高速高精度数据采样系统设计及测试
高速高精度数据采样系统设计及测试
高跃清;黄进燕;刘军泰
【期刊名称】《无线电工程》
【年(卷),期】2006(036)008
【摘要】介绍了高速高精度数据采样系统的组成及工作原理.提供了以AD6644为核心的采样系统的实现方案,并对方案中关键技术点进行了分析,给出了实现建议或处理策略.对采样系统的主要指标进行了分析,并重点讨论了RSN和SFDR.同时,提供了RSN和SFDR的实际测试方法以及采样系统的测试数据.通过分析不同环境下的测试结果并与AD6644评估板给出的测试数据进行比较,对测试数据进行分析,并给出了测试结论.
【总页数】3页(25-27)
【关键词】AD6644;高速高性能AD;测试;RSN;SFDR
【作者】高跃清;黄进燕;刘军泰
【作者单位】中国电子科技集团公司第54研究所,河北,石家庄,050081;中国电子科技集团公司第54研究所,河北,石家庄,050081;中国电子科技集团公司第54研究所,河北,石家庄,050081
【正文语种】中文
【中图分类】TN957.8
【相关文献】
1.多路高精度数据采样系统设计及性能分析 [J], 黄进燕
2.具有USB2.0通信功能的高速高精度数据采集系统设计 [J], 韩芝侠
3.高速高精度数据采集系统设计和实现 [J], 张万生; 王健
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。
对数据采集测试来说
对数据采集测试来说，精度是反映一个数据采集设备读入的信号测量值有多大程度的可能性。不精确的测量可能会使开发项目与方案设计及产品质或自动化测试应用等费工费时全功尽弃，因此确保数据采集系统的精确是设计方案的主要问题。 测量误差分析与试验数据处理是实验中的重要部分，误差分析也是实验的基础。测试数据应注意误差分析。测量误差分为系统误差、随机误差与粗大误差三类。系统误差，在相同条件下多次测量同一量时，误差的大小和方向均保持不变，或在条件变化时按照某种确定规律变化的误差称为系统误差。引起系统误差的因素有很多，常见的有测量仪器不准确、测量方法不完善。测量条件变化以及处理人员不正确的操作等。系统误差是可以根据产生的原因，采取一定措施减小或消除的。随机误差，在相同条件下多次测量同一量时，误差的大小和方向均发生变化但无确定的变化规律，称为随机误差。少数几次测量的午餐没有规律，但是，从统计观点来看，大量测量的随机误差的分布接近正态分布，只有少数服从均匀分布及其他分布。因此，可以采取数理统计的方法来分析随机误差，可以用有限个测量数据来估计总体的数字特征。随机误差主要是由那些对测量值影响较微小，又互不相关的多种因素共同造成的。可以用增加测量次数、取平均值的办法减少随机误差对测量结果的影响。粗大误差通常是由测量人员的不正确操作或疏忽等原因引起的。粗大误差明显地超过正常条件的系统误差和随机误差。凡被确认含有粗大误差的测量数据称为坏值，应该剔除不用。剔除可疑数据的步骤有这些：1、计算算术平均值，均方差的估计值及残差2、判断有无可疑数据。3、剔除Xk，不改变原测量值的顺序，令n=n-1 重复步骤123直到无可疑数据为止。 有些物理量等不便于直接测量，通常采用间接测量方法，如通过测量电压、电阻计算出待测的电流或功率。那么，如何根据直接测量量的误差求间接测量量的误差呢？误差传递公式能较好地解决这类问题。 实验数据的处理，凡测量得到的实验数据，都要先经过整理再进行处理。整理实验数据的方法通常有误差位对齐法及有效数字表示法。实验曲线的绘制，将测量的离散实验数据，绘制成一条光滑的曲线并使其误差最小。通常采取平滑法和分组平均法。无论采用哪种方法，绘制曲线前都要将整理好的实验数据按照坐标关系列表，适当选择横坐标与纵坐标的比例关系与分度，使曲线的变化规律比较明显。 在实验中，数据的准备度是十分重要的，数据的收集与整理都要考虑误差的影响。通过以上方法能够较好的减少误差，使得结果更近准确。
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
关于数据采集技术的内容
关键词：声卡数据采集MATLAB 信号处理 论文摘要：利用数据采集卡构建的数据采集系统一般价格昂贵且难以与实际需求完全匹配。声卡作为数据采集卡具有价格低廉、开发容易和系统灵活等优点。本文详细介绍了系统的开发背景,软件结构和特点,系统地分析了数据采集硬件和软件设计技术,在此基础上以声卡为数据采集卡,以MATLAB为开发平台设计了数据采集与分析系统。 本文介绍了MATLAB及其数据采集工具箱, 利用声卡的A/ D、D/ A 技术和MATLAB 的方便编程及可视化功能,提出了一种基于声卡的数据采集与分析方案,该方案具有实现简单、性价比和灵活度高的优点。用MATLAB 语言编制了相应软件,实现了该系统。该软件有着简洁的人机交互工作界面,操作方便,并且可以根据用户的需求进行功能扩充。最后给出了应用该系统采集数据的应用实例。 1绪论 1.1 课题背景 数据也称观测值，是实验、测量、观察、调查等的结果，常以数量的形式给出。数据采集，又称数据获取，就是将系统需要管理的所有对象的原始数据收集、归类、整理、录入到系统当中去。数据采集是机管理系统使用前的一个数据初始化过程。数据采集技术广泛引用在各个领域。比如摄像头，麦克风，都是数据采集工具。 数据采集（Data Acquisition）是将被测对象(外部世界、现场)的各种参量(可以是物理量，也可以是化学量、生物量等)通过各种传感元件作
适当转换后，再经信号调理、采样、量化、编码、传输等步骤，最后送到控制器进行数据处理或存储记录的过程。 被采集数据是已被转换为电讯号的各种物理量，如温度、水位、风速、压力等，可以是模拟量，也可以是数字量。采集一般是采样方式，即隔一定时间（称采样周期）对同一点数据重复采集。采集的数据大多是瞬时值，也可是某段时间内的一个特征值。准确的数据测量是数据采集的基础。数据测量方法有接触式和非接触式，检测元件多种多样。不论哪种方法和元件，都以不影响被测对象状态和测量环境为前提，以保证数据的正确性。数据采集含义很广，包括对连续物理量的采集。在计算机辅助制图、测图、设计中，对图形或图像数字化过程也可称为数据采集，此时被采集的是几何量数据。 在智能仪器、信号处理以及自动控制等领域，都存在着数据的测量与控制问题，常常需要对外部的温度、压力、流量、位移等模拟量进行采集。数据采集技术是一种流行且实用的技术。它广泛应用于信号检测、信号处理、仪器仪表等领域。近年来，随着数字化技术的不断，数据采集技术也呈现出速度更高、通道更多、数据量更大的发展态势。 数据采集系统是一种应用极为广泛的模拟量测量设备，其基本任务是把信号送入计算机或相应的信号处理系统，根据不同的需要进行相应的计算和处理。它将模拟量采集、转换成数字量后，再经过计算机处理得出所需的数据。同时，还可以用计算机将得到的数据进行储存、显示和打印，以实现对某些物理量的监视，其中一部分数据还将被用作生产过程中的反馈控制量。
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。
数据采集方法有哪些
数据采集方法有哪些 数据采集数据采集（DAQ），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非电量或者电量信号，送到上位机中进行分析，处理。数据采集系统是结合基于计算机或者其他专用测试平台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，又称数据获取，是利用一种装置，从系统外部采集数据并输入到系统内部的一个接口。数据采集技术广泛应用在各个领域。比如摄像头，麦克风，都是数据采集工具。被采集数据是已被转换为电讯号的各种物理量，如温度、水位、风速、压力等，可以是模拟量，也可以是数字量。采集一般是采样方式，即隔一定时间（称采样周期）对同一点数据重复采集。采集的数据大多是瞬时值，也可是某段时间内的一个特征值。准确的数据测量是数据采集的基础。数据量测方法有接触式和非接触式，检测元件多种多样。不论哪种方法和元件，均以不影响被测对象状态和测量环境为前提，以保证数据的正确性。数据采集含义很广，包括对面状连续物理量的采集。在计算机辅助制图、测图、设计中，对图形或图像数字化过程也可称为数据采集，此时被采集的是几何量（或包括物理量，如灰度）数据。 在互联网行业快速发展的今天，数据采集已经被广泛应用于互联网及分布式领域，数据采集领域已经发生了重要的变化。首先，分布式控制应用场合中的智能数据采集系统在国内外已经取得了长足的发展。其次，总线兼容型数据采集插件的数量不断增大，与个人计算机兼容的数据采集系统的数量也在增加。国内外各种数据采集机先后问世，将数据采集带入了一个全新的时代。 现在谈论大数据已经没有新意了，形形色色的产品、平台和公司都贴满大数据标签，但大数据却并没有掀起预期飓风，甚至还被冠以“伪命题”污名。 本末倒置，数据采集才是大数据产业的基石。都在说大数据应用、大数据价值挖掘，却不想，没有数据何来应用、价值一说。就好比不开采石油，一味想得到汽油。当然，石油开采并不容易，各行各业包括政府部门的信息化建设都是封闭式进行，海量数据被封在不同
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
多路高精度数据采集系统
多路高精度数据采集系统 无线电技术的快速发展，A/D 和D/A 向射频端靠近，对ADC、DAC的性能有了更高的要求：需要实现高速度、大的带宽、需要较大的动态范围，ADC技术是系统设计的难点，数据采集系统是数字信号处理系统的输入端，系统的模拟输入带宽、采样速率和动态范围等系统性能指标对电子系统的方案设计起着极其重要的影响，现在，越来越多的工程应用中，不只是单路采集系统要求高性能，多路采集系统也提出了更高的要求。 1研制背景及意义当今时代，微电子技术的快速发展，随着时间发展，数据采集及其应用越来越受到人们的广泛关注，数据采集系统得以迅速发展，它被广泛的应用于各个领域。在工厂及实验室等应用中的高精度数据采集装置在信号进行转换之前会有单级或多级的放大装置，放大装置的作用是把传感器检测到的微弱的模拟信号放大到进行将模拟信号转换为数字信号的要求，但数据采集系统的前置放大装置容易引起干扰，导致数据采集系统采集到的数据存在一定范围的误差，影响了采集系统采集信号的精度，对系统后面的运行有较大的不利影响，通常信号的采集是用多路模拟开关来对需要检测的信号进行分类选择，另外。采集系统的主要控制芯片用来模拟采样开关并控制A/D 转换芯片，造成了系统采集的误差，对系统性能产生了不利影响。选用单片机AT89S51为主要控制芯片大大减少了数据采集系统的成本，并且不需要外置的前置放大装置，避免了使用前置放大装
置使系统抵抗外界扰动的作用大大提高，使用单片机AT89S51使数据采集系统变的构造更加简单，并且使系统控制精度变的更高，系统的工作也更加稳定，便于维护、维修，大大提高改善了以往的数据采集系统的弊端。 2系统设计原理 多路高多路高精度数据采集系统的设计必须考虑以下问题： ①输入模拟信号特征。 ②输出的数字信号需求。 ③电路的抗干扰问题。 ④高速数字电路部分的信号完整性分析。输入模拟信号的特征 包括模拟信号的带宽和频段等性能特 征，这些系统性能的特征参数决定了A/D 转换器及外围电路的选取，输出数字信号的特定需求决定采样数据处理的方式，前置放大电路易引起扰动。 本设计中以单片机AT89S51为系统的控制核心，该系统从机负责数据采集并应答主机的命令。8路被测电压通过模数转换器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，并将转换后的数据通过串行口MAX232专输到上位机， 由上位机负责数据的接受、处理和显示，并用LED数码显示器来显示所采集的结果。软件部分应用VC++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。系统采集段可分为十六个不同的部分，每个部分有检测系统数据参数的传
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
水深测量数据采集与处理系统技术规定
水深测量数据采集与处理技术要求 Technical requirement for the bathymetric data collection and processing JT/T 701 —2007 1范围本标准规定了水深测量的系统配置、测前准备、数据采集、数据处理、资料的检查 验收和资料汇交等技术要求。 本标准适用于采用水深数据自动化采集系统进行的沿海港口航道水深测量。本标准不包括多波束测深设备的测量技术要求。 2规范性引用文件下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。凡是注日期 的引用文件，其随后所有的修改单（不包括勘误的内容）或修订版均不适用于本标准，然 而，鼓励根据本标准达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。凡是不注日期的 引用文件，其最新版本适用于本标准。 GB 12319 中国海图图式 GB 12327 海道测量规范《沿海港口、航道测绘产品质量检查验收办法及质量评定标 准》（交通部海事局） 3总则 3.1平面坐标采用国家统一规定的坐标系，其与地心坐标系的关系采用国家统一使用的转 换参数或满足 GB 12327精度要求的区域性转换参数。 3.2高程采用国家统一规定的国家高程基准，远离大陆的岛、礁，其高程基准可采用当地 平均海面。 3.3深度基准面采用理论最低潮面，深度基准面从当地平均海面起算；一般情况下，它应与 国家高程基准进行联测。深度基准面一经确定并正式采用，一般不得变动。 3.4测图采用高斯 -克吕格投影，大于 1:5,000 比例尺测图采用 1.5 °带投影，大于（含） 1:10,000 比例尺测图采用 3°带投影，小于 1:10,000 比例尺测图采用 6°带投 影，小于（含） 1:50,000 比例尺测图可采用墨卡托投影，并以测区的中央纬度作为基准纬线。 3.5直接用于沿海港口航道水深测量的最低平面控制基础应采用 GPSE 级点，或等同于该等 级点的控制点。 3.6工作水准点与主要水准点之间的高差, 按四等水准测量要求，工作前后各测定一次。验 潮站的 水尺至工作水准点之间的高差可用等外水准测定。 3.7水深测量定位中误差：大于 1:5,000 比例尺测图时，应不大于图上 1.5mm；小于 （含） 1:5,000 大于（含） 1:100,000 比例尺测图时，应不大于图上 1.0mm；小于 1:100,000 比例尺测图时，应不大于实地 100m。 3.8图式符号按 GB 12319 执行。 3.9水深测量的标准图幅尺寸为：
高速数据采集系统
目录 1高速数据采集系统简介 2 2几种常用的数据采集系统方案简介与分析比较 3 2.1基于ARM的高速数据采集系统 3 2.2基于MCU+FPGA组合的高速数据采集系统 6 2.3基于USB2.0芯片CY7C68013以及模数转换芯片MAX1195的高速数据采集系统 10 2.4几种高速数据采集系统的比较 12 3自行设计的基于单片机的高速数据采集系统 13 3.1设计原理 13 3.2 AD转换模块设计 14 3.3 DA输出模块设计 16 3.4 LCD显示模块设计 18 3.5 总的电路图 18 4程序设计 19 5心得体会 25 6参考文献 26
1高速数据采集系统简介 通用的数据采集系统有硬件和软件两部分组成。硬件部分主要完成数据采集，存储等功能，软件部分则完成对硬件控制、对采集数据进行处理等功能。与传统的中、低速数据采集系统相比，高速高精度数据采集系统有其特殊性。首先，对于采样率高到一定程度的系统，很难用软件和常规的微机接口对其采样、转换过程进行控制。在这种情况下，通常用硬件实现转换过程的控制和采样数据的同步；其次，如果系统的实时性要求高，必须采用高速缓存对数据进行存储和高速DS芯片完成数字信号的实时处理。高速高精度数据采集系统的主要任务是将外界模拟信号进行采集转换，然后送往计算机根据相关要求进行数据处理，其结构主要由信号调理、采样保持、模数转换和微机系统等部分组成，系统的结构框图如图1.1所示。 图1.1 高速高精度数据采集系统框图 其中数据采集系统前置电路一般包括传感器、放大器和滤波器等，传感器把外界信号转变成模拟电量(如热电偶传感器、流量传感器、速度传感器等等)，其转换后的信号一般比较微弱，需要进行放大处理，在传感器转换信号和放大器工作时，常常产生噪声信号影响采集的准确性，这就需要滤波器降低各种噪声信号提高系统的信噪比。数据采集系统中常常需要对多组模拟量进行采集，在模拟量信号变化周期不快的情况下就可以选用模拟多路开关，这样模数转换电路就可以只选取一套从而降低系统的开发成本。其中模数转换器是数据采集系统中的核心部分，其性能决定了数据采集系统所能实现的功能。 2几种常用的数据采集系统方案简介与分析比较
基于STM及的通道同步数据采集系统设计
基于S T M及的通道同步数据采集系统设计 文件管理序列号：[K8UY-K9IO69-O6M243-OL889-F88688]
基于STM32及AD7606的16通道同步数据采集系统设计 摘要： 介绍了基于STM32及AD7606的同步数据采集系统的软硬件设计。主控芯片采用基于ARMCortex-M4内核的STM32F407IGT6，实现对AD采集数据的实时计算并通过以太网络进行数据传输。A7606为16位、8通道同步采样模数数据采集系统[]，利用两片AD7606，可以实现对16路通道的实时同步采样。经过测试，该系统可以实现较高精度的实时数据采集。 0引言 [此处找书介绍STM32]，该芯片主频可达168MHz,具有丰富的片内外设，并且与前代相比增加了浮点运算单元(FloatingPointUnit,FPU)，使其可以满足数据采集系统中的 [介绍AD7606] 1系统总体方案设计 整个系统由传感器模块、信号调理模块、数据采集模块、处理器STM32、及通信模块及上位机系统组成。系统整体结构框图如图1所示。本系统是为液态金属电池性能测试设计，需要测量电池的充放电电压、电流以及交流加热系统的电压、电流，并以此计算出整个液态金属电池储能系统的效率。因此两片AD7606的16个通道分为两组，每组8个通道，这两组分别测量4路直流、交流的电压和电流信号。AD7606通过并行接口与STM32连接，STM32读取AD采样数据后进行计算，并将数据通过网络芯片DP83848通过UDP协议发送给上位机。上位机负责显示各通道采集信息、绘制波形以及保存数据等。 图1系统整体结构框图 2系统硬件设计 2.1模拟信号采集电路设计
数据采集板最新通信协议与测试
数据采集板通讯命令测试
1测试平台 本测试平台依赖于新版数据采集卡，整个通信可以划分为两部分，PC机到单片机的串口通信，以及单片机到FPGA的SPI通信。 2软件环境 对于用户而言，所有测试命令基于串口精灵发送，通过串口精灵返回的数值来判断命令发送正确与否。 串口通讯约定 1，计算机作为主机，数据采集板作为从机。 2，所有的通讯都由主机发起，以从机的应答结束。 3，波特率设置为9600，一个起始位，一个停止位，无校验位。 4，当出现通信错误时（超时，校验错，无应答），采用重传作为处理手段。 主机发送容定义 从机回复容的定义 设备地址：数据采集板的地址定义为0XA0。 子地址：不同设备部不同单元，该设计中子地址定义，默认为0x00. 命令字符：详细定义见下文。 数据长度：数据的长度，不包括检验和的长度，有可能是0。当数据长度是0时，“数据容”部分不存在。 数据容：当数据长度不为0时为所发送的数据，不能大于255字节。 累加和：以简单的累加和作为校验。只针对数据部分进行累加，如果数据长度为1，累加和就等于数据容，如果数据长度为0，不仅数据部分容为空，累加和部分也为空。 3测试容 所有的命令可以划分为两类：公共的通讯控制命令以及针对数据采集板的控制命令。公共通讯控制命令可分为以下四条 1设置通讯波特率 2 查询从机状态 3获取从机固件版本信息 4获取固件SN码 针对数据采集板的控制命令有以下三条 1 读取单片机状态 2 设置数据采集板工作模式
3 读取FPGA部状态 对于控制命令的第二条和第三条而言，其测试容都包含两部分容：上位机到单片机的通信验证以及单片机到FPGA的验证。 上位机到单片机的通讯方式采用RS232方式，波特率为9600，一个起始位，8个数据位，以及一个停止位，无校验。上位机到单片机的通信方式都会有应答，具体的应答方式在下面的测试容中有详细介绍。 单片机到FPGA的通信方式采用SPI方式，CS低有效，SCLK的上升沿采集数据。 4控制命令测试 数据采集板的地址是0xA0。单片机仅仅是一个命令转达的单元。其负责将接收到的控制信息转发给FPGA。 主机给单片机发送的容定义 表4-12:主机发送容定义 4.1工作模式设置命令测试 该命令主要完成对视频采集模式的参数设置，包括对FPGA读写操作设定，设置LVDS 行场有效的时间参数，帧头检测参数设置，设置LVDS的单双通道，分辨率以及制式，VIDEO 行场有效时间参数设置。该命令的数据容共有13字节 4.1.1参数定义 参照数据采集板的设计概要。将工作参数写入到FPGA部，该命令包含13个字节，下面的容为各个字节中的所代表的命令的含义。 1）工作模式寄存器定义
压力传感器的高精度数据采集
压力传感器的高精度数据采集 压力传感器的高精度数据采集 一、引言 在石油、化工、冶金、电力、纺织、轻工、水利等工业及科研领域中，都必须进行相关的压力检测与分析。通常压力值的变化速度较缓慢，但在测量压力值并把它由非电量转变成电量这一过程中，要求精度非常高，本文介绍了一种通用的高精度压力数据采集系 统。系统的压力传感器选用Motorola公司的高精度X型硅压力传感器MPX2100，转换精度高、灵敏度高，具有极好的线性度，在高性能单片机AT89S52的控制下，放大调理后的模拟电量通过高精度、高性能芯片ICL7135进行A/D转换，可以保证系统具有很高的数据采集精度和很强的抗干扰能力，使用寿命长。系统采用液晶显示及PS/2键盘接口，实现了良好的人机交换。PLD技术的应用，节省了硬件电路的开销。 二、系统的硬件组成及工作原理 高精度压力数据采集系统框图。压力传感器输出的模拟信号被放大调理后经模/数转换 模块转换为数字量，传送给单片机，经过标定、运算及零点补偿等处理，在液晶显示模块上显示出来，同时可经串行接口传送到上位机，实现良好的人机交换，键盘提供人机交互的手段。 1、压力数据采集及信号调理电路 压力传感器是一种将压力转换成电流/电压的器件，可用于测量压力、位移等物理量。 压力传感器的种类很多，其中硅半导体传感器因其体积小、重量轻、成本低、性能好、易集成等优点得到广泛的应用。硅压阻式传感器属于其中的一种，它是在硅片上用扩散或离子注入法形成四个阻值相等的电阻条，并将它们接成一个惠斯登电桥。当没有外加压力时，电桥处于平衡状态，电桥输出为零。当有外加压力时，电桥失去平衡而产生输出电压，该电压大小与压力有关，通过检测电压，即可得到相应的压力值。但这种传感器由于四个桥臂电阻不完全匹配而引起测量误差，零点偏移较大，不易调整。Motorola公司生产的X型硅压力传感器则可以克服上述缺点。，与惠斯登电桥不同， Motorola专利技术采用单个X型电阻元件，而不是电桥结构，其压敏电阻元件呈X型，因而称为X型压力传感器。该X型电阻是利用离子注入工艺光刻在硅膜片上，并采用计算机控制的激光修正技术，温度补偿技术，使Motorola硅MPX系列压力传感器的精
同步数据采集系统的设计
Yibin University 基于TMS320F2812同步数据采集系统的设计 专业：电子信息科学与技术 学生姓名：王蓟 学生学号： 120302007 院系：物理与电子工程学院 年级、班： 2012级励志班 指导教师：文良华 2015年6月20日
摘要 为了实现高速同步数据采集，本文介绍了一种基于TMS320F2812 DSP芯片与AD转换芯片ADS8365构成的高速、并行高精度数据采集系统，主要内容包括两种芯片功能的介绍、硬件接口电路的设计及相关软件设计等。 关键词:TMS320F2812；ADS8365；数据采集；同步采样
Abstract To implement high-speed simultaneous data collection,this paper designed a hig h-speed,high-precision simultaneous data acquisition system,which is built based on two main modules:TMS320F2812 DSP chip of TI and AD converter of ADS8365.The d esign of hardware interface circuits and related software,the introduce of these two c hips etc. are described in this paper. Key words：TMS320F2812；ADS8365；data acquisition；simultaneous sample
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。
高精度压力数据采集系统设计
第9卷第3期北华大学学报(自然科学版)Vol.9No.3 2008年6月JOURNAL OF BE I HUA UN I V ERSI TY(Natural Science)Jun.2008 文章编号:100924822(2008)0320274203 高精度压力数据采集系统设计 庄 严1,伊 凤2 (1.北华大学电气信息工程学院,吉林吉林 132021; 2.中国石油天然气股份有限公司吉林石化分公司研究院,吉林吉林 132021) 摘要:介绍了一种高精度压力数据采集系统的设计方法.以高性能MSC1211Y5微处理器为核心,采用高精度硅压式压力传感器采集数据,配以信号处理,同时利用RS2485接口构成总线型通信网络,形成一个高精度数据采集系统. 关键词:数据采集;压力;传感器;微处理器 中图分类号:TP274.2 文献标识码:A Desi gn of Hi gh Accuracy Pressure Dat a Acquisiti on Syste m ZHUANG Yan1,YI Feng2 (1.E lectric Infor m ation Engineering College of B eihua U niversity,J ilin132021,China; 2.China Petroleum J ilin Petro2che m Research Institute,J ilin132021,China) Abstract:A design method of high accuracy p ressure data acquisiti on syste m is intr oduced.MSC1211Y5with high2perf or mance m icr op r ocess ors is the core,using high accuracy silicon p ressure sens or collects data,coup led with signal p r ocessing,using RS2485interface constituted bus2communicati on net w orks s o that a high accuracy data acquisiti on system is for med. Key words:Data acquisiti on;Pressure;Sens or;M icr op r ocess or 作为常见的工程量之一,对压力的数据采集技术研究很多.微电子技术的一系列成就以及微型计算机的广泛应用[1],不仅为数据采集系统的应用开拓了广阔的前景,也对压力数据采集系统的发展产生了深刻的影响. 在石油、化工、冶金等工业及科研领域中,都必须进行相关的压力检测与分析.通常,描述过程参量的压力值变化速度较慢,但在压力信号的采集过程中,要求非电2电的转换精度非常高.所以,高精度是压力数据采集技术研究与发展的一个主要方向. 1 设计方案 高精度压力数据采集系统应具有精度高、稳定性优良、误差小、灵敏度高等优良特性[2],并结合具体应用全面考虑设计技术指标所提出的各项要求,在实现功能、保证精度的前提下力求实现小型化、低成本和低功耗. 本文设计的高精度压力数据采集系统提供了一种精确测量压力的系统方法,它将三种技术融为一体:收稿日期:2007212211 作者简介:庄严(1968-),女,副教授,硕士,主要从事智能检测与自动化装置设计研究.