多路數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的設(shè)計(jì).doc

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1、目錄第一章前言3第二章課題的設(shè)計(jì)要求、目的及意義52.1設(shè)計(jì)要求52.2設(shè)計(jì)目的52.3設(shè)計(jì)意義5第三章數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的基本介紹73.1數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)原理73.2數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的分類(lèi)73.3數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的基本功能73.4數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)形式83.5數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基本原則83.6數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的發(fā)展趨勢(shì)8第四章系統(tǒng)總體方案與說(shuō)明10第五章系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖與工作原理115.1系統(tǒng)框圖115.2系統(tǒng)工作原理11第六章各單元硬件設(shè)計(jì)說(shuō)明12326.1A/D轉(zhuǎn)換單元126.2數(shù)據(jù)處理單元136.3數(shù)碼管顯示單元14第七章軟件設(shè)計(jì)與說(shuō)明157.1

2、程序流程圖157.2軟件說(shuō)明167.3初始化程序167.4中斷服務(wù)程序177.5START1﹑START2子程序177.6BCD轉(zhuǎn)換子程序207.7顯示程序21第八章調(diào)試仿真說(shuō)明與仿真結(jié)果238.1調(diào)試仿真說(shuō)明238.2仿真結(jié)果24總結(jié)26參考文獻(xiàn)27附錄A28附錄B2932第一章前言隨著信息領(lǐng)域各種技術(shù)的發(fā)展，在數(shù)據(jù)采集方面的技術(shù)也取得了長(zhǎng)足的進(jìn)步，采集數(shù)據(jù)的信息化是目前社會(huì)的發(fā)展主流方向。各種領(lǐng)域都用到了數(shù)據(jù)采集，在石油勘探、地震數(shù)據(jù)采集領(lǐng)域已經(jīng)得到應(yīng)用。隨著測(cè)控技術(shù)的迅猛發(fā)展，以嵌入式計(jì)算機(jī)為核心的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)己經(jīng)在測(cè)控領(lǐng)域中占

3、到了統(tǒng)治地位。數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)是將現(xiàn)場(chǎng)采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理、傳輸、顯示、存儲(chǔ)等操作。數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的主要功能是把模擬信號(hào)變成數(shù)字信號(hào)，并進(jìn)行分析、處理、存儲(chǔ)和顯示。國(guó)內(nèi)大大小小很多公司多開(kāi)發(fā)了數(shù)據(jù)采集器和卡之類(lèi)的產(chǎn)品，這使信息的數(shù)字化提供了極大的方便。近年來(lái)，隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展數(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。數(shù)據(jù)采集是工業(yè)控制系統(tǒng)中至關(guān)重要的一個(gè)環(huán)節(jié)，在生產(chǎn)過(guò)程中，往往需要隨時(shí)檢測(cè)各個(gè)環(huán)節(jié)的溫度、濕度、流量及壓力等參數(shù)。同時(shí)，還要對(duì)某個(gè)檢測(cè)點(diǎn)的任意參數(shù)進(jìn)行隨機(jī)查詢(xún)，將所

4、得到的檢測(cè)結(jié)果提取出來(lái)以便進(jìn)行比較做出決策，調(diào)整控制方案。數(shù)據(jù)采集是從一個(gè)或多個(gè)信號(hào)獲取對(duì)象信息的過(guò)程。隨著微型計(jì)算機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展和普及，數(shù)據(jù)采集監(jiān)測(cè)已成為日益重要的檢測(cè)技術(shù)，廣泛應(yīng)用于工農(nóng)業(yè)等需要同時(shí)監(jiān)控溫度、濕度和壓力等場(chǎng)合。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)。數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)與電氣工程及其自動(dòng)化的聯(lián)系：32該系統(tǒng)可以采集的發(fā)電廠運(yùn)行數(shù)據(jù)包括電氣參數(shù)和非電氣參數(shù)兩類(lèi)。其中電氣參數(shù)主要有電流、電壓、功率、頻率等模擬量，斷路器

5、狀態(tài)、隔離開(kāi)關(guān)位置、繼電保護(hù)動(dòng)作信號(hào)等開(kāi)關(guān)量以及表示電度的脈沖量等。而非電氣參數(shù)種類(lèi)較多，既可以是采集火力發(fā)電廠運(yùn)行中的各種溫度也可有水電廠中的水位、流速、流量等水工信號(hào)，還可以采集諸如絕緣介質(zhì)狀態(tài)、氣象環(huán)境等其它信號(hào)。這里設(shè)計(jì)的八路數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)由數(shù)據(jù)輸入通道，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)與管理，數(shù)據(jù)處理，數(shù)據(jù)輸出及顯示這五個(gè)部分組成。其中輸入通道主要實(shí)現(xiàn)被測(cè)對(duì)象的檢測(cè)，采樣和信號(hào)轉(zhuǎn)換的工作。數(shù)據(jù)存儲(chǔ)與管理要用存儲(chǔ)器把采集來(lái)的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)起來(lái)，建立相應(yīng)的數(shù)據(jù)庫(kù)，并進(jìn)行管理和調(diào)用。數(shù)據(jù)處理就是從采集到的原始數(shù)據(jù)中，刪除有關(guān)干擾噪聲，提取出反映被測(cè)對(duì)象的重要特征

6、的信息。最后，數(shù)據(jù)輸出就是以可輸出的形態(tài)在輸出設(shè)備上輸出。數(shù)據(jù)顯示，就是通過(guò)打印，顯示，繪圖等方式將數(shù)據(jù)以恰當(dāng)?shù)男问竭M(jìn)行顯示。32第二章課題的設(shè)計(jì)要求、目的及意義2.1設(shè)計(jì)要求1)根據(jù)題目要求的指標(biāo)，通過(guò)查閱有關(guān)資料，確定系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案，并設(shè)計(jì)其硬件電路圖。2)畫(huà)出電路原理圖，分析主要模塊的功能及他們之間的數(shù)據(jù)傳輸和控制關(guān)系。3)用protues軟件繪制電路原理圖。4)軟件設(shè)計(jì)并調(diào)試，給出流程圖及源代碼并加注釋。2.2設(shè)計(jì)目的1）本設(shè)計(jì)包括確定控制任務(wù)、系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)、硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì)、軟件程序的設(shè)計(jì)等。2）使進(jìn)一步學(xué)習(xí)理解計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的構(gòu)

7、成原理、接口電路與應(yīng)用程序。3）鞏固與綜合專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)和相關(guān)專(zhuān)業(yè)課程知識(shí)，提高學(xué)生運(yùn)用理論知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題的實(shí)踐技能。2.3設(shè)計(jì)意義32此次設(shè)計(jì)最主要的意義是讓我們學(xué)以致用，通過(guò)自己親手設(shè)計(jì)一個(gè)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)來(lái)鞏固自己所學(xué)的單片機(jī)及其系統(tǒng)擴(kuò)展的知識(shí)。讓同學(xué)們懂得理論與實(shí)際相結(jié)合的重要道理。當(dāng)然這次設(shè)計(jì)也是讓是想讓同學(xué)們認(rèn)識(shí)到僅僅只靠平時(shí)的知識(shí)是無(wú)法解決一些實(shí)際的問(wèn)題，一定要學(xué)會(huì)自己學(xué)習(xí)運(yùn)用課余時(shí)間去查閱更多的資料，為同學(xué)們提供一個(gè)展示和挑戰(zhàn)自己綜合能力的機(jī)會(huì)。32第三章數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的基本介紹3.1數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)原理數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)一般包

8、括模擬信號(hào)的輸入輸出通道和數(shù)字信號(hào)的輸入輸出通道。數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的輸入又稱(chēng)為數(shù)據(jù)的收集；數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的輸出又稱(chēng)為數(shù)據(jù)的分配。3.2數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的分類(lèi)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)形式多種多樣，用途和功能也各不相同，常見(jiàn)的分類(lèi)方法有以下