）线性化大部分的传感器是测量信号的线性和非线性响应的结合，为了使传感器误差补偿，对输出信号的线性化是必要的。目前，该数据采集系统可以通过软件解决这个问题。 四、输入信号的类型 要知道信号采集到的数据集，这是因为信号的要求和系统性能的不同的测量是不同的，只有了解被测信号的性质，才可以准确地选择合适的采集系统。 一个任意的信号在时间上是一个物理量的变化。在一般情况下，信号携带的信息是非常广泛的，如：状态，率，水平，形式，频率等。根据信号运载信息的不同，可以将信号分为数字信号或模拟信号。其中数字信号包括脉冲信号和开关信号两种类型。模拟信号包括直流信号、时域信号、频域信号等。 （1）数字信号 第一类数字信号为开关量信号，如图4-2所示。一个开关信号携带信息信

8路数据采集及报警控制系统 ADC0809

安徽建筑工业大学 计算机控制技术 课程设计 课题名称8路数据采集及报警控制系统 系别电子与信息工程学院 专业电子信息工程 班级10城建电子（2）班 姓名邵磊 学号10205900235 指导老师严辉夏巍丁刚 时间2013年6月17日至 2013年6月30日

目录 一、总体设计： 1.1 设计思路 1.2 课题目的 二、方案论证： 2.1 A/D模数转换的选择 2.2 单片机的选择 2.3 按键选择 2.4 系统框图 三、硬件电路设计： 3.1 单片机介绍 3.2 ADC0809结构功能 3.3 ADC0809的工作时序 3.4 ADC0809工作过程 四、系统程序设计： 4.1 程序流程框图 4.2 主程序 五、结束语 六、附录

一、总体设计 1.1 设计思路 我们选择单片机与A/D转换芯片结合的方法实现本设计。使用的基本元器件是：AT89C52单片机，ADC0809模数转换芯片，LCD显示器，按键，电容，电阻，晶振等。 数字电压测量电路由A/D转换、数据处理及显示控制等组成。A/D 转换由集成电路ADC0809完成。ADC0809具有8路拟输入端口，地址线（23~- 25脚）可决定对哪一路模拟输入作A/D换。22脚为地址锁存控制，当输入为高电平时，对地址信号进行锁存。6脚为测试控制，当输入一个2uS宽高电平脉冲时，就开始A/D转换。7脚为A/D转换结束标志，当A/D转换结束时，7脚输出高电平。9脚为A/D转换数据输出允许控制，当OE脚为高电平时，A/D转换数据从该端口输出。10脚为0809的时钟输入端。单片机的P1.5~P1.7、P3端口作1602液晶显示控制。P2端口作A/D转换数据读入用，P0端口用作0809的A/D转换控制。 通过对单片机p3.5口置低电平控制LED亮灯，p3.4口置高电平

基于STM32单片机的多路数据采集系统设计

基于STM32单片机的多路数据采集系统设计 The Design Of Multi-channel Data Acquisition System Based On STM32 中国地质大学（北京） 指导教师 2013.3.31

摘要 本文是基于ARM Cortex-M3的STM32系列嵌入式微控制器的应用实践，介绍了基于STM32单片机的数据采集的硬件设计和软件设计，数据采集系统是模拟域与数字域之间必不可少的纽带，它的存在具有着非常重要的作用。本文介绍的重点是数据采集系统，而该系统硬件部分的重心在于单片机。数据采集与通信控制采用了模块化的设计，数据采集与通信控制采用了单片机STM32来实现，硬件部分是以单片机为核心，还包括A/D模数转换模块，显示模块，和串行接口部分。该系统从机负责数据采集并应答主机的命令。输入数据是由现场模拟信号产生器产生，8路被测电压再通过模数转换器ADC0809进行模数转换，实现对采集到的数据进行模拟量到数字量的转换，并将转换后的数据传输到上位机，由上位机负责数据的接受、处理和显示，并用LCD数码显示器来显示所采集的结果。软件部分应用Keil uVision4通过C++编写控制软件，对数据采集系统、模数转换系统、数据显示、数据通信等程序进行了设计。 关键词：数据采集 89C52单片机 ADC0809 Keil uVision4

Abstract This article is an application of STM32 series embedded ARM controller based on Cortex-M3 and it describes the hardware design and software design of the data on which based on signal-chip microcomputer .The data collection system is the link between the digital domain and analog domain. It has an very important function. The introductive point of this text is a data to collect the system. The hardware of the system focuses on signal-chip microcomputer .Data collection and communication control use modular design. The data collected to control with correspondence to adopt a machine 8051 to carry out. The part of hardware’s core is STM32, is also includes A/D conversion module, display module, and the serial interface. Slave machine is responsible for data acquisition and answering the host machine.8 roads were measured the electric voltage to pass the in general use mold-few conversion of ADC0809,the realization carries on the conversion that imitates to measure the numeral to measure towards the data that collect .Then send the data to the host machine.the host machine is responsible for data and display, LED digital display is responsible display the data. The software is partly programmed with C++ of the Keil uVision4. The software can realize the function of monitoring and controlling the whole system. It designs much program like data-acquisition treatment,data-display and data-communication ect. Keyword: data acquisition AT89C52 ADC0809 Keil uVision4 目录

基于单片机的多通道的温度数据采集系统

摘要 由于数据采集系统的应用越来越广、其所涉及到的对信号的测量方式和涉及到的信号源的类型也将越来越多、因为对测量的要求也就越来越高，现在国内已有不少用于数据的测量与采集的系统，可很多系统存在着功能单一、采集速率比较低、操作非常复杂，并且对测试的环境要求较很高等问题。人们急切需要一种应用范围广、价格低廉的数据采集系统。 在分析了各种类型单片机的特点及其与PC机的各类通信技术的基础后，本人设计了由单片机控制的温度采集系统，并且通过串口通信的方式实现了单片机与PC机间的通信，实现了数据传送并将数据在PC机上进行显示或存储，完成了此次设计。 基于单片机的多通道的温度数据采集系统是由将来自温度传感器的信号进行放大、滤波、采样保持等分步处理之后，输入到A／D转换器转换为数字信号后由单片机进行采集的，然后再利用单片机与PC机之间的通信将数据传送至PC 机进行数据的存储处理及显示等，实现了数据的采集与处理等，此设计可广泛应用于工控、仪器仪表、机电智能化及智能家居等诸多的应用领域。 联系扣扣：2825772782 关键词：单片机；温度数据采集；多通道

Abstract S ince the wide range of data acquisition system, which involves the measurement signal and the type of signal source more and more, Surveyors are increasingly high requirements of the domestic now have a lot of data acquisition and measurement system But there are many single function systems, collecting less access, low collection rate, complicated operations, and the demands of the test environment and other issues．It requires abroad scope of application, high reliability and low-cost data acquisition system． Based on the analysis of the characteristics of different types of SCM and SCM and PC communication technology, SCM control of the collection system designed and adopted MCU serial communication between PC and communications, Data transmission and display of data stored on the PC．Single completed the multi-channel data acquisition system design and implementation. Based on SCM′s multi-channel data acquisition system is adopted will come from the sensor signal amplification, linear filtering, After processing maintain synchronous sampling, which converted to digital signal input A/D conversion by SCM Acquisition, Then, SCM and PC to PC communications data to the data storage, post-processing and display. a powerful data processing, visual shows, friendly interface and high performance-price ratio, a wide range of features. can be widely used in industrial control equipment, instruments, and electrical engineering integration, intelligent home and many other fields． Key words Multi-channel Data Acquisition Microcontroller

8路温度采集系统

实习报告 课题：八路温度采集仪 日期：2015.8.3

目录： 一、实验目的 (3) 二、实验内容 (3) 三、实验步骤与结果 (3) 四、实验存在的问题 (14) 五、总结 (14) 六、附录（上位机、下位机） (14)

一、实验目的： 1、DXP与Labview软件的运用； 2、单片机编程的掌握； 3硬件的焊接与调试； 4、熟练运用和掌握原理图设计、PCB板的制作、元器件焊接与调试、虚拟仪器的使用。 二、实验内容： 运用单片机搭建一个小系统。此系统可以同时采集8路温度信息（由于硬件条件的限制，没人只有4个温度传感器，所以最后只能为四路温度采集），而此信息来自与8个DS18B20，同时循环显示于数码管。然后后期运用虚拟仪器Labview采集单片机所发送的温度信息进行处理，并形成完整的虚拟仪器。 三、实验步骤与结果: 1、原理图的设计 采集系统主要元器件介绍： STC89C52RC： STC89C52是STC公司生产的一种低功耗、高性能CMOS8位微控制器，具有8K 在系统可编程Flash存储器。STC89C52使用经典的MCS-51内核，但做了很多的改进使得芯片具有传统51单片机不具备的功能。在单芯片上，拥有灵巧的8 位CPU 和在系统可编程Flash，使得STC89C52为众多嵌入式控制应用系统提供高灵活、超有效的解决方案。具有以下标准功能： 8k字节Flash，512字节RAM， 32 位I/O 口线，看门狗定时器，内置4KB EEPROM，MAX810复位电路，3个16 位定时器/计数器，4个外部中断，一个7向量4级中断结构（兼容传统51的5向量2级中断结构），全双工串行口。另外 STC89X52 可降至0Hz 静态逻辑操作，支持2种软件可选择节电模式。空闲模式下，CPU 停止工作，允许RAM、定时器/计数器、串口、中断继续工作。掉电保护方式下，RAM内容被保存，振荡器被冻结，单片机一切工作停止，直到下一个中断或硬件复位为止。最高运作频率35MHz，6T/12T可选. 其I/O口、中断的运用可以参照89C51的任何类型。 DS18B20: DS18B20数字温度计是DALLAS公司生产的1－Wire，即单总线器件，具有

温度采集系统原理

1.现有16路温度信号，16路压力信号，48路流量信号和10路物位信号，用单片机构成一个数据采集系统。

答：系统的原理框图如上图所示，图中的T1表示第一路温度信号，同理，P16表示第16路压力信号，F48表示第48路流量信号，H10表示第10路物位信号。 （1）由于温度信号的温度范围是0~100度，系统要求的精度为0.5％，所以对于温度信号采用8位的A/D即可满足要求（100/255=0.4度）。系统使用的是ADC0809,由于ADC0809内部含有多路开关，所以系统设计时，在外部没有添加多路开关，16路温度信号运用两片ADC0809，正好能采集16路温度信号。 （2）16路压力信号的精度要求是精确到0.1％，8位的AD已不能满足要求，假如所测的最大压力为1个大气压， 如果用8位AD，则其分辨率为100000/255=392,而使用16位AD其分辨率为100000/65535=1.5，所以选 用16路AD较为精确。系统使用的是AD7701(相关资料请见本次作业第二题)，AD7701内部不含多路开关，所以要外接多路开关，系统中使用的多路开关是CD4067B，CD4067B是16通道双向多路模拟开关，它具有两种电源输入端，VDD和VSS，可以在-0.5~18V之间进行选择。 （3）48路流量信号的精度要求是精确到0.1％，同压力信号一样，8位AD不能满足精度要求，故采用16位AD,系统中采用的还是AD7701。由于流量信号对采集的速度要求不是很高，所以采用多通道共用放大器，采样保持器和AD转换器。48路流量信号可以用3片CD4067B进行切换，由多路开关轮流采集流量信号，经放大器，采样保持器和AD转换进入单片机。 （4）10物位信号的精度要求同温度信号，其精度要求是精确到0.5％，所以采用8位的AD7574, 与ADC0809不同的是其内部不含多路开关，10信号如使用两片多路开关，则增加了系统的复杂度，所以采用一片CD4067B 即可。AD7574采用CMOS工艺，单片行，含有内部时钟振荡器，+5V供电，芯片内部设有比较器和控制逻辑，以及功耗低，转换速度快的逐次逼近型A/D转换器。 2．选一串行的16位ADC。 答：所选的AD7701可变串行接口、16位模／数转换器，以下是相关资料。 AD7701是美国AD公司推出的16位电荷平衡式A／D转换器它具有分辨率高、线性度好、功耗低等特点，并且由于该芯片采用了采样技术和线性兼容CMOS工艺集成技术，且片内含有自校准控制电路，可以有效地消除内部电路、外部电路的失调误差和增益误差G，AD7701具有灵活的串行输出模式，其转换结果通过串行接口输出，数据输出速率达4kbps。串行接口有异步方式、内时钟同步方式和外时钟同步方式三种：：异步方式可以直接与通用异步接收／发送器(UART)接口；内时钟同步方式可将串行转换结果经移位寄存器转换为并行输出；外时钟同步方式可以连接与单片机接口。所以它具有精度高、成本低、工作温度范围宽、抗干扰能力强等特点。因此适用于遥控检测、过程 (1)主要性能: ．AD7701芯片内含有自校准电路 ．片内有可编程低通滤波器； ．拐点频率；0．1Hz一10HZ ．可变串行接口：分辨率16位； ．线性误差：0．0015％： ·功耗低。正常状态：40mW；睡眠状态：10uW。 (2)芯片引肿图和引脚说明: AD770I的核心部分是二阶调制器和6阶高斯低通数字滤波器 构成的16位ADC，另外有校准控制器、校准SRAM、时钟发 生器和串行接口电路。AD7701芯片的引脚名称和说明如下。 MODE：串行接口方式选择。AD7701 方式。 当MODE接十5v时，串行接口工作在内时钟同步方式。AD7701可以通过外部移位寄存器将串行数据转换为并行数据输出。 当引脚MODE接DGND时，AD7701串行接口工作于外时钟同步方式。在这种方式下，AD7701能直接与具有同步串行接口的单片机连接，也可以利用普通I／O端口，通过软件编程产生SCLK时钟以读取AD770I的转换数据。 当引脚MODE接一5V时，AD7701串行接口工作于异步方式。在这种工作方式下， AD7701可以直接与通用异步接收发送器(UART)相连接，适用于AD7701与单片机(或微控制器)之间的距离比较远的应

单片机数据采集控制系统

《单片机数据采集控制系统》课程设计报告一、前言 通常是指有若干相互连接、相互作用的基本电路组成的具有特定功能的电 路整体。由于大规模集成电路和模拟-数字混合集成电路的大量出现，在单 个芯片上可能集成许多种不同种类的电路。 二、课程设计的目的和要求 2.1、课程设计的目的 运用模拟电子技术、数字电子技术、单片机原理及其应用等课程知识,根据题目要求进行软硬件系统的设计和调试,从而加深对本课程知识的理解, 把学过的比较零碎的知识系统化，比较系统的学习开发单片机应用系统的基本步骤和基本方法，使学生应用知识能力、设计能力、调试能力以及报告撰写能力等有一定的提高。 2.2、课程设计要求 用8051单片机设计数据采集控制系统，基本要求如下： 1、可实现8路数据的采集，假设８路信号均为0-5V的电压信号； 2、采集数据可通过数码管显示，显示格式为：[通道号] 电压值，如[０１] ４.5 3、可通过键盘设置采集方式；（单点采集、多路巡测、采集时间间隔*） 4、具有异常数据声音报警功能：对第一路数据可设置正常数据的上限值和 下限值，当采集的数据出现异常，发出报警信号。（LED显示报警） 5、可输出8路顺序控制信号，设每路顺序控制信号为一位，顺序控制的流 程为：

三、总体设计 实验原理：从A/D 转换器入手，通过编程，实现硬件上的八路数据采集、采集数据显示、通过键盘设计采集、实现上下限的报警功能、八路顺序控制信号。 四、硬件设计 4.1各种芯片的功能、引脚、相应的命令控制字格式的介绍 1、MCS-51 芯片介绍：MCS-51系列单片机是美国Intel 公司开发的8位单片机又可以分为多个子系列。MCS-51 123456789101112131415403938373635343332313029282726P1.0P1.1P1.2P1.3P1.4P1.5P1.6P1.7RST INT0/P3.2INT1/P3.3V CC P0.0/AD 0P0.1/AD 1P0.2/AD 2P0.3/AD 3P0.4/AD 4P0.5/AD 5P0.6/AD 6P0.7/AD 7EA/V PP ALE/PROG PSEN P2.7/A 15P2.6/A 14P2.5/A 13803180518751 八路数据采集模块 显示模块 键盘模块 报警模块 八路顺序控制模块 8051单片机

Saleae 8通道24M采样逻辑分析手册

Saleae minilogic 24M 8CH 逻辑分析仪使用手册 MIRROROK QQ 4641452 https://www.sodocs.net/doc/a55802767.html,/ite m.htm?id=12378862970

一、软件的安装 1，首先安装软件Logic Setup 1.1.4 (32-bit)，可从https://www.sodocs.net/doc/a55802767.html,/downloads 下载，还有支持其他操作系统的软件版本，可选择对应的操作系统下载 2，选取安装的软件Logic Setup 1.1.4 (32-bit).exe，双击进行安装：

3.选择NEXT，进入下一步： 4.按照上图选择后，点击NEXT,出现下面界面

默认安装路径已经设置在C:\PROGRAM FILES\SALEAE LLC,不选的话按照默认的安装目录,此时选择NEXT;也可以设置自己设定的目录. 5.安装过程可能需要1-2分钟

6.安装完成后出现下面界面： 7.安装完毕之后启动一下我们可以到可以看到以下界面： 二、基本使用方法：

在没有连接MINILOGIC的时候软件处于模拟状态Simulation，此时可以进行软件的信号模拟； 2.1选取 Analyzers右侧的加号 + 如下图 提示增加一个协议分析 Add a protocol analyzer 2.2出现右侧一组协议分析类型共7种如下： CAN,I2C 1-WIRE ASYNC SERIAL,SPI,INI/O,I2S/PCM; 协议类型简介：请看附件选取I2C 协议类型，如下图 选择模拟I2C,出现分析设置界面： 选取默认设置，SDA信号模拟在通道0，SCL信号模拟在通道1，地址显示设置选用默认的。

LMS-SCADAS多功能数据采集系统简介

数据采集系统 LMS SCADAS多功能数据采集系统 当今，产品的研发周期越来越短，用于产品性能测试的时间越来越少。在全 球的各个行业中，试验部门正承受着巨大的压力——要用尽量少的时间和资 源配合产品的设计与更新，完成尽可能多的试验任务。LMS SCADAS数据采 集系统能够保证完成各种类型的试验任务，并且其高性能、高效率的特点， 可以让试验工程师更充分地利用资源，同时完成多项试验任务，大大地缩短试验周期。 LMS SCADAS硬件以其卓越的性能和高度的可靠性著称，无论是进行试验室 测试还是现场测试都能保证最优的测试质量和精度。LMS SCADAS硬件与LMS https://www.sodocs.net/doc/a55802767.html,b和LMS Test.Xpress软件无缝集成，可以快速完成所有的测试设 置，在保证最佳数据质量和精度的同时，高效地完成测试任务。正由于LMS SCADAS硬件具有如此多的优点，全球范围内每天都有数以万计的用户正在 使用LMS产品进行着测试工作，采集各种试验数据。 为您量身定制的LMS SCADAS解决方案——保证随时随地的完美表现 LMS SCADAS硬件的最大优点是灵活性与可扩展性，有多种型号可供客户选 择－从紧凑的便携式系统，全自动的智能记录仪，直至大通道数的试验室系统。LMS SCADAS硬件支持多种传感器，具有多种信号调理功能，是进行噪 声、振动、声学和耐久性等试验任务的理想前端。最重要的是，LMS SCADAS 注重多功能性，即可以作为一个移动的前端使用，也可以作为独立的记录仪 在外场使用。同时，LMS SCADAS硬件还为在恶劣条件下进行声学测试或耐 久性数据采集提供了统一的测试系统。 “LMS SCADAS系统注重于应用的多样性，使用户 的投入获得最大的回报。” ?通用的硬件平台，同时适用于试验室测试、外场测试，并支持记录仪模式，独立地完成数据采集 ?专业用于噪声、振动、声学和疲劳耐久性能测试

单片机多通道数据采集系统

单片机多通道数据采集系统

目录 1.功能描述 (3) 2 方案设计 (3) 2.1 系统分析 (3) 2.2 器件选择 (4) 2.2.1 微处理器 (4) 2.2.2 显示器 (4) 2.2.3 按键 (4) 2.2.4 闹铃 (4) 3、硬件电路设计 (5) 3.1 最小系统设计 (5) 3.2 显示电路设计 (6) 3.3 按键电路设计 (7) 3.4 声音报警电路设计 (6) 3.5多通道数据采集电路设计 (8) 4、软件设计 (9) 4.1 操作功能设计 (9) 4.2程序编制思想 (9) 4.3 主程序 (10) 5 程序调试 (17) 6 技术小结 (18) 7多通道数据采集系统的使用说明 (19) 8心得体会 (20) 9参考文献 (21) 附录1：电路原理图 (22) 附录2：程序参考清单 (23)

设计报告 1.功能描述 利用单片机控制A/D转换器实现多通道数据采集系统。具有如下功能： 1.基本功能 （1）采集的数据为0-5V电压信号； （2）通过按键选择任意通道的数据显示或轮流显示； （3）可以设定报警上下限。 2.扩展功能 自行扩展功能，如音乐铃声，通讯功能等。 2 方案设计 2.1 系统分析 根据系统功能要求，可将系统组成结构分成五大部分：单片机控制中心、按键接口、多通道数据采集、数码管显示和报警播放音乐，如下图为系统的组成结构图。其中，单片机控制中心是核心。MCU根据按键输入，可切换不同的模式或设置不同的参数，从而实现多通道数据的采集。报警播放音乐可设置最高或最低温度报警值。 图2.1 系统总体结构图

2.2 器件选择 2.2.1 微处理器 市场上微处理器种类很多。这里，选取微处理器从多方面考：成本低、性能高、能够满足功能要求等等。 这里，选取STC89C52芯片。因为其功能与普通51芯片相同，其价格非常低廉、程序空间大、资源较丰富、在线下载非常方便。同时，使用该芯片，编程上亦可采用所熟悉的KEIL软件，使课程设计非常简单。 2.2.2 显示器 常见的显示器件LED数码管和LCD液晶器件。 LED数码管能够显示数字和部分字符，价格便宜，硬件电路、软件编程均非常简单，而且使用动态扫描技术可节省大量硬件成本。 LCD液晶显示器件，显示字迹清晰、能够显示数字、字符，本实验主要是用于显示所采集的电压与温度的显示。 系统显示主要还是数字，根据这两种显示器件的特性，选取LED数码管器件。由于系统要求显示所采集的通道数据，采用四位数码管显示即可。 2.2.3 按键 按键是用来变换显示模式以及设置传送上位机信息等功能的。这里采用普通按键即可，选用原则：以最少的按键，实现尽可能多的功能。所以这里，设置两个按键：模式键、传送键。 2.2.4 闹铃 选用最常见，亦最常用的声音提示方式——蜂鸣器，用于报警音乐定时播放。