计算机数据采集系统设计

1、计算机数据采集与分析技术概述；

1.1、数据采集

计算机处理的对象是数字量，而外部世界的大部分信息是连续变化的物理量，例如温度、压力、位移、速度，要将这些信息送入计算机进行处理，就必须先把这些连续的物理量离散化，即进行量化编码，变成数字量才能实现。

数据采集就是将被测对象的各种参量通过传感器做适当转换后，由非电量变换成电量，再经过信号调理、采样、量化、编码和传输等步骤，输入计算机进行处理或存储记录的过程。1.2、数据采集系统

用于数据采集的成套设备称为数据采集系统，计算机是数据采集系统的核心，完成对整个采集过程的控制、对采集的数据进行处理的任务。

1.3、数据采集分析技术

数据采集分析技术的任务主要有三项：

把模拟信号转换为计算机能识别的数字信号，送入计算机

通过计算机进行计算和处理，得到有用的信息

实现对过程或目标（某些物理量）的监视与控制

2、计算机数据采集电路

数据采集系统随着新型传感技术、微电子技术和计算机技术的发展而得到迅速发展。由于目前数据采集系统一般都使用计算机进行控制，因此数据采集系统有叫做计算机数据采集系统。

数据采集系统包括硬件和软件两大部分，硬件部分又可分为模拟部分和数字部分。图2.1是硬件基本组成示意图。下面简单介绍一下数据采集系统的各个组成部分。

图1.1数据采集系统硬件基本组成

1.传感器

传感器的作用是把非电的物理量转变成模拟电量(如电压、电流或频率)，例如使用热电偶、热电阻可以获得随温度变化的电压，转速传感器常把转速转换为电脉冲等。通常把传感器输出到A／D转换器输出的这一段信号通道称为模拟通道。

2.放大器

放大器用来放大和缓冲输入信号。由于传感器输出的信号较小，例如常用的热电偶输出变化，往往在几毫伏到儿十毫伏之间；电阻应变片输出电压变化只有几个毫伏；人体生物电信号仅是微伏量级。因此，需要加以放大．以满足大多数A／D转换器的满量程输入5—10 V 的要求。

3.滤波器

传感器和电路中的器件常会产生噪声，人为的发射源也可以通过各种捅合渠道使信号通道感染上噪声．例如工频传号可以成为一种人为的干扰顿。这种噪声可以用滤波器来衰减．以提高校拟输入信号的信噪比。

4.多路模拟开关

在数据采集系统中，往往要对多个物理量进行采集，即所谓多路巡回检测，这可通过多路模拟开关来实现。多路模拟开关可以分时选通来自多个输入通道的某一路信号，因此、在多路开关后的单元电路．如采样／保持电路、A／D及处理器电路等，只需一套即可．这样节省成本和体积。但这仅仅在物理且变化比较缓慢、变化周朗在数十至数百毫秒之间的情况下较合适。因为这时可以使用普通的数十微秒A／D转换器从容地分时处理这些信号。但当分时通道较多时．必须注意泄漏及逻辑安排等问题；当信号频率较高时，使用多路分路开关后，对A／D的转换速率要求也随之上升。模拟多路开关有时也可以安排在放大器之前，但当输入的信号电平较低时，涌注意选择多路模拟开关的类型。若选用集成电路的模拟多路开关，由于它比干黄或继电器组成的多路开关导通电阻大．泄漏电流大．因而有较大的误差产生。所以要根据具体情况来选择多路模拟开关的类型。

5.采样/保持器

模拟开关之后是模拟通道的转换部分，它包括采样／保持和A／D转换电路。采样／保持电路的作用是快速拾取模拟多路开关输出的子样脉冲，并保持幅值恒定，以提高A／D转换器的转换精度，如果把采样／保持电路放在模拟多路开关之前(每道一个)．还可实现对瞬时信号进行同时采样。

6.A/D转换器

采样／保持器输出的信号送至模数转换器，模数转换器是模拟输入通道的关键电路。由于输入信号变化速度不同，系统对分辨力、精度、转换速率及成本的要求也不同，所以A／D转换器的种类也较多，早期的采样／保持器和模数转换器需要数据采集系统设计人员自行设计．目前普遍采用单片集成电路，有的单片A／D转换器内部还包含有采样／保持电路、基准电源和接口电路。这为系统设计提供了较大方便。A/D转换的结果输出给计算机。

3、数据采集系统设计及举例

3.1、系统设计的一般步骤

.3.1.1、分析问题和确定任务

在进行系统设计之前，必须对要解决的问题进行调查研究、分析论证。如产品的应用场合、面向的客户类型等。在此基础上，根据实际应用中的问题提出具体的要求，确定系统所要完成的数据采集任务和技术指标，确定调试系统和开发软件的手段等。另外，还要对系统设计过程中可能遇到的技术难点做到心中有数，初步定出系统设计的技术路线。

3.1.2、确定采样周期Ts

采样周期Ts决定了采样数据的质量和数量。利用采样定理和系统设指标来确定采样周期。

3.1.3、系统总体设计

在系统总体设计阶段，一般应做以下几项工作。

3.1.3.1进行硬件和软件的功能分配

一般来说，多采用硬件，可以简化软件设计工作，并使系统的速度性能得到改善，但成本会增加，同时，也因接点数增加而增加不可靠因素。若用软件代替硬件功能，可以增加系统的灵活性，降低成本，但系统的工作速度也降低。要根据系统的技术要求，在确定系统总

体方案时进行合理的功能分配。

3.1.3.2确定微型计算机的配置方案

可以根据具体情况，采用微处理器芯片、单片微型机芯片、单板机、标准功能模板或个人微型计算机等作为数据采集系统的控制处理机。选择何种机型，对整个系统的性能、成本和设计进度等均有重要的影响。

3.1.3.3操作面板的设计

（1）输人和修改源程序；

（2）显示和打印各种参数；

（3）工作方式的选择；

（4）启动和停止系统的运行。

为了完成上述功能，操作面板一般由数字键、功能键、开关、显示器件以及打印机等组成。

3.1.3.4系统抗干扰设计

对于数据采集系统，其抗干扰能力要求一般都比较高。因此，抗干扰设计应贯穿于系统设计的全过程，要在系统总体设计时统一考虑。

3.2、硬件和软件的设计

3.2.1硬件设计

硬件设计的任务是以所选择的微型机为中心，设计出与其相配套的电路部分，经调试后组成硬件系统。采用单片机的硬件设计过程。

（1）明确硬件设计任务

为了使以后的工作能顺利进行，不造成大的返工，在硬件正式设计之前，应细致地制定设计的指标和要求，并对硬件系统各组成部分之间的控制关系、时间关系等作出详细的规定。

（2）尽可能详细地绘制出逻辑图、电路图当然，在以后的实验和调试中还要不断地对电路图进行修改，逐步达到完善。

（3）制作电路和调试电路。

按所绘制的电路图在实验板上连接出电路并进行调试，通过调试，找出硬件设计中的毛病并予以排除，使硬件设计尽可能达到完善。调试好之后，再设计成正式的印刷电路板。

3.2.2软件设计

（1）明确软件设计任务

在软件正式设计之前，首先必须要明确设计任务。然后，再把设计任务加以细致化和具体化，即把一个大的设计任务，细分成若干个相对独立的小任务，这就是软件工程学中的“自顶向下细分”的原则。

（2）按功能划分程序模块并绘出流程图

将程序按小任务组织成若干个模块程序，如初始化程序、自检程序、采集程序、数据处理程序、打印和显示程序、打印报警程序等，这些模块既相互独立又相互联系，低一级模块可以被高一级模块重复调用，这种模块化、结构化相结合的程序设计技术既提高了程序的可扩充性，又便于程序的调试及维护。

（3）程序设计语言的选择

选用何种语言与硬件选择有关。

（4）调试程序

首先，对子程序进行调试，不断地修改出现的错误，直到把子程序调好为止，然后再将主程序与子程序连接成一个完整的程序进行调试。其次，调试程序时，在程序中插人断点，分段运行，逐段排除错误。最后，将调试好的程序固化到EPRO（系统采用微处理器、单板机、单片机时）或存入磁盘（系统采用个人微机时），供今后使用。

3.3当今电厂数据采集系统的结构

当今大型火电机组单元采用多级网络式结构的数据采集系统，由分散处理单元、数据高速通道、操作员站、工程师站等人机接口构成，如图5.2所示：

分散处理单元具有数据采集和处理功能，可以通过过程通道从现场采集各种过程变量，并将采集到的数据先进行初步的数据处理，然后送到数据高速通道。

过程通道是一个在生产过程与数据采集系统之间进行信心交换和传输的电路。过程通道按信息的传输方向可分为输入通道和输出通道。按信息类型可分为模拟量通道、数字量通道和脉冲量通道。模拟量是指随事件连续变化的量，如温度、压力、流量、液位、转速、振动、电流、电压等，模拟量通常要按比例经过量化和编码转换成数字量才能输入计算机；开关量是指只具有两个状态的过程量，如开关的“断开”与“

闭合”，信号的“有”与“无”等，开关量要经过电平转换并按计算机字长进行分组才能输入计算机；脉冲量是指随着时间的推移周期性重复出现短暂起伏的过程量，如转速表输出的代表转速的一定频率的脉冲信号等，计算机要对单位时间内的脉冲进行计数才能知道该数值的大小。一般情况下，过程通道包括模拟量（AI ）通道、模拟量输出（AO ）通道、数字量输入（DI ）通道、数字量输出（DO ）通道、脉冲量输入（PI ）通道、脉冲量输出（PO ）通道六种类型。

高速数据通道负责分散处理单元和上一级计算机之间的联络通信，是数据采集系统的神经中枢，也是数据采集系统向分布式发展的基础。

操作员站从高速数据通道上获取全部 信息，经复杂的数字处理后通过人机接口装置—CRT 、键盘（或鼠标等其他光电输入设备）、记录数据站、打印机等实现显示、打印、备份等功能，并建立数据库。

工程师站用于系统的组态和修改，也可作为操作员站的后备。数据采集系统是机组启停、正常运行和事故处理工况下的主要监视手段，通过CRT 显示和打印机等人机接口向操作员提供各种实时和历史数据及信息以指导运行操作。数据采集系统的主要功能包括：数据采集与处理、屏幕显示、打印记录、历史数据存储和检索、性能计算等。此外，针对火电厂的特点和要求，还可实现设备的寿命管理、能量损耗分析和运行操作指导等高级处理功能。

4、基于LabVIEW 实现数据采集

LabVIEW 是虚拟仪器开发过程中最具代表性的图形化编程语言(G 语言)，它用图标、连线、框

图5.2 多级网络式结构DAS 总体示意

图代替传统的程序代码，能形象地观察数据的传输过程。LabVIEW是目前国际上应用最广的数据采集和控制开发环境之一，它有十分强大的功能，例如数值运算、信号处理、数据分析、数据采集图形获取和传输等。

LabVIEW程序是数据流驱动的，主要组成有：前面板、框图程序、图标/接线端口。

1 数据采集系统的构成

数据采集系统由数据采集卡、硬件驱动程序接口、数据采集函数组成[1]。数据采集（DAQ：DataAcqusition）系统的基本任务是物理信号的产生和测量。要使计算机系统能够测量物理信号，首先要用传感器，把物理信号转换成电压或电流等的电信号。通常不能把被测信号直接连接到DAQ卡，须用信号调理辅助电路，先将信号进行预处理。总之，数据集是借助软件来控制DAQ 整个系统，包括采集原始数据、数据存储、回放及显示等，用户调用数据采集函数编写数据采集程序。

2 数据采集流程

模块中使用多通道输入采样函数，此函数完成对多通道模拟输入量信号的采集。程序中实现对压差和流量参数的数据采集。具体采集过程中，通过Case 结构（见图1）实现几个参数任意组合的采集。Case 结构是执行条件语句的方法，相似于If…Then…Else 语句，它有多个子框图，但每次只能看到一个，具体执行哪一个子框图，是由输入到选择器端子上的数据来决定。采集完成后，使用索引数组函数来分离所采集的数据，函数会自动调整大小来匹配连接的输入数组维数。也就是说，如果将一维数组连接到ArrayIndex 函数，那么将显示1 个索引输入；同样，如果连接二维数组，那么它将显示2 个索引输入1 行1 列［2］。将采集到的数据分离后，将数值连接到控制器前面板上进行直观形象的显示。在这个框图中，实现程序自动循环采集的函数是While 函数，见图2。此函数重复执行代码片段直到满足某种条件为止，类似于传统语言中的DoLoop 循环。

3 信号的存储和回放

1）信号的存储是将采集到信号参数进行保存，便于今后随时参考。本系统中采用LabVIEW 自带的存储模块设计文件存储程序，它可选择所存储文件的格式(例如EXCEL、HTML格式等)。根据实际工艺流程，我们把压差和流量等信号，分单元存储。具体方法是：首先在最外层使用桢顺序结构函数，实现文件路径的数据流传递，用它控制节点的执行顺序，节点间不用连线连接，将最先执行的代码放在桢0 边框内［3］，依次类推。在保存采集次数、时间等参数时，因是以字符串保存的，所以就用函数将数字转化为字符串。具体的结构和循环，主要使用带寄存器的While 和Case 结构来完成。

2）信号的回放是用户在数据采集和分析完成之后，能够随时重新观察[4]。数据回放是历史信号追忆的前提，如果不能将用户想要的信号数据从历史文件中检索到，记忆显示就无从谈起。查询历史数据时，首先要确定读取哪一组保存的数据，然后再选择是对哪一个几个参数的读取，最后以这几个值为条件进行查询。本系统中的回放功能，是在用户保存数据和选择回放之后，就可动态回放数据波形的整个过程。

4 图形的显示

对采集到的波形进行显示和处理，是Lab-VIEW的另一个突出优点，见图3，它显示的图

形直观，还可附加一些个性化特征。例如显示时间和波形位置，可任意选择，并可配以时间和幅度光标。采用图形的形式来显示测试数据及分析结果，能看出被测试对象的变化趋势，使虚拟仪器的前面板更加形象直观。波形图的主要特点是：能设置个性化的外观，可设置数据格式与精度，还能对图形进行放大与缩小，满足用户需要；也可选择不同的曲线样式与颜色，区别不同的特性曲线，利用游标还能准确地读出曲线上任一点的数据。

简易数据采集系统的设计

简易数据采集系统设计 题目：二选一 1． 设计一个单片机控制的数据采集系统，要求A/D 精度12位，采样频率最高100KHz,输 入8路信号，分时复用A/D 芯片，将采集到的波形进行4K 的SRAM 存储，然后通过串行口发送给计算机 2． 设计一波形发生电路，计算机通过串行口向板卡发送波形电路，波形存储到板卡上的 SRAM 中，然后进行计算机控制的D/A 波形产生，板卡上用单片机进行控制 要求： 1． 选择器件，确定具体型号。 2． 画原理图。 3． 根据器件封装画PCB 图。 4． 写出相应的单片机和微机控制程序。 5． 写出详细的原理分析报告。 器件选择： TI 公司生产的8位逐次逼近式模数转换器ADC0809，8051，MAX232 原理图如下： 原理报告原理报告：： 采集多路模拟信号时，一般用多路模拟开关巡回检测的方式，即一种数据采集的方式。利用多路开关（MUX ）让多个被测对象共用同一个采集通道，这就是多通道数据采集系统的实质。当采集高速信号时，A/D 转换器前端还需加采样/保持(S/H)电路。 待测量一般不能直接被转换成数字量，通常要进行放大、特性补偿、滤波等

环节的预处理。被测信号往往因为幅值较小，而且可能还含有多余的高频分量等原因，不能直接送给A/D 转换器，需对其进行必要的处理，即信号调理。如对信号进行放大、衰减、滤波等。 通常希望输入到A/D 转换器的信号能接近A/D 转换器的满量程以保证转换精度，因此在直流电流电源输出端与A/D 转换器之间应接入放大器以满足要求。 本题要求中的被测量为0～5V 直流信号，由于输出电压比较大，满足A/D 转换输入的要求，故可省去放大器，而将电源输出直接连接至A/D 转换器输入端。 关于A/D 转换器的选取： 1.转换时间的选择 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。 2.ADC 位数的选择 A/D 转换器的位数决定着信号采集的精度和分辨率。 要求精度为0.5%。对于该8个通道的输入信号，8位A/D 转换器，其精度为 8 0.39%2 ?= 输入为0～5V 时，分辨率为 8 50.019611 22Fs N V v ==?? Fs v —A/D 转换器的满量程值 N —ADC 的二进制位数 量化误差为 8 50.0098(1)2 (1)2 22Fs N Q V v = = =?×?× ADC0809是8位逐次逼近式模数转换器，包括一个8位的逼近型的ADC 部分，并提供一个8通道的模拟多路开关和联合寻址逻辑，为模拟通道的设计提供了很大的方便。

高速数据采集系统设计

高速数据采集系统 设计

基于FPGA和SoC单片机的 高速数据采集系统设计 一．选题背景及意义 随着信息技术的飞速发展，各种数据的实时采集和处理在现代工业控制和科学研究中已成为必不可少的部分。高速数据采集系统在自动测试、生产控制、通信、信号处理等领域占有极其重要的地位。随着SoC单片机的快速发展，现在已经能够将采集多路模拟信号的A/D转换子系统和CPU核集成在一片芯片上，使整个数据采集系统几乎能够单芯片实现，从而使数据采集系统体积小，性价比高。FPGA为实现高速数据采集提供了一种理想的实现途径。利用FPGA高速性能和本身集成的几万个逻辑门和嵌入式存储器块，把数据采集系统中的数据缓存和控制电路全部集成在一片FPGA芯片中，大大减小了系统体积，提高了灵活性。FPGA 还具有系统编程功能以及功能强大的EDA软件支持，使得系统具有升级容易、开发周期短等优点。 二．设计要求 设计一高速数据采集系统，系统框图如图1-1所示。输入模拟信号为频率200KHz、Vpp=0.5V的正弦信号。采样频率设定为25MHz。经过按键启动一次数据采集，每次连续采集128点数据，单片机读取128点数据后在LCD模块上回放显示信号波形。

图1-1 高速数据采集原理框图 三．整体方案设计 高速数据采集系统采用如图3-1的设计方案。高速数据采集系统由单片机最小系统、FPGA最小系统和模拟量输入通道三部分组成。输入正弦信号经过调理电路后送高速A/D转换器，高速A/D 转换器以25MHz的频率采样模拟信号，输出的数字量依次存入FPGA内部的FIFO存储器中，并将128字节数据在LCD模块回放显示。 图3-1 高速数据采集系统设计方案 四．硬件电路设计 1.模拟量输入通道的设计 模拟量输入通道由高速A/D转换器和信号调理电路组成。信号调理电路将模拟信号放大、滤波、直流电平位移，以满足A/D转换器对模拟输入信号的要求。

数据采集终端简介

移动数据采集终端 应用背景： 在当今互联网时代的大背景之下，互联网技术正以难以想象的迅猛速度发展，互联网时代的前景为业界看好，移动生活也已深深植入我们日常生活。移动终端作为载体，在我们的生活中无处不在，其发展趋势将对移动互联业务产生深远影响。 移动开放平台，是以智能手机、平板电脑等硬件设备为载体，提供一个专业性的服务平台，它向商户和用户开放，供它们使用。商户利用平台能够快速地将自己的行业应用整合接入，以互联网网页、移动互联网网页、移动客户端的形式提供给用户。用户可以在各类型的平台上分别获得如电子商务、生活缴费、社交等各种类型的服务。平台届时将产生海量的数据，其带来的数据价值将十分可观。 伴随着智能终端（智能手机及平板电脑）及移动通信（3G）的发展，原来运行在PC上的信息系统（如邮件系统、即时通信、网页浏览、协同办公、网络购物、社交网站等）逐渐转移到智能终端设备上。可以预见未来几年60%以上的业务将会逐渐转移到智能终端系统上来。产品概述： 移动数据采集终端由平板电脑、拍摄支架、及文通OCR识别软件组成。他采用主流平板电脑配置后置800万高清自动对焦摄像头，可快速获取清晰证照图片。通过OCR识别软件，可以快速识别身份证、驾照、名片等多种身份证件，以及车辆行驶证、车牌号等车辆信息。配合专有拍摄支架及视频触发、自动分类功能，可以实现快速批量采集证件信息。 功能特点： 可脱机运行：通过相机置的存储功能，可实现对于固定车辆的管理，无需工控机，实现无人值守 主流硬件配置，系统运行流畅，小巧便携，功能齐全。 采用文通文字识别（OCR）技术，可识别身份证、名片、驾照、护照、港澳台证件、军官证等身份证件，以及行驶证、机动车VIN码、车牌号等车辆信息。 支持自动触发、自动裁边旋转、自动分类；配合拍摄支架，位置角度固定、光线均匀；方便用户操作，提高识别率，非常适合批量证件快速处理。 根据用户需求可以定制开发其他类型证照（如印业执照、发票、支票等）。 提供Android开发JAR包。 典型应用领域： 出租屋式旅业（小旅馆）管理：入住旅客登记 流动人口管理：入户普查 特种行业：开锁业、家政、中介等行业证件登记 展会、访客、会员卡：证件、名片登记 警务通：巡逻执勤、交警执法（驾照、身份证、车牌、行驶证识别） 保险：车险查勘（采集车辆信息及驾驶人身份信息），寿险销售（身份证、名片） 电信实名制：代理网点采集身份证 信用卡申请：采集身份证信息 二手车交易：采集身份证、行驶证

基于TLC549的数据采集系统设计

基于TLC549的数据采集系统设计 Time:2009-09-22 11:14:00 Author: Source:电子元器件应用 杨来侠，万建军 （西安科技大学，陕西西安710054） 0 引言 现代自动控制系统中需要测量和控制的参数往往都是连续变化的模拟信号，如温度，压力，流量，速度等。这些物理量和控制参数往往都是连续变化的电压和电流，因此，必须将其变换成数字量（即需经模，数转换），才能被数字计算机所识别。这些数字量在计算机内经过运算处理，可以得到一个数字形式的控制量，将这些控制量经过数/模转换器，变成模拟电压或电流信号，再送到执行机构去驱动相应的设备动作，即可实现对生产过程的自动控制。 1 TLC549的主要特点和工作原理 l.l TLC549的主要特点 TLC549是采用IinCMOSTM技术并以开关电容逐次逼近原理工作的8位串行A／D7芯片，可与通用微处理器、控制器通过I／O CLOCK、CS、DATA OUT三条口线进行串行接口。TLC549具有4MHz的片内系统时钟和软、硬件控制电路，转换时间最长为17μs，允许的最高转换速率为40000次/s。总失调误差最大为±0．5LSB，典型功耗值为6 mW。TLC549采用差分参考电压高阻输入，抗干扰，可按比例量程校准转换范围，由于其VREF-接地时，(VREF+)-(VREF-)≥1 V，故可用于较小信号的采样，此外，该芯片还单电源3～6v的供电范围。总之，TLC549具有控制口线少，时序简单，转换速度快，功耗低，价格便宜等特 点，适用于低功耗袖珍仪器上的单路A/D采样，也可将多个器件并联使用。TLC549的内部结构框图和管脚名称如图1所示。 1.2 TLC549的极限参数,

等间距采样的高速数据采集系统设计

等间距采样的高速数据采集系统设计 郝亮,孟立凡,刘灿,高建中 (中北大学仪器科学与动态测试教育部重点实验室,太原030051) 摘要:简单介绍通过对窄脉冲等间距采样来测试电缆故障的基本原理,分析其脉冲的特点和处理要求;采用F PGA和MSP430F149作为主控芯片,设计了单路多次低速数据采集系统;利用Quartus II软件编写主控程序,并在Modelsim下进行仿真验证。实验结果表明,该系统方案切实可行,可有效解决电缆故障测距过程中的高精度数据采集问题。 关键词:等间距采样;数据采集;MSP430F149;F PGA 中图分类号:TN98文献标识码:B H igh2spe ed Data Acquisition System Based on Equidistance Sampling Hao Liang,Meng Lifan,Liu Can,Gao Jianzhong (Inst ruments Science and Dynamic Measurement Ministry of Education Key Laboratory, North University of China,T aiyuan030051,China) A bstract:T he basic principle of testing cable faults wit h narrow2pulse equidistance sampling is described.Pulse characteristics and pro2 cessing requirements are analyzed.The single2line repeated low2speed dat a acquisition system is designed with FPGA and MSP430F149 as main control chips.Main control procedures are programmed in Quartus II and simulated in Modelsim.Experimental result shows that t he system is practical,and the problem of high2precision data acquisition in the process of cable fault location is resolved effectively. K ey words:equidist ance sampling;data acquisit ion;MSP430F149;FPGA 引言 电缆故障是通信行业中的常见故障,而电缆测距是排除故障的前提条件。准确的电缆测距可以缩短发现故障点的时间,利于快速排除故障,减少损失。窄脉冲时域反射仪利用时域反射技术来测定电缆断点位置,可以同时检测出同轴传输系统中多个不连续点的位置、性质和大小。窄脉冲信号持续的时间非常短暂,为了能够有效地捕捉到窄脉冲信号,对A/D采样率和处理器速率提出了较高的要求,传统的数据采集已经不能满足系统设计需求。本文介绍的单路多次低速数据采集方案硬件结构简单,成本低,能够满足系统设计要求。 1系统设计理论依据 根据电磁波理论,电缆即传输线。假若在电缆的一端发送一探测脉冲,它就会沿着电缆进行传输,当电缆线路发生障碍时会造成阻抗不匹配,电磁波会在障碍点产生反射。在发射端,由测量仪器将发送脉冲和反射脉冲波形记录下来。实际测试中,具体障碍的波形有所差异:断线(开路)障碍时,反射脉冲与发射脉冲极性相同;而短路、混线障碍时,反射脉冲与发射脉冲极性相反。波形如图1所示。 图1发射脉冲与反射脉冲波形 设从发射窄脉冲开始到接收到反射脉冲波的时间为$t,则: l=v#$t 2 其中,v为脉冲波在电缆中的传输速度;l为电缆故障点与脉冲波送入端的距离。 由以上分析可知,在同一个固定障碍的线路上多次送入同一脉冲电压,其反射脉冲将同样地在同一位置多次出现。 要实现对反射窄脉冲的捕获和1m的测距分辨率(在波速为200m/L s的情况下),则$t= 2l v =2@1 200 =0.01L s =10ns。即要求抽样的时间分辨率为10ns,对应的数据采集系统频率高达100MHz。同时,最大测量范围是2km 时,要求发射脉冲的重复周期T= 2l v =2@2000 200 =20L s。

多路数据采集系统设计毕业论文

多路数据采集系统设计毕业论文 第1章绪论 1.1 多路数据采集系统介绍 随着工、农业的发展，多路数据采集势必将得到越来越多的应用，为适应这一趋势，作这方面的研究就显得十分重要。在科学研究中，运用数据采集系统可获得大量的动态信息，也是获取科学数据和生成知识的重要手段之一。总之，不论在哪个应用领域中，数据采集与处理将直接影响工作效率和所取得的经济效益。 此外，计算机的发展对通信起了巨大的推动作用。算机和通信紧密结合构成了灵活多样的通信控制系统，也可以构成强有力的信息处理系统,这样对社会的发展产生了深远的影响。数据通信是计算机广泛应用的必然产物[2]。 数据采集系统，从严格的意义上来说，应该是用计算机控制的多路数据自动检测或巡回检测，并且能够对数据实行存储、处理、分析计算以及从检测的数据中提取可用的信息，供显示、记录、打印或描绘的系统。 数据采集系统一般由数据输入通道，数据存储与管理，数据处理，数据输出及显示这五个部分组成。输入通道要实现对被测对象的检测，采样和信号转换等

工作。数据存储与管理要用存储器把采集到的数据存储起来，建立相应的数据库，并进行管理和调用。数据处理就是从采集到的原始数据中，删除有关干扰噪声，无关信息和必要的信息，提取出反映被测对象特征的重要信息。另外，就是对数据进行统计分析，以便于检索；或者把数据恢复成原来物理量的形式，以可输出的形态在输出设备上输出，例如打印，显示，绘图等。数据输出及显示就是把数据以适当的形式进行输出和显示。 由于RS-232在微机通信接口中广泛采用，技术已相当成熟。在近端与远端通信过程中，采用串行RS-232标准，实现PC机与单片机间的数据传输。在本毕业设计中对多路数据采集系统作了初步的研究。本系统主要解决的是怎样进行数据采集以及怎样进行多路的数据采集，并将数据上传至计算机[2]。 1.2 设计思路 多路数据采集系统采用ADC0809模数转换器作为数据采集单元和AT89C51单片机来对它们进行控制,不仅具有控制方便、简单和灵活性大等优点,而且可以大幅度提高采集数据的灵敏度及指标。通过MAX232电平转换芯片实现单片机与PC 机的异步串行通信，设计中的HD7279实现了键盘控制与LED显示显示功能。本文设计了一种以AT89C51和ADC0809及RS232为核心的多路数据采集系统。 多路数据采集系统就是通过键盘控制选择通路，将采集到的电压模拟两转换成数字量实时的送到单片机里处理从而显示出采集电压和地址值，最终控制执行单片机与PC机的异步串行通信。 连接好硬件后，给ADC0809的三条输入通路通入直流电压。4-F键为功能键，4-E键为复位键，F键为确认键。1－3键为通道选择键，分别采集三个通道的数据值并实时显示出数值和地址值。结合单片机RS232串口功能还实现了与PC机的异

单路数据采集系统设计

1 引言 1．1 数据采集系统的意义 数据采集系统是结合基于计算机的测量软硬件产品来实现灵活的、用户自定义的测量系统。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。本设计采用A/D转换器和51单片机组成数据采集系统，该设计具有结构简单、操作方便、高性价比、具有显示、记录存储功能，能够适应油田野外恶劣环境，具有性能稳定、可靠性高、响应速度快操作简单、费用低廉、回放过程的信号可以直观的观察。它与有线数传相比主要有布线成本低、安装简便、便于移动等性能。 经调查，目前数据采集器的市场需求量大，以数据采集器为核心构成的小系统应用广泛，因此开发高性能的数据采集器具有良好的市场前景。随着计算机技术的飞速发展和普及，数据采集系统在多个领域有着广泛的应用。数据采集是工、农业控制系统中至关重要的一环，在医药、化工、食品、等领域的生产过程中，往往需要随时检测各生产环节的温度、湿度、流量及压力等参数。同时，还要对某一检测点任意参数能够进行随机查寻，将其在某一时间段内检测得到的数据经过转换提取出来，以便进行比较，做出决策，调整控制方案，提高产品的合格率，产生良好的经济效益。随着工、农业的发展，多路数据采集势必将得到越来越多的应用，为适应这一趋势，作这方面的研究就显得十分重要。在科学研究中，运用数据采集系统可获得大量的动态信息，也是获取科学数据和生成知识的重要手段之一。单片机构成的数据采集处理系统适用于各种现场自动化监测及控制，能够适应油田野外恶劣环境，具有性能稳定、可靠性高、响应速度快操作简单、费用低廉、等优点。1.2 数据采集系统的主要功能 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的测量软硬件产品来实现灵活的、用户自定义的测量系统。比如条码机、扫描仪等都是数据采集工具。 数据处理系统是指运用计算机处理信息而构成的系统。其主要功能是将输入的数据信息进行加工、整理，计算各种分析指标，变为易于被人们所接受的信息形式，并将处理后的信息进行有序贮存，随时通过外部设备输给信息使用者。

5 Gsps高速数据采集系统的设计与实现

5 Gsps 高速数据采集系统的设计与实现 摘要：以某高速实时频谱仪为应用背景，论述了5 Gsps 采样率的高速数据采集系统的构成和设计要点，着重分析了采集系统的关键部分高速ADC(analog to digital，模数转换器)的设计、系统采样时钟设计、模数混合信号完整性设计、电磁兼容性设计和基于总线和接口标准(PCI Express)的数据传输和处理软件设计。在实现了系统硬件的基础上，采用Xilinx 公司ISE 软件的在线逻辑分析仪(ChipScope Pro)测试了ADC 和采样时钟的性能，实测表明整体指标达到设计要求。给出上位机对采集数据进行处理的结果，表明系统实现了数据的实时采集 存储功能。关键词：高速数据采集；高速ADC；FPGA；PCI Express 高速实时频谱仪是对实时采集的数据进行频谱分析，要达到这样的目的，对数据采集系 统的采样精度、采样率和存储量等指标提出了更高的要求。而在高速数据采集 系统中，ADC 在很大程度上决定了系统的整体性能，而它们的性能又受到时钟质量的影响。为满足系统对高速ADC 采样精度、采样率的要求，本设计中提 出一种新的解决方案，采用型号为EV8AQ160 的高速ADC 对数据进行采样；考虑到ADC 对高质量、低抖动、低相位噪声的采样时钟的要求，采用AD9520 为5 Gsps 数据采集系统提供采样时钟。为保证系统的稳定性，对模数混合信号完整性和电磁兼容性进行了分析。对ADC 和时钟性能进行测试，并给出上位 机数据显示结果，实测表明该系统实现了数据的高速采集、存储和实时后处理。 1 系统的构成高速数据采集系统主要包括模拟信号调理电路、高速ADC、高速时钟电路、大容量数据缓存、系统时序及控制逻辑电路和计算机接口电路等。图1 所示为5 Gsps 高速数据采集系统的原理框图。所用ADC 型号为EV8AQ160，8 bit 采样精度，内部集成4 路ADC，最高采样率达5 Gsps，可以工作在多种模式下。通过对ADC 工作模式进行配置，ADC 既可以工作在采样

一种新的基于ARM的数据采集系统设计

?应用技术研究? 一种新的基于AR M 的数据采集系统设计 罗　浩 1a,2 ,谢华成 1b (1.信阳师范学院a .物理电子工程学院; b.网络信息与计算中心,河南信阳464000; 2.华中科技大学电子系,湖北武汉430074) 摘　要:给出了一种新的基于AR M 的数据采集系统硬件和软件设计方案1硬件主要由微处理器芯片 S3C44BOX 、US B 接口芯片I SP1362、AD 转换芯片AD7829等构成1系统能实现8路同时采集,单路采集速率100ks p s,且通过设置Device 和Host 两种模式,可在无PC 机的情况下进行数据采样与存储,从而实现了脱机式 应用1 关键词:数据采集;US B;S3C44B0X;AD7829;I SP1362 中图分类号:TP273 文献标识码:A 文章编号:100320972(2006)022******* 0　引言 数据采集是测控系统中的核心单元之一,目前常用的 数据采集方式是A /D 卡和422、485等总线板卡[1],这类方 式的数据采集过程必须依赖PC 机完成,不便野外应用;故研制能够实现脱离PC 机进行数据采集的数据采集卡具有实际意义1 本文提出的基于AR M 的数据采集系统设计方案,以 S3C44B0X 为主控制器,控制AD7829进行数据采集,并控 制US B 接口芯片(I SP1362)进行数据传输1本设计综合利用了S3C44B0X 的高性能、低成本和能耗省的特点,设计了 US B 数据通信的Device 模式和Host 模式,在没有PC 机的 情况下,工作在Host 模式,可以直接与外存储器相连进行脱机式数据采集,实现了脱机式应用1 1　硬件设计 1.1　方案选择 目前,对于US B Host 的开发方式主要有两种选择:一种是选用集成了US B 接口的单片机,比如Cyp ress 公司生产的EZ -US B 系列,I ntel 的8X930AX 系列等1此种开发工具虽然编程简单,但需要购置专门的开发系统,投资较大;另一种是选择普通的单片机或嵌入式微处理器,加专用的US B 接口芯片进行开发1后者不需要购买新的开发系统,节省投资1因此我们采用了第二种方案进行开发1 为了便于开发和扩展Device 、Host 模式,选择了较新且易于开发的US B 接口芯片I SP1362;且为了满足8路采集, AD 转换芯片选择了AD7829;适于I SP1362的开发,其主控 器芯片选择了高性能、低功耗的AR M 芯片S3C44BOX 1三星的S3C44B0X 是为手持设备和通用设备而设计的一款16/32位R I SC 结构的低成本高性能的单片机1为了降低产品的总体成本,S3C44B0X 还提供了如下的配置: 8K B 高速缓存(cache )、可配置的片内SRAM 、LC D 控制器、 两路带握手功能的UART (通用串行口)、4路DMA 控制器、系统管理功能(片选逻辑,FP /E DO /S DRAM 控制器)、5路带P WM 的定时计数器、I/O 接口,RTC (时钟)、8路10位ADC 、II C 总线、II S 总线、同步SI O 接口和为系统提供时钟而设的P LL 倍频电路[2]1 系统分为四大部分:8路AD 转换,US B 接口,AR M 主控器以及S DRAM (2M )、Flash (2M )1AD7829构成的模数转换(8路模拟输入、8位数字输出),在S3C44B0X 控制下完成数据采集,再通过US B 接口传输到外存储器1如图11 图1　系统结构框图 F i g .1The syste m structure d i a gram S3C44B0X 自身虽集成有8路10位ADC,但没有采样 保持电路,其内部集成的A /D 转换只能输入0～100Hz 的模拟信号,因此我们需要对其进行扩展1AD7829作为A /D 转换,S3C44B0X 作为控制器,利用S3C44B0X 的P D 口为双向口来进行扩展,以S3C44B0X 的P D 口发出脉冲作为 AD7829的CONVEST 的负脉冲,进行模数转换,同时能够 　收稿日期:2005211230 　基金项目:湖北省重大科技攻关项目(2002AA101C39 ) 　作者简介:罗　浩(19702),男,河南信阳人,讲师,在读硕士研究生,主要从事电子技术方向研究1 3 02信阳师范学院学报(自然科学版)Journal of Xinyang Nor mal University 第19卷　第2期　2006年4月 (Natural Science Editi on )Vol .19No .2Ap r .2006

数据采集器设备介绍

数据采集器 一、RTU信息采集器 本设备是经过多年的实践及工程应用，为满足市场需求而开发的集数据采集与无线通讯为一体的终端产品。该产品可同时采集多路脉冲量、开关量和模拟量。产品以GPRS/CDMA/3G/4G为通信平台，具有不受地理限制、稳定、可靠、成本低等优点。设有开关量报警功能，可控的四路继电器形式的干触点输出。与普通手机友好的通信接口，所有的数据参数都可用手机进行查询与设置。 1.系统提供多种输入输出接口资源： 1)12路12位模拟量采集，输入阻抗250欧姆，标准4～20mA（1～ 5VDC）输入，也可在20mA范围内任意输入，量程和零点可任 意设置。 2)8路脉冲量/开关量输入，脉冲量与开关量输入通过软件设置。 3)4个继电器（24VDC3A）形式的干触点输出，通过短信、CDMA2000 指令远程设置可打开或关断继电器。 4)1个独立的RS232口，1个独立的RS485口，可作设置参数和仪表 数据直读用，如流量计数据直读（流量计必须提供标准 RS232/485接口和读取数据的协议）。 5)1个3.3V/5.0VDC（I<200mA）输出，为霍尔元器件等小型一次 仪表提供电源。 6)提供接大地端口，连接到大地后，可以保护V18防雷击，使系

统更加稳定。 2.报警功能：改变开关量状态报警（如上升沿报警和下降沿报 警），模拟量上下限报警（如供水管网压力报警），流量报警（如瞬时流量过大和过小报警），并以短信和电话的形式通知负责人，同时可设置4个报警电话号码和2个IP（域名）地址。 3.系统采用GPRS/CDMA/3G/4G通信平台，具有不受地理限制、稳 定、可靠、成本低等优点。 4.数据定时保存，时间间隔可设置（1分钟～1天），最多可保存 一年的历史数据，用户可以模糊查询有效期内的历史数据。5.数据定时上传，为满足不同客户可同时设置4个总台电话号码 和2个IP（3G）地址，上发时间间隔可独立设置（1分钟～1天）。 6.支持UDP和TCP通讯方式。 7.系统具有智能纠错能力，对设置位数、设置范围、格式有错的 都会提示，并指出出错的指令。 8.一条短信包含多个时间段的数据，节约了数据费用。 9.拥有LCD显示功能，可进行键盘操作，菜单参数设置，参数查 询和历史数据查看，同时显示实时数据。 10.与普通手机友好的短信互动，并密码验证，所有数据参数 都可通过短信设置。 11.可与上位机（PC机）实现数据交换,设置参数和查看数据。

数据采集系统

湖南工业大学科技学院 毕业设计（论文）开题报告 （2012届） 教学部：机电信息工程教学部 专业：电子信息工程 学生姓名：肖红杰 班级： 0801 学号 0812140106 指导教师姓名：杨韬仪职称讲师 2011年12 月10 日

题目：基于单片机的数据采集系统的控制器设计 1.结合课题任务情况，查阅文献资料，撰写1500～2000字左右的文献综述。 近年来，数据采集及其应用技术受到人们越来越广泛的关注，数据采集系统在各行各业也迅速的得到应用。如在冶金、化工、医学、和电器性能测试等许多场合需要同时对多通道的模拟信号进行采集、预处理、暂存和向上位机传送、再由上位机进行数据分析和处理，信号波形显示、自动报表生成等处理，这些都需要数据采集系统来完成。但很多数据采集系统存在功能单一、采集通道少、采集速率低、操作复杂、并且对操作环境要求高等问题。人们需要一种应用范围广、性价比高的数据采集系统，基于单片机的数据采集系统具有实现处理功能强大、处理速度快、显示直观，性价比高、应用广泛等特点，可广泛应用于工业控制、仪器、仪表、机电一体化，智能家居等诸多领域。总之，无论在那个应用领域中，数据采集与处理越及时，工作效率就超高，取得的经济效益就越大。 数据采集系统的任务，就是采集传感器输出的模拟信号转换成计算机能识别的信号，并送入计算机，然后将计算得到的数据进行显示或打印，以便实现对某些物理量的监测，其中一些数据还将被生产过程中的计算机控制系统用来控制某些物理量。 数据采集系统的市场需求量大，特别是随着技术的发展，可用数据器为核心构成一个小系统,而目前国内生产的主要是数据采集卡，存在无显示功能、无记忆存储功能等问题，其应用有很大的局限性，所以开发高性能的，具有存储功能的数据采集产品具有很大的市场前景。 随着电子技术的迅速发展，，一些高性能的电子芯片不断推出，为我们进行电子系统设计提供的更多的选择和更多的方便，单片机具有体积小、低功耗、使用方便、处理精度高、性价比高等优点，这些都使得越来越广泛的选用单片机作为数据采集系统的核心处理器。一些高性能的A/D转换芯片的出现也为数据采集系统的设计提供了更多的方便，无论是采集精度还是采样速度都比以前有了较大的提高。其中一些知名的大公司如MAXIM公司、TI公司、ADI公司都有推出性能比效突出的 A/D转换芯片，这些芯片普通具有低功耗、小尺寸的特点，有些芯片还具有多通道的同步转换功能。这些芯片的出现，不仅因为芯片价格便宜，能够降低系统设计的成本，而且可以取代以前繁琐的设计方法，提高系统的集成度。 数据采集器是目前工业控制中应用较多的一类产品，数据采集器的研制已经相当成熟，而且数据采集器的各类不断增多，性能越来越好，功能也越来越强大。 在国外，数据采集器已发展的相当成熟，无论是在工业领域，还是在生活中的应用，比如美国FLUKE公司的262XA系列数据采集器是一种小型、便携、操作简单、使用灵活的数据采集器，它既可单独使用又可和计算机连接使用，它具有多种测量

基于8051单片机的数据采集系统设计

基于8051单片机的数据采集系统设计 一．设计任务 设计一个数据采集系统，要求： 1.有一组开关量和1路模拟量，采样开关量控制一组发光二极管，定时采样模拟量并显示出来。 2.定时采样ADC0809某通道模拟信号，每隔2秒在显示器或数码管上显示出来。 3.定时的实现。 二．设计思路 数据采集是指从传感器和其他待测设备中自动采集模拟或数字信号电量或非电量信号送入控制器中进行分析和数据处理。 本设计采用单路模拟信号的数据采集。设计思路为：通过传感器采集待测的信号，将其转换为相应的电压信号，经运算放大器放大后送入模数转换器ADC0809在单片机的控制下进行模数转换。每次转换结束后，单片机在控制电路的作用下将数据读走存入片内存储器。而单片机则需要将收到的数据送入PC机中进行相应处理。单片机与PC 间的数据通信方式为串口通信协议RS 232，通过芯片MAX232进行电气匹配。 目录

一．系统总统设计方案 二．系统的硬件设计 2.1信号调理电路 2.2数据采集电路 2.3 80C51芯片内部功能与引脚介绍 三．系统的软件设计 3.1主程序 3.2 A/D转换 3.3数据采集中断程序 四．设计总结 五．参考文献 六．附录—数据采集系统原理图一．系统总统设计方案

根据系统基本要求，将本设计系统划分为信号调理电路、8路模拟信号的产生与A/D 转换器、发送端的数据采集与传输控制器、人机通道的接口电路、数据传输接口电路几个部分。 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。系统框图如下图1所示。 图1 一般系统框图 二．系统的硬件设计 2.1信号调理电路 信号调理能够将被测对象的输出信号变换成计算机要求的输入信号。如图2所示，为 避免小信号通过模拟开关造成较大的附加误差，在传感器输出信号过小时，每个通道应 设前置放大环节。 图2 信号调理过程 2.2 数据采集电路 把连续变化量变成离散量的过程称为量化，也可理解为信号的采样。 把以一定时间间隔T逐点采集连续的模拟信号，并保持一个时间t，使被采集的信号变成时间上离散、幅值等于采样时刻该信号瞬时值的一组方波序列信号，即采样信号。

数据采集系统设计

目录 摘要 (1) 1 引言 (2) 1.1 数据采集系统的简介. (2) 1.2 课程设计内容和要求 (3) 1.3 设计工作任务及工作量的要求 (3) 2 内容提要 (3) 3 系统总体方案 (3) 3.1 系统设计思路 (3) 3.2 系统总体框图 (4) 4 硬件电路设计及描述 (4) 4.1 8253芯片及工作原理 (4) 4.1.1 基本组成及工作原理 (4) 4.1.2 8253与系统连接 (5) 4.2 ADC0809内部功能与引脚介绍 (5) 4.2.1 引脚排列及各引脚的功能 (6) 4.2.2 ADC0809工作方式 (7) 4.2.3 ADC0809与系统连接 (8) 4.3 单片机89C51的引脚与功能介绍 (8) 4.4 8255并行口芯片基本组成及工作原理 (10) 4.4.1 8255的内部结构 (11) 4.4.2 8255的工作方式 (12) 4.2.3 8255与系统连接 (12) 4.5 LED显示部分接线及工作原理 (13) 4.5.1 LED显示工作原理 (13) 4.5.2 LED显示部分接线 (14) 4.6 总体电路图 (14) 5 软件设计流程及描述 (15) 5.1 主程序设计思路 (15)

5.2 部分程序设计流程图 (16) 5.2.1 8253程序流程图 (16) 5.2.2 8255程序流程图 (17) 5.2.3 数据处理流程图 (17) 5.2.4 LED显示流程图 (17) 5.3 汇编语言程序清单 (18) 5.4 仿真结果 (21) 6 课程设计体会 (21) 参考文献 (23)

摘要 数据采集是从一个或多个信号获取对象信息的过程。随着微型计算机技术的飞速发展和普及，数据采集监测已成为日益重要的检测技术，广泛应用于工农业等需要同时监控温度、湿度和压力等场合。数据采集是工业控制等系统中的重要环节，通常采用一些功能相对独立的单片机系统来实现，作为测控系统不可缺少的部分，数据采集的性能特点直接影响到整个系统。 本课程设计采用89C51系列单片机，89C51系列单片机基于简化的嵌入式控制系统结构，具有体积小、重量轻，具有很强的灵活性。设计的系统由硬件和软件两部分构成，硬件部分主要完成数据采集，软件部分完成数据处理和显示。数据采集采用AD0809模数转换芯片，具有很高的稳定性，采样的周期由可编程定时/计数器8253控制。完成采样的数据后输入单片机内部进行处理，并送到LED显示。软件部分用Keil软件编程，操作简单，具有良好的人机交互界面。程序部分负责对整个系统控制和管理，采用了汇编语言进行了判别通道、数据采集处理、数据显示、数据通信等程序设计，具有较好的可读性。 随着计算机在工业控制领域的不断推广应用，将模拟信号转换成数字信号已经成为计算机控制系统中不可缺少的重要环节，因此数据采集系统有着重要的意义。

简述数据采集器原理

简述数据采集器原理 一、数据采集器的简介 为商品流通环节而设计的数据采集器(Bar一codeHandTerminal)或称掌上电脑，其具有一体性、机动性、体积小、重量轻、高性能，并适于手持等特点。它是将条码扫描装置与数据终端一体化，带有电池可离线操作的终端电脑设备。 它具有中央处理器(CPU)，只读存储器(ROM)、可读写存储器(RAM)、键盘、屏幕显示器、与计算机接口。条码扫描器，电源等配置，手持终端可通过通讯座与计算机相连用于接收或上传数据，手持终端的运行程序是由计算机编制后下载到手持终端中，可按使用要求完成相应的功能。 数据采集器可用于补充订货、接收订货、销售、入出库、盘点和库存管理以及物流管理等方面。 目前，国内常用的数据采集器有美国Symbol公司的PDT3100、国内公司的LK-PT921等，价格一万多元到两万元。数据采集器有效地解决了商品在流转过程中数据的标识和数量确认的问题，是保证系统的信息快速、准确进行处理的有效手段，由于设备的价格相对较高，商品还没有达到全部通用条码化，数据采集器的普及率还较低，还有待于不断推广。 二、数据采集器的程序功能 数据采集器的操作程序是根据实际的需要进行编制的，必须充分考虑操作使用过程的方便、灵活和通用性。 数据采集器的一般功能 数据采集器应具有数据采集、数据传送、数据删除和系统管理等功能。 数据采集 是将商品的条码通过扫描装置读入，对商品的数量直接进行确认或通过键盘录入的过程，在数据采集器的存储器中以文本数据格式存储，格式为条码（C20）、数量（N4）。 数据传送 数据传送功能有数据的下载和上传。 数据下载是将需要数据采集器进行确认的商品信息从计算机中传送到数据采集器中，通过数据采集器与计算机之间的通讯接口，在计算机管理系统的相应功能中运行设备厂商所提供的数据传送程序，传送内容可以包括：商品条码、名称和数量。数据的下载可以方便地在数据采集时，显示当前读入条码的商品名称和需确认的数量。 数据上传是将采集到的商品数据通过通讯接口，将数据传送到计算机中去，再通过计算机系统的处理，将数据转换到相应的数据库中。 数据删除 数据采集器中的数据在完成了向计算机系统的传送后，需要将数据删除，否则会导致再次数据读入的迭加，造成数据错误。有些情况下，数据可能会向计算机传送多次，待数据确认无效后，方可实行删除。

数据采集系统的设计与实现

长江大学工程技术学院 课程设计报告
课设题目
课程名称
系
部
班
级
学生姓名
学
号
序
号
指导教师
时
间
数据采集系统的设计与实现 汇编语言+微型计算机技术
信息系
2012 年 8 月 28 日～2012 年 9 月 9 日

目录
目录 长江大学工程技术学院 ..................... 错误!未定义书签。 一、设计目的 ............................. 错误!未定义书签。 二、设计内容 ............................. 错误!未定义书签。 三、硬件设计及分析 ....................... 错误!未定义书签。
1．总体结构图......................... 错误!未定义书签。 2.各部件端口地址设计及分析 ............ 错误!未定义书签。 3.各部件的组成及工作原理 .............. 错误!未定义书签。 四、软件设计及分析 ....................... 错误!未定义书签。 1．总体流程图......................... 错误!未定义书签。 2.主要程序编写及分析.................. 错误!未定义书签。 五、系统调试 ............................. 错误!未定义书签。 1.调试环境介绍........................ 错误!未定义书签。 2. 各部件的调试....................... 错误!未定义书签。 3.调试方法及结果...................... 错误!未定义书签。 六、总结与体会 ........................... 错误!未定义书签。 七、附录 ................................. 错误!未定义书签。

高速数据采集系统设计

精心整理 基于FPGA 和SoC 单片机的 高速数据采集系统设计 一．选题背景及意义 随着信息技术的飞速发展，各种数据的实时采集和处理在现代工业控制和科学研究中已成为必不可少的部分。高速数据采集系统在自动测试、生产控制、通信、信号处理等领域占有极其重要的地位。随着核集成FPGA 芯片软件的正机读取图1-1最小系A/D 转换器以128图3-1高速数据采集系统设计方案 四．硬件电路设计 1.模拟量输入通道的设计 模拟量输入通道由高速A/D 转换器和信号调理电路组成。信号调理电路将模拟信号放大、滤波、直流电平位移，以满足A/D 转换器对模拟输入信号的要求。 2.高速A/D 转换电路设计

五．FPGA模块设计 本设计的数据缓冲电路采用FIFO存储器。FIFO数据缓冲电路原理如图5-1。 图5-1FIFO数据缓冲电路原理 FIFO的写端口的数据线与ADS931的数据线直接相连，FIFO的写时钟和ADS931采用同一时钟信号CLK0。FIFO的读端口与单片机并行总线相连，数据输出端口加了三态缓冲器。地址译码器的CS和读信号RD相或非后作为FIFO的读时钟电路和三态缓冲的使能信号。 片选信号1 FIFO数据顶层原理图如图5-2。 图5-2FIFO数据顶层原理图 六．F360单片机模块设计 主程序完成C8051F360单片机初始化、检测有无按键输入等功能。在此系统中我们加入了一个频率测试显示功能。主程序流程图如图6-2。 图6-2主程序流程图 主程序源代码如下： voidmain() { ucharxdata*addr1; uinti; floatf,ts; ucharfuzhi; intup,down,m,n; up=0;down=0;m=0;n=0;ts=0.04; InitDevice(); //F360初始化 InsitiLcd(); //LCD模块初始化

采集设备简介

遥测数据采集终端简介 一、设备简介 遥测数据采集终端是远程自动数据采集终端遥测控制设备。产品最大的特点是可以实现灵活的远程控制，通过远程设置，可以改变设备的工作参数，从而满足远程管理的需要；通过合理的设计，可以实现微功耗工作。使用太阳能供电，可满足野外长期监测的需要；最重要的是，产品内嵌了GSM/GPRS 模块，并可实现两种通讯模式的自动切换，可满足数据传输对网络带宽的不同需求。 设备经过在野外多年的使用和改进，目前非常稳定，故障率极低，大大降低了系统维护成本和用户风险，已经广泛应用于墒情监测、综合旱情、雨量遥测、水位遥测、水质遥测、水情、灌溉、泥石流预警和水土保持等领域的野外与室内的自动检测。 系统采用双处理器架构。主控芯片采用高性能、低功耗的Cotex-M3。同时板载一颗MSP430单片机进行键盘、实时时钟及整个系统管理。系统可实时通过短信或GPRS 上报采集数据，也可以存储在板上的SD 卡中。软件系统采用uC/OS-II ，整个系统运行稳定可靠。 Cotex-M3 CPU uC/OS-II 8Chs AD MSP430 MCU LCD WDG Interface 1Ch Rain RS232 RS232/485GSM/GPRS SD Card 二、传感器接入类型： 可以同时接驳8路模拟量（每一路可任意指定采集电压、电流或电阻）传感器、1路雨量传感器、232传感器和485传感器。

三、设备功能： · 自动采集墒情、降雨、地下水、温湿度、风速风向、水质等信息； · 采用GSM/GPRS 通信方式，并可自动切换； · 太阳能自动供电，遇到连续阴雨天气根据各地区光照度不同可待机10-30天； · 同时向多个（不超过5个）中心发送数据； · 利用手机或中心监测软件实现对站点远程控制； · 远程召测； · 采取多重避雷措施； · 大容量固态存储； 四、技术参数： 电 源 12V 直流 功 耗 小于90mA （正常待机，无通讯模块），小于150mA （正常待机,有通讯模块）工作环境 温度 -30℃~+65℃，湿度 80%无凝结 通信方式 GSM/GPRS 输出信号范围 模拟量：4~20mA、0~2.5V、0~5V、0~200Ω，其他输出视传感器输出范围而定 一、 项目应用情况： 辽宁省阜新蒙古族自治县墒情监测； 重庆抗旱指挥系统更新； 甘肃省镇原县灾害防御试点项目； 安徽合肥、阜阳旱情监测系统； 辽宁省西部墒情自动监测系统； 辽宁省六县墒情监测系统； 广州市抗旱决策系统一期； 山东省青岛市抗旱系统； 青海省环县抗旱指挥系统； 云南省抗旱指挥系统； 山东省东营市墒雨情情与地下水系统； 安徽省墒情抗旱指挥系统；（国家试点） 湖南省抗旱决策指挥系统； 天津农业大学土壤水分检测试验项目； 贵阳市墒情监测试点； 江西省抗旱指挥系统墒情监测一期维护及二期新建站点； 项目图示 一、站点图样