多路数据采集

第1章课题概述

1.1课题的设计内容与要求

本课题要求设计一个以单片机为核心的多路数据采集系统。本系统八路模拟量输入，范围为0---5V。它要求对八个通道的模拟量进行巡回采样，再将每个采集到的数据经过A/D工程量转换后，以十进制数在LED显示器上显示，并能够通过键盘操作切换显示不同通道的采样值。

在LED显示器上，我们可以看到具体的数字电压——精确到百分位，具体的通道。在键盘切换时，切换相应的通道，就应该显示该通道的数值。比如，选择了4通道，显示屏上显示出4， 3.45V。

1.2课题的设计目的和意义

随着时代的时代的进步，单片机已经普及到我们的生活，工作，科

研各个领域，已经成为一项交为成熟的技术。同时随着人们的生活水平的

提高，单片机控制无疑是人们追求的目标之一，它所给人们带来的方便是

不可否定的。因此，它吸引了广大的从事电子设计人员的学习。

将计算机应用于实时控制、在线动态测量等系统时，其控制或者测

量的对象往往是一些连续变化的模拟量，如温度、压力、流量、位移、速

度以及连续变化的电量。当计算机与外部设备直接交流有关物理量方面的

信息时，通常需要将检测到的模拟量信号转换成数字信号交给计算机处理，而计算机输出的数字信号又需要转换成模拟信号以便对执行机构进行

控制。

本课题的设计就是要对模拟量转变为数字量的研究。熟练掌握模拟量

和数字量之间的转换，进而了解工程中是如何运用单片机进行工程控制。它还可以帮助我们进一步检验和学习单片机，单片机的编程，LED的输

出控制。

第2章总体设计方案

2.1 总体思路

由于本课题是多路数据的采集，可以寻找传感器（如温度传感器，压敏传感器）来充当模拟信号，将此信号进行放大，滤波，采样保持，经过模/数转换，得到数字信号，将其数字信号送给单片机。其中模数转换芯片可以选用A/D0809芯片。

单片机把采集到的数据进行相关的处理，如二进制转换为十进制，个位、小数位的显示等。这些都是通过软件来设计的。单片机把处理好的数据送给地址锁存，然后由显示器显示。

2.2 单片机概述和主要功能

单片机是将CPU，RAM、ROM、定时器/计数器、输入/输出接口电路、中断、串行通信接口等主要计算机部件集成在一块大规模集成电路芯片上，组成单片微型计算机。它有两种基本的结构形式：一种是普林斯顿；一种是哈副结构。它的体积小、功能全、价格低等特点赢得了广泛的使用。

单片机的种类也很多。有ATMEL的ATMEL89系列；INTEL公司的MCS—51；Philips电子公司的MCS-51；WinBond公司的Mcs-51;Motorola 生产的MC6805系列等等。各个公司生产的单片机互不相融，都有自己的特点。其中要以Inter公司生产的MCS-51应用得最多。

本课题实现的功能是：

（1）能够将采集到的模拟信号；

（2）能够进行模/数转换；

（3）能够进行十进制数的显示；

（4）有选择通道和循环显示通道的功能。

2.3 总体设计框图

2.4 系统工作原理

以单片机为核心，通过各种控制电路进行控制。在外设电路中，设置了时钟电路和复位电路。

外围电路将采集到的数据经过A/D转换后，送给单片机P0口。单片机将P0口中接收到的数据进行存储，整理、变换后，从P1口送出。送出的数据经过锁存芯片进行锁存，最后由LED显示。LED至少需要4个。

切换通道的实现是根据外部中断源来实现的。本课题采用的是中断源INT1。中断信号的产生，是通过按纽开关开关来做的。将八路开关通过一个或非门，再与中断源INT1相连。检测中断信号是通过软件来实现的。一旦出现了中断信号，程序就会优先执行中断相关的程序。

第3章系统的硬件设计

3.1 单片机的选择

根据初步确定的方案，和满足设计的要求，本课题选用Inter 公司生产的MCS —8051单片机。它与其他单片机对比主要有如下优点：

1、片内程序存储器采用闪速存储器，使得程序写入更加方便；

2、它的体积小，会使整个硬件体积变小；

3、良好的性能保证了设计的成功。

3.2 MCS —51单片机的管脚及其功能

MCS 单片机都采用40引脚的双列直插封装方式。图3—1为引脚排列图， 40条引脚说明如下：

1、主电源引脚Vss 和Vcc ① Vss 接地 ② Vcc 正常操作时为+5伏电源

2、外接晶振引脚XTAL1和XTAL2 ① XTAL1内部振荡电路反相放

大器的输入端，是外接晶体的一个引

脚。当采用外部振荡器时，此引脚接

地。 ② XTAL2内部振荡电路反相放大器的输出端。是外接晶体的另一端。当采用外部振荡器时，此引脚接外部振荡源。 3、控制或与其它电源复用引脚RST/VPD ，ALE/PROG ，PSEN 和

EA /Vpp

① RST/VPD 当振荡器运行时，

在此引脚上出现两个机器周期的高电平

（由低到高跳变），将使单片机复位在Vcc 掉电期间，此引脚可接图3—1 8051引脚排列图

P1.01P1.12P1.23P1.34P1.45P1.56P1.67P1.78RST/VPD 9RXD P3.010TXD P3.111INT0 P3.212INT1 P3.313T0 P3.414T1 P3.515

WR P3.616RD P3.717XTAL218XTAL119VSS 20

P2.0

P2.122P2.223P2.324P2.425P2.526P2.627P2.728PSEN

29ALE/PROG

30EA/VPP 31P0.732P0.633P0.534P0.435P0.336P0.237P0.138P0.039VCC 408031 8051 8751

上备用电源，由VPD 向内部提供备用电源，以保持内部RAM 中的数据。

② ALE/PROG 正常操作时为ALE 功能（允许地址锁存）提供把地址的低字节锁存到外部锁存器，ALE 引脚以不变的频率（振荡器频率的6

）周期性地发出正脉冲信号。因此，它可用作对外输出的时钟，或用于定时目的。但要注意，每当访问外部数据存储器时，将跳过一个ALE 脉冲，ALE 端可以驱动（吸收或输出电流）八个LSTTL 电路。对于EPROM 型单片机，在EPROM 编程期间，此引脚接收编程脉冲（PROG 功能）。

③ PSEN 外部程序存储器读选通信号输出端，在从外部程序存储取指令（或数据）期间，PSEN 在每个机器周期内两次有效。PSEN 同样可以驱动八LSTTL 输入。

④ EA /Vpp 、 EA /Vpp 为内部程序存储器和外部程序存储器选择端。当EA /Vpp 为高电平时，访问内部程序存储器，当EA /Vpp 为低电平时，则访问外部程序存储器。

对于EPROM 型单片机，在EPROM 编程期间，此引脚上加21伏EPROM 编程电源（Vpp ）。

4、输入/输出引脚P0.0 - P0.7，P1.0 - P1.7，P2.0 - P2.7，P3.0 - P3.7。

① P0口（P0.0 - P0.7）是一个8位漏极开路型双向I/O 口，在访问外部存储器时，它是分时传送的低字节地址和数据总线，P0口能以吸收电流的方式驱动八个LSTTL 负载。

② P1口（P1.0 - P1.7）是一个带有内部提升电阻的8位准双向I/O 口。能驱动(吸收或输出电流)四个LSTTL 负载。。

③ P2口（P2.0 - P2.7）是一个带有内部提升电阻的8位准双向I/O 口，在访问外部存储器时，它输出高8位地址。P2口可以驱动(吸收或输出电流)四个LSTTL 负载。

④ P3口（P3.0 - P3.7）是一个带有内部提升电阻的8位准双向I/O 口。能驱动(吸收或输出电流)四个LSTTL 负载。P3口还用于第二功能请参看表2-1

多路数据采集

目录一、任务与要求 (2) 二、总体设计 (2) 1、电路原理框图 (2) 2、整体工作原理 (3) 三、各部分电路原理图 (4) 1、模拟开关部分 (4) 2、D/A转换部分 (4) 3、三态门驱动部分 (5) 3、RAM部分 (5) 4、十六位数码显示 (6) 5、A/D转换部分 (6) 6、逻辑控制与时钟电路 (7) 四、仿真结果 (7) 1、进行一路数据的采集 (7) 2、进行两路信号的采集 (8) 五：转换精度的分析 (9) 六、该电路实现的功能 (10)

多路数据采集系统的设计报告一、任务与要求数字电路所能处理的信号为数字信号，而生产实践中的许多信号属于模拟信号，因而，模/数变换和数/模变换就成为电子技术应用中的基本环节。本实验用数/模、模/数转换器为主设计制作一个数据采集系统。 (1) 用ADC0809或其它ADC 芯片实现对两路以上的模拟信号的采集，模拟信号以常用物理量温度为对象，可以经传感器、输入变换电路得到与现场温度成线性关系的0～5V 电压，也可以直接用0～5V 的电压模拟现场温度。采集的数据一方面送入存储器保存（如RAM6264），同时用数码管跟踪显示。 (2) 从存储器中读出数据，经D/A 芯片0832或其它DAC 芯片作D/A 变换，观察所得模拟量与输入量的对应情况 (3) 分析转换误差，研究提高转换精度的措施。二、总体设计 1、电路原理框图数据采集系统框图如图8-6-1。

图1数据采集系统框图说明： (1)、在multisim中使用两个函数发生器产生一个Vpp为5v的正弦波和Vpp 为5V的三角波作为传感信号。（2）、数字量显示使用的是十六进制。（3）、在此电路中用模拟开关控制采集哪路信号。 2、整体工作原理图1数据采集系统电路图当电路上电开始工作时，J2处于低电位，RS触发器处于置一状态，将开关J2开到高电位时，此时RS为保持状态，控制三态门工作，并使RAM置于写状态，控制A/D不工作。D/A转换器每进行完一次转换都会使EOC’输出一高电平，当下一次转换开始时EOC’又开始变为高电平，利用EOC’给计数器提供冲击脉冲使其计数，并计数器的计数功能来控制RAM的内存单位自动加一，从而使000H--1FFH

多路数据采集器设计报告

多路数据采集器设计 1.设计要求所设计的数据采集器，共有16路信号输入，每路信号都是直流0~20mV信号，每秒钟采集一遍，将其数据传给上位PC计算机。本采集器地址为50H。要求多路模拟开关用4067，A/D转换用ADC0809，运算放大器用OP07，单片机用89C51，通信用RS232接口，通信芯片用MAX232。与PC机的RS232串口进行通信。设计采集器的电原理图，用C51语言编制采集器的工作程序。 2.方案设计按要求，设计数据采集器方案如下所示：数据采集器采用AT89C51单片机作为微控制器，模拟开关4067的地址A、B、C、D分别与P1.0~P1.3连接，通过控制P1口输出来选择输入信号，将直流信号依次输入ADC0809的模拟信号输入端，ADC0809共有8路输入通道，在使用模拟开关时，仅将模拟开关的输出端连接到ADC0809的1路输入通道即可，本方案中使用0通道。ADC0809的转换结果通过P0口传给单片机，单片机将采集结果通过串行通信RS232接口上传给上位PC机，实现数据的采集。数据采集器方案示意图

3.电路原理图 a)AT89C51单片机电路本实验中选取8位单片机AT89C51作为微控制器，需要片外11.0592MHz的振荡器，4K字节EPROM，128字节RAM，与51单片机有很好的兼容性。在本此实验中程序及数据不多，故无需另加外部程序存储器。单片机部分的电路如下所示： AT89C51单片机电路 b)数据输入部分

数据输入部分由模拟开关4067实现多路信号的切换。CD4067是单16路（单刀16位）模拟开关，各开关由外部输入二进制的地址码A、B、C、D来切换。其中脚10、11、14和13是地址码A（LSB）、B、C、D（MSB）的输入端；脚2~9和16~23是开关的输入/输出端（开关位）；脚1是开关的输出/输入公共端（开关刀）；脚15为控制端，低电平有效（选通），高电平禁止（开关开路）。输入脚A、B、C、D分别与单片机P1.0~P1.3相连，改变P1输出即可切换输入通道，控制脚与P2.4相连。输出脚1后接电压放大电路。 c)电压调理放大电路电压调理电路由于输入信号均为0~20mV的微弱电压信号，而模数转换器ADC0809的输入量要求为0~5V 直流电压，所以必须后接电压放大电路。放大器选用OP07，将0~20mV电压放大到0~5V，其放大倍数为250倍，一般情况下，放大器的放大倍数最好小于200倍，安全起见，选用两个OP07进行两级放大，前级放大25倍，后级放大10倍，放大电路如上图所示。 d)模数转换部分 ADC0809数模转换电路模数转换元件选用ADC0809，其主要特性有： 8路8位A/D转换器，即分辨率8位；

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

多路数据采集与控制系统

1 引言数据采集是指将温度、压力、流量、位移等模拟量采集、转换成数字量后，再由计算机进行存储、处理、显示的过程。在生产过程中，可对生产现场的工艺参数进行采集、监视和记录，为提高产品的质量、降低成本提供信息和手段。本文设计了一套多路数据采集系统，实施采集多现场的温度参数，系统通过RS485总线将采集到的现场温度数据传输至上位机，上位机对采集到的数据进行显示、存储，从而达到现场监测与控制的目的。 2 设计目的和要求设计一由微机控制的A/D数据采集和控制系统，该卡具有对八个通道上 0-5V的模拟电压进行采集的能力，且可以用程序选择装换通道，选择ADC0809 作为A/D转换芯片。本设计包括确定控制任务、系统总体设计、硬件系统设计、软件程序的设计等，使学生进一步学习理解计算机控制系统的构成原理、接口电路与应用程序，巩固与综合专业基础知识和相关专业课程知识，提高学生运用理论知识解决实际问题的实践技能。 3 系统设计方案 1.八路模拟信号的产生被测电压要求为0~5V的直流电压，可通过八个滑动变阻器调节产生。 2.模拟信号的采集八路数据采集系统采用共享数据采集通道的结构形式，数据采集方式确定为程序控制数据采集。 3.A/D转换器的选取八位逐次比较式A/D转换器 4.控制与显示方法的选择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，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。图3.1 总体设计图 4 硬件系统的设计 4.1芯片ADC0809的引脚功能和主要性能 ADC0809八位逐次逼近式A/D 转换器是一种单片CMOS 器件，包括8位模拟转换器、8通道转换开关和与微处理器兼容的控制逻辑。8路转换开关能直接联通8个单端模拟信号中的任意一个。 ADC0809的引脚图及51单片机引脚图：图4.1 ADC0809管脚图及51单片机芯片管脚图模拟输入通道1 ADC0808 单片机 LED 模拟输入通道2 模拟输入通道8

信息采集系统解决方案

信息采集系统解决方案 1系统概述信息采集是信息服务的基础，为信息处理和发布工作提供数据来源支持。信息数据来源的丰富性、准确性、实时性、覆盖度等指标是信息服务的关键一环，对信息服务质量的影响至关重要。针对交通流信息数据，包括流量、速度、密度等，目前主要是基于微波、视频、地磁等固定车辆检测器以及浮动车等移动式车辆检测器进行采集，各种采集方式都存在响应的利弊。针对车驾管以及出入境数据，包括车辆信息、驾驶人信息、出入境办证进度信息等，主要是通过和公安相关的数据库进行对接，此类信息将在信息分析处理系统进行详细介绍。针对目前交通信息来源的多样性以及今后服务质量水平发展对信息来源种类扩展要求，需要建设一套统一的，具备良好兼容性和前瞻性的交通信息统一接入接口。一方面，本期项目的各种交通信息来源可以使用该接口进行数据接入，另一方面，当新的或第三方的交通信息来源需要加入到本系统中来时，可以使用该接口进行数据接入，不需要再次投入资源进行额外开发。统一接入接口建成后，根据各种数据来源系统的网络环境、系统技术特性和交通流信息数据特点，开发相应的交通信息数据对接程序，逐一完成微波采集系统、浮动车分析系统、人工采集等来源的交通信息数据采集接入。 2系统架构及功能介绍 2.1统一接入接口统一接入接口的建设的关键任务包括接口技术规范制定、路网路段编码规则约定及交通信息数据结构约定等多个方面。

2.1.1接口技术规范一方面由于本系统接入的交通信息数据来源多样，开发语言和系统运行的环境均存在差异，不具备统一的技术特性；另一方面，考虑到以后可能需要接入更多新的或第三方的信息系统作为数据来源，应当选择较成熟和通用的接口实现技术作为本项目的交通流信息采集统一接入接口实现技术。根据目前信息系统建设的行业现状，选择Web Service和TCP/UDP Socket 作为数据传输接口的实现技术是较优的选择。Web Service和TCP/UDP Socket 具有实时性强、通用性强、应用广泛、技术支持资源丰富等优势，可以实现跨硬件平台、跨操作系统、跨开发语言的数据传输和信息交换。项目实施时需要根据现有的信息采集系统的技术特点来具体分析，以选定采用Web Service或TCP/UDP Socket作为接口实现技术，必要时可以两种方式并举，提供高兼容度的接口形式。为了保护接入接口及其数据传输的安全性，避免恶意攻击访问，避免恶意数据窃取，可以使用身份认证、加密传输等技术来加以保证。统一数据采集接口的工作流程可以如下进行：

ADC0809和51单片机的多路数据采集系统设计方案

ADC0809和51单片机的多路数据采集系统设计方案 “数据采集”是指将温度、压力、流量、位移等模拟物理量采集并转换成数字量后，再由计算机进行存储、处理、显示和打印的过程，相应的系统称为数据采集系统。本文的主要任务是对0～5V的直流电压进行测量并送到远端的PC机上进行显示。由于采集的是直流信号，对于缓慢变化的信号不必加采样保持电路，因此选用市面上比较常见的逐次逼近型ADC0809芯片，该芯片转换速度快，价格低廉，可以直接将直流电压转换为计算机可以处理的数字量。同时选用低功耗的LCD显示器件来满足其在终端显示采集结果的需求。终端键盘控制采用尽可能少的键来实现控制功能，为了防止键盘不用时的误操作，设计时还设置了锁键功能，在键盘的输入消抖方面，则采用软件消抖方法来降低硬件开销，提高系统的抗干扰能力。软件设计方面则采用功能模块化的设计思想；键盘模数转换等采用中断方式来实现，从而大大提高了单片机的效率以及实时处理能力。1 数据采集系统的硬件结构数据采集系统的硬件结构一般由信号调理电路、多路切换电路、采样保持电路、A／D转换器以及单片机等组成。本文主要完成功能的系统硬件框图。图1 数据采集系统硬件设计框图2 ADC0809模数转换器简介2．1 ADC0809的结构功能本数据采集系统采用计算机作为处理器。电子计算机所处理和传输的都是不连续的数字信号，而实际中遇到的大都是连续变化的模拟量，模拟量经传感器转换成电信号后，需要模／数转换将其变成数字信号才可以输入到数字系统中进行处理和控制，因此，把模拟量转换成数字量输出的接口电路，即A／D转换器就是现实信号转换的桥梁。目前，世界上有多种类型的A／D转换器，如并行比较型、逐次逼近型、积分型等。本文采用逐次逼近型A／D转换器，该类A／D转换器转换精度高，速度快，价格适中，是目前种类最多，应用最广的A／D转换器。逐次逼近型A／D转换器一般由比较器、D／A转换器、寄存器、时钟发生器以及控制逻辑电路组成。ADC0809就是一种CMOS单片逐次逼近式A／D转换器，其内部结构。该芯片由8路模拟开关、地址锁存与译码器、比较器、8位开关树型D／A转换器、逐次逼近寄存器、三态输出锁存器等电路组成。因此，ADC0809可处理8路模拟量输入，且有三态输出能力。该器件既可与各种微处理器相连，也可单独工作。其输入输出与TTL兼容。 ADC0809是8路8位A／D转换器(即分辨率8位)，具有转换起停控制端，转换时间为100μs 采用单+5V电源供电，模拟输入电压范围为0～+5V，且不需零点和满刻度校准，工作温度范围为-40～+85℃功耗可抵达约15mW。ADC0809芯片有28条引脚，采用双列直插式封装，图3所示是其引脚排列图。各引脚的功能如下：图3 ADC0809的引脚排列图IN0～IN7：8路模拟量输入端；D0～D7：8位数字量输出端；ADDA、ADDB、ADDC：3位地址输入线，用于选通8路模拟输入中的一路；ALE：地址锁存允许信号，输入，高电平有效；START：A／D转换启动信号，输入，高电平有效；EOC：A／D转换结束信号，输出，当A／D转换结束时，此端输出一个高电平(转换期间一直为低电平)；OE：数据输出允许信号，输入，高电平有效。当A／D转换结束时，此端输入一个高电平才能打开输出三态门，输出为数字量；CLK：时钟脉冲输入端。要求时钟频率不高640kHz；REF(+)、REF(-)：基准电压；Vcc：电源，单一+5V；GND：地。ADC0809工作时，首先输入3位地址，并使ALE 为1，以将地址存入地址锁存器中。此地址经译码可选通8路模拟输入之一到比较器。START 上升沿将逐次逼近寄存器复位；下降沿则启动A／D转换，之后，EOC输出信号变低，以指示

基于ADC0809和51单片机的多路数据采集系统设计

基于ADC0809和51单片机的多路数据采集系统设计 “数据采集”是指将温度、压力、流量、位移等模拟物理量采集并转换成数字量后，再由计算机进行存储、处理、显示和打印的过程，相应的系统称为数据采集系统。本文的主要任务是对0～5V的直流电压进行测量并送到远端的PC机上进行显示。由于采集的是直流信号，对于缓慢变化的信号不必加采样保持电路，因此选用市面上比较常见的逐次逼近型ADC0809芯片，该芯片转换速度快，价格低廉，可以直接将直流电压转换为计算机可以处理的数字量。同时选用低功耗的LCD显示器件来满足其在终端显示采集结果的需求。终端键盘控制采用尽可能少的键来实现控制功能，为了防止键盘不用时的误操作，设计时还设置了锁键功能，在键盘的输入消抖方面，则采用软件消抖方法来降低硬件开销，提高系统的抗干扰能力。软件设计方面则采用功能模块化的设计思想；键盘模数转换等采用中断方式来实现，从而大大提高了单片机的效率以及实时处理能力。1 数据采集系统的硬件结构数据采集系统的硬件结构一般由信号调理电路、多路切换电路、采样保持电路、A／D转换器以及单片机等组成。本文主要完成功能的系统硬件框图。 2 ADC0809模数转换器简介2．1 ADC0809的结构功能本数据采集系统采用计算机作为处理器。电子计算机所处理和传输的都是不连续的数字信号，而实际中遇到的大都是连续变化的模拟量，模拟量经传感器转换成电信号后，需要模／数转换将其变成数字信号才可以输入到数字系统中进行处理和控制，因此，把模拟量转换成数字量输出的接口电路，即A／D转换器就是现实信号转换的桥梁。目前，世界上有多种类型的A／D转换器，如并行比较型、逐次逼近型、积分型等。本文采用逐次逼近型A／D转换器，该类A／D转换器转换精度高，速度快，价格适中，是目前种类最多，应用最广的A／D转换器。逐次逼近型A／D转换器一般由比较器、D／A转换器、寄存器、时钟发生器以及控制逻辑电路组成。 ADC0809就是一种CMOS单片逐次逼近式A／D转换器，其内部结构。该芯片由8路模拟开关、地址锁存与译码器、比较器、8位开关树型D／A转换器、逐次逼近寄存器、三态输出锁存器等电路组成。因此，ADC0809可处理8路模拟量输入，且有三态输出能力。该器件既可与各种微处理器相连，也可单独工作。其输入输出与TTL兼容。 ADC0809是8路8位A／D转换器(即分辨率8位)，具有转换起停控制端，转换时间为100μs采用单+5V电源供电，模拟输入电压范围为0～+5V，且不需零点和满刻度校准，工作温度范围为-40～+85℃功耗可抵达约15mW。 ADC0809芯片有28条引脚，采用双列直插式封装，图3所示是其引脚排列图。各引脚的功能如下： IN0～IN7：8路模拟量输入端； D0～D7：8位数字量输出端； ADDA、ADDB、ADDC：3位地址输入线，用于选通8路模拟输入中的一路； ALE：地址锁存允许信号，输入，高电平有效； START：A／D转换启动信号，输入，高电平有效； EOC：A／D转换结束信号，输出，当A／D转换结束时，此端输出一个高电平(转换期间一直为低电平)； OE：数据输出允许信号，输入，高电平有效。当A／D转换结束时，此端输入一个高电平才能打开输出三态门，输出为数字量； CLK：时钟脉冲输入端。要求时钟频率不高640kHz； REF(+)、REF(-)：基准电压； Vcc：电源，单一+5V； GND：地。 ADC0809工作时，首先输入3位地址，并使ALE为1，以将地址存入地址锁存器中。此地址经译码可选通8路模拟输入之一到比较器。START上升沿将逐次逼近寄存器复位；下降沿则启动A／D转换，之后，EOC 输出信号变低，以指示转换正在进行，直到A／D转换完成，EOC变为高电平，指示A／D转换结束，并将结果数据存入锁存器，这个信号也可用作中断申请。当OE输入高电平时，ADC

实时数据采集系统方案

实时数据采集系统项目解决方案

目录 1、背景 (2) 1. 1、引言 (2) 1．2、项目目标 (2) 2、应用系统体系结构 (3) 2.1、实时数据采集系统的原理构架 (3) 3、实时数据采集系统的主要功能….. .............................................................. .3 4、实时数据采集系统主要技术特征 (4) 4.1、数据传输方面 (5) 4.2、数据存储方面 (5) 4.3、历史数据 (5) 4.4、图形仿真技术 (5) 5、实时数据采集系统性能特征 (5) 5.1、数据具有实时性 (6) 5.2、数据具有稳定性 (6) 5.3、数据具有准确性 (6) 5.4、数据具有开放性 (6) 6、DCS及实时数据采集机连接说明 (6) 7、系统运行环境说明 (7) 7.1系统网络环境说明 (8) 7.2硬件环境说明 (8)

1、背景 1. 1、引言随着国家大力推进走新型工业化道路，以信息化带动工业化，以工业化促进信息化。电力企业面临着日趋激烈的竞争。降低成本，提高生产效率，快速响应市场，是电力企业不断追求的目标。要实现上述目标，必须把企业经营生产中的各个环节，包括市场分析、经营决策、计划调度、过程监控、销售服务、资源管理等全部生产经营活动综合为一个有机的整体，实现综合信息集成，使企业在经营过程中保持柔性，因此，建立全厂统一的生产实时数据平台，就成了流程企业今后生产信息化的关键。 1．2、项目目标 “实时数据采集系统”是为生产过程进行实时综合优化服务信息系统提供数据基础。企业信息化建设的关键问题是集成，即在获取生产流程所需全部信息的基础上，将分散的控制系统、生产调度系统和管理决策系统有机地集成起来，不同业务和系统间能够实时的交换和共享数据。 ?建立统一的企业数据模型。 ?解决分期建设的不同应用系统、不同电厂之间彼此隔离、互不匹配、互不共享的“信息孤岛”问题。 ?保证数据来源一致性，提高数据经过层层抽取之后的可信度。 ?汇总、分析和展示企业历史的业务数据。 ?企业管理层能够直接根据各个电厂的真实数据进行统计数据、分析逐步钻取直到数据根源。 ?透明底层的数据，监督统计分析数据的准确性。

嵌入式系统开发课程-多路数据采集系统设计

嵌入式系统开发课程-多路数据采集系统设计 -CAL-FENGHAI-(2020YEAR-YICAI)_JINGBIAN

多路数据采集系统设计

1题目要求所设计的数据采集系统，共有16路信号输入，每路信号都是0~10mV，每秒钟采集一遍，将其数据传给上位PC计算机，本采集地址为50H。要求多路模拟开关用4067，A/D转换用ADC0809，运算放大器用OP07，单片机用89C51，芯片用 MAX232。设计其电路原理图，用C51语言编制工作程序。 2总体方案设计根据题目要求，传感器首先采集16路信号，然后被多路模拟开关4067选通某一路信号，接着通过信号调理电路，由A/D转换器进行模/数转换后发送给单片机，之后通过MAX232由RS232串口进行通讯，最终将数据传递到上位PC计算机。因此，数据采集系统主要包括以下几个主要环节： 2.1信号选通环节由于题目要求采集的信号路数达到了16路，每一路信号的流通路线均相同。如果为每路信号都设置相应的放大、A/D转换单元，成本将大幅度提升。因此可以接入一个多路模拟开关4076，轮流选通每一路信号，实现多路信号共用一个运算放大器和A/D转换单元，即降低了成本，又简化了电路。 4067为16路模拟开关，其内部包括一个16选1的译码器和被译码输出所控制的16个双向模拟开关。当禁止端INH置0时，在I/N0－I/N15中被选中的某个输入端与输出公共端X接通，外部地址输入端A、B、C、D决定了被选通端；当INH置1时，所有模拟开关均处于断路状态。 2.2信号调理电路为了方便信号的进一步传输和处理，一般均要在传感器的输出端接入信号调理电路，对传感器输出的信号进行变换、隔离、放大、滤波等处理。此处的信号波动范围只有0～10mV，属于微弱信号，需要进行放大处理。按照题目要求，本文设计的系统选用运算放大器OP07。OP07是一种高精的度单片运算放大器，其输入失调电压和漂移值均很低，适合用作前级放大器。 2.3A/D转换器由于单片机只能处理数字信号，所以需要接入A/D转换器将模拟信号转换成数字信号。本文采用题目提供的ADC0809，它可以和单片机直接通讯。ADC0809由一个8路模拟开关、一个地址锁存与译码器、一个A/D转换器和一个三态输出锁存器组成。多路开关可选通8个模拟通道，允许8路模拟量分时输入，共用A/D转换器进行转换。三态输出锁器用于锁存A/D转换完的数字量，当OE端为高电平时，才可以从三态输出锁存器取走转换完的数据。此处采用中断的方式使数据在单片机与ADC0809之间进行交换，端口地址为 FF50H；P0口和WR信号共同生成单片机的启动转换信号；为了在启动转换的同时选通通道，将通道地址锁存信号ALE与START相连；把P0口和RD同时处在有效位的组

实时数据采集系统方案

实时数据采集系统方案
实时数据采集系统《项目解决方案》实时数据采集系统项目解决方案 0 实时数据采集系统《项目解决方案》目录 1、背景 ..................................................................... .................................... 2 1. 1、引言 ..................................................................... ..................... 2 1(2、项目目标 ..................................................................... ............. 2 2、应用系统体系结构 ..................................................................... .............. 3 2.1、实时数据采集系统的原理构架…………………………………..3 、实时数据采集系统的主要功能….. ........................................................... .3 3 4、实时数据采集系统主要技术特征 .............................................................. 4

4.1、数据传输方面……………………………………………………..5 4.2、数据存储方面……………………………………………………..5 4.3、历史数据…………………………………………………………...5 4.4、图形仿真技术……………………………………………………..5 5、实时数据采集系统性能特征 ...................................................................... 5 5.1、数据具有实时性…………………………………………………..6 5.2、数据具有稳定性…………………………………………………..6 5.3、数据具有准确性…………………………………………………6 5.4、数据具有开放性…………………………………………………..6 6、DCS 及实时数据采集机连接说明 ............................................................. 6 7、系统运行环境说明 ..................................................................... ................ 7 7.1 系统网络环境说明………………….……………………………....8 7.2 硬件环境说明……………………………………………………….8 1 实时数据采集系统《项目解决方案》 1、背景 1. 1、引言随着国家大力推进走新型工业化道路，以信息化带动工业化，以工业化促进信息化。电力企业面临着日趋激烈的竞争。降低成本，提高生产效率，快速响应市

51单片机数据采集系统[1]

课程设计报告书设计任务书一、设计任务 1一秒钟采集一次。 2把INO口采集的电压值放入30H单元中。 3做出原理图。 4画出流程图并写出所要运行的程序。二、设计方案及工作原理方案： 1. 采用8051和ADC0809构成一个8通道数据采集系统。 2. 能够顺序采集各个通道的信号。

3. 采集信号的动态范围：0～5V。 4. 每个通道的采样速率：100 SPS。 5．在面包板上完成电路，将采样数据送入单片机20h～27h存储单元。 6．编写相应的单片机采集程序，到达规定的性能。工作原理：通过一个A/D转换器循环采样模拟电压，每隔一定时间去采样一次，一次按顺序采样信号。A/D转换器芯片AD0809将采样到的模拟信号转换为数字信号，转换完成后，CPU读取数据转换结果，并将结果送入外设即CRT/LED显示，显示电压路数和数据值。目录第一章系统设计要求和解决方案第二章硬件系统第三章软件系统第四章实现的功能第五章缺点及可能的解决方法第六章心得体会

附录一参考文献附录二硬件原理图附录三程序流程图第一章系统设计要求和解决方案根据系统基本要求，将本系统划分为如下几个部分：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。系统框图如图1-1所示

信号采集分析被测电压为0～5V 直流电压，可通过电位器调节产生。信号采集多路数据采集系统多采用共享数据采集通道的结构形式。数据采集方式选择程序控制数据采集。程序控制数据采集，由硬件和软件两部分组成。，据不同的采集需要，在程序存储器中，存放若干种信号采集程序，选择相应的采集程序进行采集工作，还可通过编新的程序，以满足不同采样任务的要求。如图1-3所示。程序控制数据采集的采样通道地址可随意选择，控制多路传输门开启的通道地址码由存储器中读出的指令确定。即改变存储器中的指令内容便可改变通道地址。由于顺序控制数据采集方式缺乏通用性和灵活性，所以本设计中选用程序控制数据采集方式。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，这就是图1-3 程序控制数据采集原理图1-1 一般系统框图

光伏电站数据采集系统与远程通讯系统

光伏电站数据采集系统与远程通讯系统一、项目简介 1、项目名称:巨力新能源10MW太阳能光伏屋顶发电项目 2、建设单位:中国巨力集团有限公司 3、建设规模:10MWp屋顶光伏发电项目 4、项目地址:中国巨力集团 5、电站范围:中国巨力集团厂区 6、单位屋顶:8处二、监控系统说明如图2.1所示,光伏综合监控系统具备就地和远程监控功能,监控软件由本地监控与远程监控相结合。本地监控由中央控制器(包括数据采集、控制算法、网关等功能、通讯链路、本地显示组成,主要功能是负责本地发电设备数据采集、控制、数据存储、能量调度、通讯等功能。远程监控由广域网通讯链路、路由器、数据库服务器、网络服务器、上位机展示平台组成,主要功能是负责将各个电站数据进行收集,电站状况调查,数据存储、处理、分析,发电经济性分析等等。传统光伏电站监控系统主要由逆变器厂商随设备提供,从本厂逆变器出发,对电站运行的一些参数进行监测,难以或不能直接控制逆变器的运行状态,无法获取电站中的其它设备的信息及控制这些设备,也无法满足电网调度系统对电站的实时监控要求。而且该项目将采用不同厂商的设备,电源厂商自有的监控系统一般对其他厂家的设备兼容性差,容易造成一个个“孤岛”系统,无法形成统一的监控体系。

大型光伏电站必须配备自动运行、功能完善的监控系统。这种监控系统不同于传统发电厂监控系统或变电站综合自动化系统,相对来说,大型光伏电站内设备种类不及传统电厂丰富,生产控制流程也不太复杂。但其典型特点是装机容量大(10MW以上、占地面积广(150亩以上,且地理位置偏僻、维护人员很少,这就要求生产运行、设备监控、环境监测、安保技防等各环节集中统一起来,且能够适应其位置分散、配置灵活的特点。基于现场总线设计的大型光伏电站监控系统可以满足这些要求。因此,需要搭建一个统一的本地集中监控中心,该监控中心位于巨力索具园区,能够对不同厂商、不同类别、不同型号的光伏发电电源设备及计量表计、直/交流柜及其它电力设备进行统一监控,实现对该项目所包含的光伏电站完整、统一的实时监测和控制。网线交换机 VGA/网口转换器通讯网关 RS485 网线逆变器 VGA

多路数据采集与处理

第21卷　第2期韶关大学学报(自然科学版)Vol121　No12 2000年4月Journal of Shaoguan University(Natural Science)Apr12000 多路数据采集与处理陆　英,　郝宁生 (韶关大学机电系,广东韶关　512003) 摘要:本文介绍了基于8031单片机的多路数据采集和处理系统,以及在大棚温度、湿度控制管理系统中的应用。给出了部分系统硬件框图和部分主要的软件流程图。关键词:单片机;温度;湿度;数据采集中图分类号:TP2 文献标识码:A 文章编号:1007-5348(2000)02-0066-05 随着现代农业的发展,在农业生产中利用大棚种植农作物已比较普遍,对大棚的自动化管理已是现代农业的发展趋势。在大棚生产中,需要根据当时的温度和湿度来决定是否需要进行喷灌、遮阴、通风等管理。然而在传统生产中存在以下问题:(1)在农作物播种和移载期不能满足对温度和湿度进行严格控制的要求,导致出苗不齐、生长缓慢,严重时甚至会造成死亡。(2)只能根据经验来管理生产,不利于农作物的生长。因此,迫切需要一种适合大棚生产要求的自动控制装置。作者针对这一问题,设计了一套单片机数据采集与处理系统。 1　微机控制系统的硬件设计在生产管理中,不仅要求根据不同的作物作不同的控制,而且还需要根据各种作物的不同生长期所需的温度、湿度设置不同的控制参数,同时要能显示设定值和实际测量值,以便核对和更改。当控制系统工作正常而机构出现故障时,就有可能造成实测参数超出设定值的范围而无法进行有效控制。此时,必须要报警。根据这一设计思想,设计了图1所示的计算机控制系统。该系统采用了8031单片机作为控制、计算核心,2764作为程序存贮器,扩展一片8155作输出,同时扩展6264作为数据存贮器,A/D转换选用0809,键盘和显示部分用Intel公司为8位微处理器设计的通用键盘/显示器接口芯片8279,设计有20个键可供使用,8位数码管进行显示。 2　数据采集系统本系统对8路模拟量进行采集,其中四路为温度,另四路为湿度。主要考虑到:(1)当大棚比较大时,增加测量点,减少测量误差;(2)为以后大棚向种植、养禽、孵化多用大棚发展打下基础。8路温度、湿度经变送放大后,送0809进行A/D转换。我们采用的数据采集方式:依次对每一路的数据采样8次,然后进行平均值滤波,以消除随机干扰造收稿日期:1998-07-07 作者简介:陆英(1965-),女,江苏海门人,韶关大学机电系副教授,主要从事电子技术和单片机的开发研究。郝宁生(1963-),男,黑龙江牡丹江人,韶关大学机电系工程师,主要从事电子技术和单片机的开发研究。

移动信息数据采集项目解决方案

移动数据采集解决方案由于移动终端的携带方便，信号覆盖广，操作便捷等优势，使得移动终端已经成为生活必带随身用品，人们对其给予了越来越高的关注与期望。企业和政府依托移动终端，采用无线数据传输技术、定位技术、通过事件分类编码体系、地理编码体系，形成科学的数据采集和更新机制，完成对流程、管理问题的表单、图像、声音和位置信息实时传递，实现精确、快捷、高效、可视化、全时段、全方位覆盖的管理模式，实现应用与管理方式的多样化。一、移动终端应用分析传统的数据采集方式的问题：依赖于纸质表格和手工填报，之后输入至相关的计算机系统。这样的操作方式存在很多问题，如手段单一、数据传递不及时、无法确认数据采集的地理位置、时间等。数据质量难以保证。数据采集的过程无法监控。大量繁杂的事后录入工作，不但增加了工作量，录入错误的几率也很高。传统数据获取方式的问题：

要求复杂的数据交互，同时兼顾现场数据查询和数据录入。需要固定场所、固定布局的企业和政府信息化建设。人们需要在企业、政府的内网完成数据查询与阅览。而随时随地的获取所需信息至关重要。人们不可能将海量数据带在身边，尤其是当这些数据存储在内网的数据库中的时候。二、数据采集解决方案移动数据采集系统以移动终端为载体，结合2G/3G等移动通信网络，建立起一套可移动化的信息系统，通过将企业、政府的内部办公、业务系统扩展到移动终端的方式，帮助用户摆脱时间和空间的限制，使用户随时随地关联内网系统，获取所需任务与信息，按照标准化的工作流程，快速执行采集任务的填报工作，完成对文字、表单、图像、声音和位置信息的采集和实时传递，保证采集任务的快速构建和及时传输、摆脱地域性和网络资源设备的限制，实现精确、快捷、高效、可视化的数据采集模式。通过整合移动数据采集、信息查询、第三方系统等，形成一套完备的移动应用平台，终端应用可完成数据录入、查询展示等功能，后台管理系统用于接收终端上报的采集数据、管理任务分类和派发、查看任务进展、信息反馈、数据统计、分析和展示以及工作监督等相关工作。同时对所有移动终端设备进行分层次的集中式管理，遵循“分级建设、集中管理、全网服务、在线升级”的原则，为参与移动应用的终

多路数据采集系统设计

第一章绪论 1.1课题研究背景和意义数据采集是指将位移、流量、温度、压力等模拟量采集、转换成数字量后，再由计算机进行存储、处理、显示或打印。数据采集技术是信息科学的一个重要组成部分，信号处理技术、计算机技术，传感器技术是现代检测技术的基础。数据采集技术则正是这些技术的先导，也是信息进行可靠传输，正确处理的基础。在工业生产中，对生产现场的工艺参数进行采集、监视和记录，这样能提高产品的质量、降低成本。在科学实验中，对应用数据进行实时采集，这样获得大量的动态信息，是研究物理过程动态变化的有效手段，也是获取科学奥秘的重要手段之一。设计数据采集系统目的，就是把传感器输出的模拟信号转换成计算机能识别的数字信号，并把数字信号送入计算机，计算机将计算得到的数据加以利用观察，这样就实现对某些物理量的监视，数据采集系统性能的好坏，取决于它的精度和速度，在精度保证的条件下提高采样速度，满足实时采集、实时处理和实时控制的要求[1]。数据采集常用的方式有在PC机，也可以在工控机内安装数据采集卡，如RS-422卡、RS-485卡及A/D卡；或专门的采集设备，包括PCI、PXI、PCMCIA、USB，无线以及火线(FireWire)接口等，可用于台式PC机、便携式电脑以及联网的应用系统中[2]。数据采集系统起始于20世纪50年代，1956年美国首先研究了用在军事上的测试系统，目标是测试中不依靠相关的测试文件，由非成熟人员进行操作，并且测试任务是测试设备高速自动完成的。近年来，数据采集及应用受到了人们越来越广泛的关注，数据采集系统也有了迅速的发展，数据采集系统也朝着微型化、小型化、便携式，低电压、低功耗发展。当前市场出售的小型数据采集器相当于一个功能齐全计算机。这些数据采集器功能强大，能够实现实时数据采集、处理的自动化设备。具备实时采集、自动存储、即时显示、即时反馈、自动处理、自动传输功能[；不仅能保证现场数据的实时性、真实性、有效性、可用性，而且能很方便输入计算机，

多路数据采集

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ADC0809和51单片机的多路数据采集系统设计方案

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