基于51单片机的高速数据采集系统
基于C8051F360和FPGA的高速数据采集系统设计
随着 雷达 、 信 、 测 遥感 、 学成 像等 技术应用 领 域 的不 断 扩展 ， 瞬态 信 号 采集 、 通 遥 医 在 图像 信 号处 理 等 一些高 速 、 精度 的测量 中 ， 高 都需 要进 行高 速数据 采集 ， 人们 对数 据采 集 系统 的精 度 、 速率 和存储量 等
单 片机或数 字信 号处 理器 具 有处 理灵 活 ， 设计 方便 ， 成本 低廉 等 突 出的优 点 ， 常适 合 于数字 音频 、 非 数 字视频 等信 息的数 字化 信息 的处 理 。另 一方 面 ， 采用 单 片 机或 数 字 信 号 处理 器 （ Ｓ ） 制 Ａ ＤＰ控 Ｄ转 换
器 实现数 据采集 时 ， 由于 采用 程序 控制 ， 到指令执 行 速度 的 限制 ， 较 低 的 采样 速 率 难 以实 现 对高 频 受 其
广泛 的应用 。本 文提 出 的高速数 据 采集 系 统应 用 目标 是便 携式 医用 Ｂ超 设 备 内超 声 回波 信 号 的量化
采集 。
１系统 设 计
高速数 据采 集 系统采 用单 片 机和 Ｆ Ｇ Ｐ Ａ相结 合 的设 计方 案 。系统 框 图如 图 ｌ 示 。模 拟信 号 经过 所 调理 后送 高速 Ａ Ｄ转换 器 ， Ｆ Ｇ 内部 的控制 逻辑 实 现对 高速 Ａ Ｄ转 换 器 的控 制 和数 据 存储 ， 片 ／ 由 ＰＡ ／ 单 机通 过系统 总线 实现 与 Ｆ Ｇ Ｐ Ａ的接 口 ， 通过该 接 口获取原 始数 据 ， 然后通 过 算法 完成 对 数据 的处 理及 应
模 拟 信 号
基于单片机单通道八位高速(10MHz)数据采集系统设计课程设计
H a r b i n I n s t i t u t e o f T e c h n o l o g y课程设计说明书（论文）课程名称：课程设计I设计题目：基于单片机单通道八位高速（10MHz）数据采集系统设计院系：班级：设计者：学号：指导教师：设计时间：哈尔滨工业大学摘要：利用单片机及一种高速异步FIFO 芯片SN74ACT7808和高速A/D芯片的设计了一个高速不连续采样的数据采集系统，给出了该采集系统的接口电路，并阐述它的实现原理和具体实现流程。
关键词：高速异步FIFO；高速A/D芯片；高速不连续采样；数据采集一. 设计背景及相关知识：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非电量或者点亮信号，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。
在数字信号处理领域，数据采集一直是一项关键技术。
随着数字化技术的不断发展,数据采集技术也呈现出速度更快、通道更多、数据量更大的发展趋势。
而为了满足高速采集系统的要求，CPLD,DSP 等高速器件被运用于数据采集。
然而，在许多情况下，数据既不需要进行实时处理，也不需要进行连续采样，只需要分时地进行高速采样，此时可采用FIFO芯片和高速A/D转换器相结合，来实现数据的采集与存储自动的保持同步。
这样就降低了数据处理部分所需单片机的性能要求，降低了其成本。
二.系统的总体设计：该系统采用89C51单片机作为控制系统的核心，应用高速A/D转换芯片TLC5540实现模数转换,并利用FIFO芯片SN74ACT7808实现来实现数据的采集与存储自动的保持同步，单片机与上位机进行通讯,将采样数据存储在上位机中以便数据的查询和分析，从而实现高速地单通道8位数据的数据采集这些系统性能指标。
三．硬件系统设计：硬件电路包括了单片机模块、模数转换模块及数据通信模块。
硬件电路原理图：1.器件的性能介绍和选择原因：(1)高速A/D转换芯片TLC5540：A/D转换器主要是完成对模拟信号的采样、量化、编码，从而实现将模拟信号转变为数字信号。
基于单片机的超高速宽带数据采集系统的设计
东 莞 理 工 学 院 学 报
Ｖ０ ９ Ｎｏ ｌ １
２ ０ 雌年６ 月
ＪＵ Ｎ ＬＯ Ｏ Ｇ Ｕ ＮＩＳＩＵ ＥＯ Ｅ Ｈ ０』ｃ Ｏ Ｒ Ａ ＦＤＯＮＧＧ Ａ ＴＴ Ｔ ＦＴ ｃ Ｉ）Ｙ ＤＮ Ｎ Ｅ旦 Ｎ （！
Ｊｎ ２０ ｕ ０ ２
这样 存储 器 不能装 满 一个 周期 的 ｌＯ ｚ Ｏ Ｈ 信号 ， 因此 ， 我们 在这 个 数 据采 集 系统 中 ， 据 根 输入信 号 频率 高低 ，采 用不 同 的采样 频 率。 此 系统采样 频 率分 为 ５档 ：２ ｚ ０ ｚ ＭＨ 、１ＭＨ 、
５ ＭＨｚ ８ ＭＨ 、 ０ ＭＨ 。以往 的 做法 是 ， 做 一个 高频 振荡 器 ， 后通 过 频 率合成 ， 生 ０ 、０ ｚ １０ ｚ 先 然 产 频率 更高 的采 样 信号 。有 幸 的是 ， 在 ， 现 超高 频 晶体振 荡 器 的的 品种 很多 ， １ ｚ到 几 从 ＭＨ
， 、 出使 能 端 Ｏ ，输 Ｅ以及 复位 端 蕊 复位 时 ， 写指针 指 向起始 位 置 。 读 当输 出使 能端 Ｏ Ｅ 为低 ， ＩＯ输 出数据 线被 激 活 ， 电平则 使输 出处 于高 阻状 态 。另外 ， 芯 片还 有可 编 ＦＦ 高 该 程几 乎空 、 乎满 标 志位 ， 系统 未使用 。 几 此 计算 机接 口采 用 增强 型并 行 口 Ｅ Ｐ Ｅ Ｐ与标 准并 行 口兼 容 ， 能够通 过数 据线 双 Ｐ，Ｐ 且 向传送 数 据 ，速率 可 达 ５０ ２ 字节 ／ ，应用 时 ， Ｐ ０ Ｋ～ Ｍ ｓ 在 Ｃ机 系统 的 Ｃ Ｏ Ｍ Ｓ中选择 含 有 Ｅ Ｐ模 式 的选项 ， 选择 Ｅ Ｐ协议 的类 型 Ｅ Ｐ ． Ｐ 再 Ｐ Ｐ １７或 Ｅ Ｐ１９， Ｐ ． 并将 并 行 口的地 址设 置 为
51单片机数据采集系统
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1.1 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。
1.1.1 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。
基于51单片机的高速公路测速系统和车牌识别分析
基于51单片机的高速公路测速系统和车牌识别分析添加时间: 2010-3-20 11:19:19 文章来源: 文章作者: 点击数:17688摘要鉴于高速公路限速牌不能很好地对司机起到警示作用的作用，本文设计了一套基于MCS-51单片机，包含光电探测装置和显示装置的电子屏幕。
它不仅能方便设置并显示该路段的限制速度，以完成普通电子限速牌的限速提示功能，同时能将测得的车速实时显示，并自动判断是否超速。
另外它低廉的造价和经计算证明较高的精度大大提高了它的可用性。
车辆牌照自动识别系统是近几年发展起来的基于图像和字符识别术的智能化交通管理系统，是目前国内外模式识别应用研究领域的一个热点。
本文对系统中区域提取、图像预处理、字符分割和字符识别等环节涉及的算法、设计做了一个比较详细的论述。
本文在图像预处理中重点介绍一种在图像获取阶段有目的定位关注的物体，讨论了灰度图像二值化的多种算法，利用它在原始图像形成的标识区域特性,在约束条件下，按照识别牌几何特征提出了一种特殊的二值化处理方法。
实验证明该图像识别系统具有较高的可靠性与稳定性,减小了进一步车牌识别中计算量大的问题,从而提高了车牌识别的准确性和快速性。
讨论了灰度图像二值化的多种算法基于数学形态学的图像去除噪声的方法。
基于数学形态学的图像去除噪声是通过对图像的开、闭操作有选择的去噪声。
可以去除直径小于字符笔划半径的孤立噪声点。
还详细地介绍了基于字符形态划分的字符识别方法。
基于字符形态划分的字符识别方法是在对数字字符结构进行充分分析的基础上，对基元检测，归纳字符形态特征，得到的快速字符识别方法。
关键词：光电检测；车速测量；单片机；电子限速牌；车辆牌照；图像处理；基元检测；字符识别基于51单片机的高速公路测速系统和车牌识别分析AbstractIn view of the highway speed limit unlicensed drivers should not very well serve as a warning to the role, this article has designed a single-chip based on the MCS-51, including the photoelectric detection devices and display devices of the electronic screen. It not only can easily set up and display the road speed limit in order to achieve common electronic speed limit signs prompt function, can be simultaneously measured real-time display of speed and automatically determine whether the speeding. In addition it is low cost and the higher the accuracy of calculations greatly enhance its usability. Vehicle License Plate Recognition system is developed in recent years based on the image and character recognition operation of the Intelligent Traffic Management System, the application of pattern recognition at home and abroad are currently a hot area ofresearch. In this paper, the system of regional extraction, image preprocessing, character segmentation and character recognition algorithm, such as aspect involved in the design to do a more detailed exposition. In this paper image pre-processing in the introduction of a focus at image acquisition phase has the purpose of positioning objects of concern, discussed the gray image binarization of a variety of algorithms, use it in the original logo image formation of regional characteristics, in binding conditions, identification card in accordance with the geometric characteristics of a particular binarization approach. Experiments prove that the image recognition system has high reliability and stability, further reduce the vehicle license plate recognition in the calculation of a large quantity of questions, thereby increasing the accuracy of license plate recognition and speed.Discussed the gray image binarization algorithm of multiple images based on mathematical morphology method to remove noise. Images based on mathematical morphology to remove the image noise is through the open and close operation has chosen to noise. Can remove the character strokes of a diameter less than the radius of the isolated noise points. Also detail the division of character-based form of character recognition methods. Morphological character-based division of Character Recognition on the figure are at a full analysis of character structure based on element detection, morphological characteristics summarized characters get Character Recognition Express.Key words：Photoelectric detection; speed measurement; Singlechip; electron speed licensing; vehicle license; image processing; motif detection; Character Recognition目录摘要................................................................................. (I)Abstract........................................................................... . (II)第1章绪论................................................................................. . (2)1.1 车牌字符识别研究课题的背景 (2)1.2 车牌字符识别研究的意义 (2)1.3 车牌字符识别研究的应用现状及发展 (3)1.4 本文主要内容.................................................................................第2章车牌图像预处理 (5)2.1 数字图像处理的相关介绍 (5)2.1.1 数字图像处理概念 (5)2.1.2 图像的数字化表示 (5)2.1.3 本文中图像处理所涉及的相关领域 (6)2.2 图像二值化................................................................................. . (6)2.2.1 彩色图像和灰度图像 (6)2.2.2 基于灰度的图像二值化 (7)2.2.3 图像二值化结果演示 (9)2.3 用数学形态学的方法去除噪声 (10)2.3.1 数学形态学的几种基本运算 (10)2.3.2 经开闭运算前后的图像对比显示 (16)2.4 单个字符图像的分割 (17)2.4.1 我国车牌的特点 (17)2.4.2 对所要识别的车牌的分析 (17)2.4.3 基于列扫描黑色像素积累的字符分割 (18)2.4.4 已经分割后的单个字符演示 (18)2.5 本章小结................................................................................. . (19)第3章基于字符形态划分的字符识别 (19)3.1 字符识别概述................................................................................3.1.1 目前字符识别的一些常规方法 (20)3.2 字符轮廓分析 (21)3.2.1 字符轮廓的划分 (21)3.2.2 字符四方向轮廓公式化表示 (21)3.3 字符轮廓的变化特征 (22)3.4 字符形态划分的结构基元 (22)3.4.1 字符结构基元划分原理 (22)3.4.2 字符形态划分方法的特点 (23)3.5 利用字符结构基元划分的字符识别原理 (24)3.5.1 基元的检测 (24)3.5.2 轮廓的统计特征 (25)3.5.3 用字符形态识别数字字符 (25)3.5.3.1 数字字符的特点 (25)3.5.3.2 数字字符的识别方法 (26)3.5.4 字符识别的matlab算法流程 (27)3.6 本课题整体流程 (29)3.6.1 对本课题流程的总体说明 (29)3.6.2 用MATLAB完成本课题的流程图 (30)3.7 基于字符形态划分的字符识别方法的特点和不足 (30)3.8 本章小节................................................................................. (31)结论................................................................................. . (32)参考文献................................................................................. (33)第1章绪论1.1 车牌字符识别研究课题的背景随着21世纪经济全球化和信息时代的到来，作为信息来源的自动检测、图像识别技术越来越受到人们的重视。
基于51单片机的DMA数据采集系统设计
第20卷第4期2007年8月常州工学院学报Jour nal of C hangzho u Institute of Techno logyV o.l20 N o.4A ug.2007收稿日期基于51单片机的DM A数据采集系统设计鲍玉军(常州工学院电子信息与电气工程学院,江苏常州213002)摘要:利用51单片机及其接口电路模拟DM A的控制过程,由于数据的传输实际上不经过CP U而直接由A/D转换芯片传送到存储器,从而实现了数据的高速传送。
关键词:单片机;DM A;数据采集中图分类号:TP274+.2 文献标识码:A文章编号:1671-0436(2007)04-0023-04随着工业化的发展,微型计算机的作用日益突出,它在实时控制、在线动态测量和对物理过程进行监控,以及图像、语音处理领域都得到了广泛的应用。
针对CPU只能处理数字信号的特点,通常将一些变化的模拟量(如温度、压力、流量、位移、速度、声音等)转换为数字量后,再由CPU完成对检测对象的处理。
数据采集系统的速度,不仅与CP U、A/D转换器的性能有关(如采用高速A/D 转换芯片),还与数据传送方式有着密切的关系。
采用价格低廉的51单片机,结合DM A技术传送数据(即将A/D转换器所采集的数据不经过CP U累加器而直接存入存储器),将使得数据传送时间得到大大缩减,传送速率得到很大提高,从而实现了高速数据采集,这尤其适用于磁盘存取、图像处理、同步通信中的收/发信号等需要高速、大批量传送数据的场合。
1 方案的提出DM A方式,即在DM A控制器控制下的直接存储器存储方式,在此方式下外设与内存之间的数据传送过程不再由CPU控制,而是在DM A控制器的控制和管理下进行直接传送,节省了CPU 的中转时间,从而提高了传送速率。
DM A传送方式是以增加系统硬件的复杂程度和成本为代价的,是用硬件控制代替了软件控制,DM A传送虽然脱离了CP U的控制,但这并不意味着DM A的传送不需要进行控制和管理,而实际上是用DM A 控制器来取代CP U,负责DM A传送的全过程。
《2024年基于单片机和LabVIEW的多路数据采集系统设计》范文
《基于单片机和LabVIEW的多路数据采集系统设计》篇一一、引言在现代化工业和科技应用中，数据采集扮演着举足轻重的角色。
为了满足多路数据的高效、准确采集需求，本文提出了一种基于单片机和LabVIEW的多路数据采集系统设计。
该系统设计旨在实现多通道、高精度的数据采集，为工业自动化、科研实验等领域提供可靠的解决方案。
二、系统设计概述本系统设计以单片机为核心控制器，结合LabVIEW软件进行数据采集、处理和显示。
系统采用模块化设计，包括数据采集模块、数据处理模块、数据传输模块以及LabVIEW上位机显示模块。
通过各模块的协同工作，实现多路数据的实时采集和监控。
三、硬件设计1. 单片机选型及配置系统采用高性能单片机作为核心控制器，具有高速运算、低功耗等特点。
单片机配置包括时钟电路、复位电路、存储器等，以满足系统运行需求。
2. 数据采集模块设计数据采集模块负责从传感器中获取数据。
本系统采用多路复用技术，实现多个传感器数据的并行采集。
同时，采用高精度ADC（模数转换器）对传感器数据进行转换，以保证数据精度。
3. 数据传输模块设计数据传输模块负责将采集到的数据传输至单片机。
本系统采用串口通信或SPI通信等方式进行数据传输，以保证数据传输的稳定性和实时性。
四、软件设计1. 单片机程序设计单片机程序采用C语言编写，实现对传感器数据的采集、处理和传输等功能。
程序采用中断方式接收数据，避免因主程序繁忙而导致的漏采现象。
2. LabVIEW上位机程序设计LabVIEW是一种基于图形化编程的语言，适用于数据采集系统的上位机程序设计。
本系统采用LabVIEW编写上位机程序，实现对数据的实时显示、存储和分析等功能。
同时，LabVIEW程序还具有友好的人机交互界面，方便用户进行操作和监控。
五、系统实现及测试1. 系统实现根据硬件和软件设计，完成多路数据采集系统的搭建和调试。
通过实际测试，验证系统的稳定性和可靠性。
2. 系统测试对系统进行实际测试，包括多路数据采集的准确性、实时性以及系统的稳定性等方面。
毕业设计--基于单片机的高速数据采集系统设计
目录1.绪论 (1)1.1 课题研究的意义 (1)1.2 数据采集技术的发展历程和现状 (1)1.3 本文的研究内容 (2)1。
4 系统设计涉及的理论分析 (2)2.系统设计 (4)2.1方案选择 (4)2。
2系统框图 (5)3.单元电路设计 (6)3.1信号调理电路 (6)3.2高速Ａ／Ｄ模块 (7)3。
3 FPGA模块设计 (8)3。
4MCU模块设计 (8)3.5数据采集通道总体原理图 (9)3.6硬件电路总体设计 (9)4。
软件设计 (10)4。
1 信号采集与存储控制电路工作原理 (10)4.2 信号采集与存储控制电路的FPGA实现 (11)4.3 原理图中的各底层模块采用VHDL语言编写 (12)4。
3。
1三态缓冲器模块TS8 (12)4.3。
2分频器模块fredivid (13)4.3.3地址锁存器模块dlatch8 (14)4。
3.4地址计数器模块addrcount (15)4.3.5双口RAM模块lpm_ram_dp (16)4.4 数据显示模块设计 (18)4。
4.1 主程序 (18)4。
4。
2 INT0中断服务程序 (19)4。
4.3 INT1中断服务程序 (19)4。
5软件仿真 (20)4.5.1三态缓冲器模块TS8 (20)4。
5.2分频器模块fredivid (20)4。
5。
3地址锁存器模块dlatch8 (20)4.5。
4地址计数器模块addrcount (21)5。
系统调试 (21)5.1 单片机子系统调试 (21)5。
2 FPGA子系统调试 (22)5.3 高速A/D模块的调试 (22)6 总结 (22)致谢 (22)参考文献 (23)附录 (25)高速数据采集系统设计摘要：随着数字技术的飞速发展，高速数据采集系统也迅速地得到了广泛的应用.在生产过程中，应用这一系统可以对生产现场的工艺参数进行采集、监视和记录，为提高生产质量，降低成本提供了信息和手段。
在科学研究中，应用数据采集系统可以获取大量的动态数据，是研究瞬间物理过程的有力工具，为科学活动提供了重要的手段.而当前我国对高速数据采集系统的研究开发都处于起步阶段,因此，开发出高速数据采集系统就显得尤为重要了。
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图6.1 程序流程图6.2 源程序
/*ADC0809.C*/
#include<reg51.h>
#include<intrins.h>
#define uchar unsigned char
//定义数码管位码端口
sbit P2_0=P2^0;
sbit P2_1=P2^1;
sbit P2_2=P2^2;
sbit P2_3=P2^3;
//定义ADC0808端口
sbit OE=P3^0;
sbit EOC=P3^1;
sbit ST=P3^2;
sbit P3_4=P3^4;
sbit P3_5=P3^5;
sbit P3_6=P3^6;
//带小数点的0-5的段码
uchar leddata_dot[]={0x40,0x79,0x24,0x30,0x19,0x12};
uchar
leddata[]={0xC0,0xF9,0xA4,0xB0,0x99,0x92,0x82,0xF8,0x80,0x90};//共阳极0-9段码
//uchar
leddata[]={0x3F,0x06,0x5B,0x4F,0x66,0x6D,0x7D,0x07,0x7F,0x6F};//共阴极0-9
//延时子程序
void delay(uchar n)
{
uchar i,j;
for(i=0;i<n;i++)
for(j=0;j<125;j++);
}
//将A/D转换输出的数据转换成相应的电压值并且显示出来
void convert(uchar volt_data)
{
uchar temp,tmp;
P0=leddata_dot[volt_data/51]; //个位；模拟量/5=数字量/255。
P2_0=1;
delay(3);
P2_0=0;
P0=(leddata[(volt_data%51)*10/51]);//小数点后第一位P2_1=1;
delay(3);
P2_1=0;
temp=(((volt_data%51)*10)/51)*10%51;
tmp=temp;
P0=(leddata[temp*10/51]);//小数点后第二位P2_2=1;
delay(3);
P2_2=0;
tmp=temp*10%51;
P0=(leddata[tmp*10/51+5]); //小数点后第三位
P2_3=1;
delay(3);
P2_3=0;
}
void main()
{
uchar volt_data;
P3_4=1;
P3_5=1;
P3_6=0;
while(1)
{
ST=0;
_nop_();
ST=1;
_nop_();
ST=0; //启动AD转换
if(EOC==0)
delay(100); //等待转换结束
OE=1; //允许输出
volt_data=P1; //暂存转换结果
OE=0; //关闭输出
convert(volt_data); //调用数据处理子程序}
}。