数据采集通道接口设计

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数据采集系统的通道电路设计

数满足自激振荡的幅值和相位条件时，即使不加入任何
该电路的调节范围为 ± ，当 Ⅱ １＝Ｖ时，电路该
信号，放大电路也会产生一定频率的信号输出，这就破坏
了放大电路的正常工作，应该尽量避免并设法消除。消除自激振荡的常用方法就是在电路外部增加一些元件，改变电路的频率响应，坏自激振荡的幅值和相位破条件，称为频率补偿或相位补偿。通常可以利用密勒效应，补偿电容等元件跨接于放大电路中，如，将例我们在
放大，Ｈ４０、Ｈ４０和继电器组合可实现ｌｄ）ＴＳ３３ＴＳ３２（Ｂ、０５１ｄ１１（ｄ）５（ｒ）数放大；（Ｂ、０２Ｂ和００Ｂ倍４０４ｉ数控衰减器选择ＨＲ — Ｔ６ｌ，Ｒ — Ｔ６１ＦＡ４１ｔＨＦＡ４１带宽４Ｈ，４￣Ｇｚ通过三条串行总线实现０３．Ｂ的衰减幅度控制，．１ｄ５～５输入阻抗５Ｉ。０Ｉ由上面的分析可知，增益调节电路可以实现一１３．５～＋０Ｂ的可调增益放大，４ｄ可调增益步进０ｄ。增益调节．Ｂ５电路和接口电路的２倍预放大一起可以实现整个模拟通道一５＋６Ｂ的可调增益，２．４ｄ５～增益步进０５Ｂ完全实现．。ｄ设计要求的模拟通道的动态范围一０～＋０Ｂ的指标１４ｄ
是１０倍，Ｈ４０ＴＳ３２的放大倍数是５倍，Ｈ４０ＴＳ３３和
度可以比拟时，反射信号叠加在原信号上将会改变原信

数据采集系统与微机的接口参考PPT

X0～X7：输入； X：输出，可以通过外部地址（C，B， A引脚）选择8路输入中的某1路与输出X 接通; VDD和VEE ：提供工作电源，其幅值不得低于模拟信号； INH：禁止控制输入，输入高电平时，多路开关中各开关均不通，输出呈高阻态。
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4D型触发器74LS175用作通道译码控制器：
（1）RD=1,CP=0时，输出处于保持状态，MUX与微机总线隔离。（2）RD=1,CP由0 —>1，Q=D，数据总线的通道选择码被加至多路开关八选一译码器输入端。
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2．微机与DAC的接口
实现D/A转换器和微型计算机接口技术的关键是数据锁存问题。有些D/A转换器芯片本身带有锁存器，但也有些 D/A从转换器芯片本身不带锁存器。此时一些并口芯片如 8212，74LS273及可编程的并行I/O接口芯片8255A均可作为D/A转换的锁存器。
A/D和D/A与微机的接口有串行接口和并行接口之分。本章主要介绍并行D/A和A/D转换的并行接口。目前大多数 A/D转换器（高速）都内含采样保持器，所以，此处不考虑采样保持器。
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数据采集系统对微机接口的要求：
（1）具有能与系统总线相连接的数据缓冲器和多根数据线。由于接口电路是挂在系统总线上的，只有接口电路为三态输出时才不会对数据产生影响。传输数据在接口电路被激活之前先保存在数据缓冲器内。（2）应有地址译码和片选功能，以便微机能通过寻址对其进行访问。（3）应有地址或数据锁存功能。因为外部设备送到接口电路的信息，微机不一定有空读取，此时接口应把信息暂时锁存，以待微机空闲时读取。（4）具有中断请求和处理的功能，以便微机能通过中断来读取或输出信息。
从X、Y同步输出不同电压的程序：
MOV DPTR，#addr1 ；1#输入寄存器地址

仓库管理系统的信息采集接口设计和实现

仓库管理系统的信息采集接口设计和实现接口设计与实现：1. 采集仓库基本信息接口：- 接口名称：GET /warehouse/{warehouse_id}- 功能：根据仓库ID获取仓库基本信息- 请求参数：warehouse_id (int) - 仓库ID- 响应数据：仓库名称、仓库地址、仓库管理员等基本信息2. 采集仓库货物信息接口：- 接口名称：GET /warehouse/{warehouse_id}/goods- 功能：根据仓库ID获取仓库内所有货物的信息列表- 请求参数：warehouse_id (int) - 仓库ID- 响应数据：货物ID、货物名称、货物数量、货物描述等信息的列表3. 采集货物详细信息接口：- 接口名称：GET/warehouse/{warehouse_id}/goods/{goods_id}- 功能：根据仓库ID和货物ID获取货物的详细信息- 请求参数：warehouse_id (int) - 仓库ID，goods_id (int) - 货物ID- 响应数据：货物名称、货物数量、货物描述、货物价格、入库时间等详细信息4. 添加货物信息接口：- 接口名称：POST /warehouse/{warehouse_id}/goods- 功能：在指定仓库中添加新的货物信息- 请求参数：warehouse_id (int) - 仓库ID，货物信息对象(JSON格式) - 货物的名称、数量、描述等信息- 响应数据：新增货物的ID、货物名称、货物数量等信息5. 更新货物信息接口：- 接口名称：PUT/warehouse/{warehouse_id}/goods/{goods_id}- 功能：更新指定仓库中指定货物的信息- 请求参数：warehouse_id (int) - 仓库ID，goods_id (int) - 货物ID，货物信息对象 (JSON格式) - 需要更新的货物的名称、数量、描述等信息- 响应数据：更新后的货物的ID、货物名称、货物数量等信息6. 删除货物信息接口：- 接口名称：DELETE/warehouse/{warehouse_id}/goods/{goods_id}- 功能：删除指定仓库中指定货物的信息- 请求参数：warehouse_id (int) - 仓库ID，goods_id (int) - 货物ID- 响应数据：操作成功或失败的状态信息接口实现：根据具体开发语言和框架，实现以上接口的方法和逻辑，并对外提供相应的URL供其他系统或应用调用。

实验7八通道数据采集

图A-89 File信号发生器的编辑对话框、波形及其ASCII文件
8．DClock信号发生器 DClock信号发生器即时钟信号发生器，可以产生Low-High-Low类型的时钟序列信号，也可以产生High-Low-High类型的时钟序列信号。图A-90为频率为lkHz、幅度为5V的Low—High—LOW类型时钟信号的设置情况。
6．Pwlin信号发生器图 Pwlin信号发生器即分段线性信号发生器，用来产生复杂波形的模拟
信号。该信号发生器的编辑对话框中包含一个图形编辑器，单击放置数据点，按住左键不放可以拖动数值点到其他位置，右击清除数值，按住Ctrl 键的同时右击则清除编辑器中的所有数值点。图A-88为幅值为5V的锯齿波信号设置及波形情况。
Switches & Relays Data Converters
表A-8 实验7的元件清单电路符号
元件名称
U1
AT89C51
X1/12MHz C1～C2/30pF
CRYSTAL CAP
C3/10μF
CAP-ELEC
R9 /10kΩ RV1～RV8/4.7KΩ
RES POT-HG
RP1
RESPACK-8
图A-90 时钟信号发生器的编辑对话框及其波形
9．DPattern信号发生器 DPattern信号发生器即数字模式信号发生器，可以产生任意形式的逻辑电平序列，可以产生上述所有数字信号。图A-91为高电平宽50ms、低电平宽10ms、共计10个输出的脉冲信号的设置情况。
图A-91 数字模式信号发生器的编辑对话框及其波形
图A-92 八通道数据采集系统仿真效果图
图A-86 Sine信号发生器的编辑对话框及其波形
5．Pulse信号发生器 Pulse信号发生器即脉冲信号发生器，该发生器可产生幅值、周期和脉冲上升/下降时间都可调的脉冲信号。图A-87为幅值为5V、频率为10Hz、高电平占空比为80％及上升/下降沿均为1μ s的脉冲信号设置及波形情况。

-基于Labview的多通道数据采集系统设计

第一节系统整体结构系统的整体组成结构是测量目标经过传感器模块后转换成电信号，在由信号调理模块对信号做简单的调理工作，例如，scc-sg04全桥应变调整模块，scc-td02模块，scc-rtd01热电偶热电阻制约模块等，将调理好的信号传送到数据采集模块中进行数据采集，然后在用软件进行特定的处理。

在采集的过程中同时将数据保存到指定数据库里。

如图4-1多通道数据采集系统硬件结构图所示。

图4-1 多通道数据采集系统硬件结构图第二节数据采集系统的硬件设计一、PC机传统仪器很多情况完成某些任务必须借助复杂的硬件电路，而由于计算机数据具备极强的信号处理能力，可以替代这些复杂的硬件电路，这便是虚拟仪器最大的特点。

数据采集系统能够正常运行的前提便是选择一个优良的计算机平台。

由于数据采集功能器件通常工作在工业领域中，往往伴随着强烈的振动，噪声，电源线的干扰和电磁干扰等。

为了保证记录仪正常的运行，设计系统时选定工业计算机。

考虑到计算机平台的可靠运行工业计算机通常采取了抗干扰措施。

另一方面的考虑是工业计算机通常具有很多类型的接口，这样有利于功能进一步的扩展。

二、传感器传感器设备能接受到来自测量目标发来的信号，而且把接受到的讯息，通过设定的变换比例将其改变成为电信号亦或其它形式，从而能够完成数据信号的处理、存储、显示、记录和控制等任务。

传感器是系统进行检测与控制的第一步。

三、信号调理经过传感器的信号大多是要经过信号调理才可以被数据采集设备所接收，调理设备能够对信号进行放大、隔离、滤波、激励、线性化等处理。

由于不同类型的传感器各有不同的功能，除了考虑一些通用功能之外，还要依据不同传感器的性质和要求来实现特殊的信号调理功能。

信号调理电路的通用功能由如下几个方面：（1）放大功能为了提高系统的分辨率以及降低噪声干扰，微弱信号必须要进行放大，从而使放大之后信号电压与模数转换的电压范围一致。

信号在经过传感器之后便直接进入信号调理模进行调理，这样就不易受到外部环境的影响，从而使得信噪比进一步的改善。

大容量多通道数据采集系统中的USB接口设计

ｒｎｐｉａｉｎｓｆＳｉｔｒａｅｂｏｍｅｎｃｅｓｎｙｗｉｓｅｄＴｈｅｐａｅｎｔａｌｏｃｓｓｏｎｔｎｔｏｄｅａｇｅｏｆａｐｌｃｔｏｏｒＵＢｎｅｆｃｅｃｓｉｒａｉｇｌｄｅｐｒｓｐｒｉｉｉｌｆｕｅｈｅｉｒｕｃｙ
ｆｒｓｆａｅｏＣｎｅｆｃｎｅＷＯｄｖｃｎｅｂｔｅｉｕｌｅａｐｒｎｙａｃ／ｋｌｒｒＥｖｎｔｌｙｏｏｔｒｆｗＰｉｔｒｅｕｄｒｔｅｉｅｄｖ￣ｅｗｅｎｖｒａｓｒｌｏａｄｄｎｍｉｉｂａｙａｔｉｔｎｉｅｕａｌ
．
ｏｆＦＴ２４ＲｈｉｆＵＳａｅｌａｈｅｄｅｉｎｔｅｎｓｔａｅａｒｗａｅｆｒＦＴ２ＰｃｐａＰＧＡｎｔｒａｅ５ｃｐｏＢｓｗｌｓｔｓｇｂｅｗｅｏｆｒｎｄｈａｄｒｏｗ４５．ｈｉｎｄＦｉｅｆｃｃｒｕｔｂｓｄＯ２１ｒｅａａｉｙａｄｍｕｌ～ｃｎｎｅａａＡｃｕｓｔｏｙｓｅ．ｉｃｉａｅＩａｇ —ｃｐｃｔｎ．ｔｈａｉｌｏｆＤｔｑｉｉｉｎＳｔｍＴｈｅｔａｒｓｅｔｄｓｇｌｎｎｈｅｐｐｅｅｋｓｏｕｅｉｎｐａｓ
．
ｔａｅｆｎａｕｔｔｅｉｎｆｒｓｔｒｈｅｐｐｒｂ￣ｂｏｈｅｄｓｇｏｆｗａｅＰＣｎｔｒａｅｂｅｎａｉｇｙｎａｃｌｉｒｒｏｕＣ６０ｉｏｉｅｆｃｙｍａｓｏｆｃｌｎｄｌｍｉｉｌｂａｙｆｎｄｏｎＶｎｋ

多路数据采集系统的设计毕业设计

多路数据采集系统设计序言随着计算机技术、电磁兼容技术、传感器技术和信息技术的飞速发展和普及，数据采集与处理系统得到了广泛的应用。

例如：在生产过程中，应用这一系统可对生产现场的工艺参数进行采集、监视和记录，为提高产品质量、降低生产成本提供信息和手段；在科学研究中，应用这一系统可获得大量的动态信号，是研究瞬间物理过程的有力工具，也是获得科学奥秘的重要手段之一。

总之，不论在哪个应用领域，数据采集与处理越及时，工作效率、性能价格比就越高，取得的经济效益就越好。

总之，数据采集是工、农业控制系统中至关重要的一环[1]。

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。

本毕业设计对一种多路数据采集系统进行了初步的研究，该多路数据采集系统能对多路模拟信号进行采集和处理。

系统以89C51为控制单元核心，利用模数转换器AD0809完成模数转换功能，结合单片机RS232串口功能，实现八路信号的采集、存储、显示及与PC机通信等功能，形成了良好的人机界面。

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]。

具有USB接口的多通道数据采集系统设计

小，为了减少实验成本，常常集合多个传感器同时做
一
速数据采集。
为了对模数转换器进行控制，本文选择了现场可编程门阵列（ＦＰＧＡ）。这是因为高速数据采集系统的下位机软件并不复杂，关键在于运行速度上，而ＦＰＧＡ的运行速度相对其他处理器具有很大的优势，完全能够满足高速数据采集系统对速度的要求Ｊ。ＰＣ机端的驱动程序是设计ＵＳＢ接口数据采集系统
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ａｍｕｌｔｉ — ｃｈａｎｎｅｌｄａｔａａｃｑｕｉｓｉｔｉｏｎｓｙｓｔｅｍｗｉｔｈＵＳＢｉｎｔｅｒｆａｃｅｗａｓｂｕｉｌｔｔｏｍｅｅｔｔｈｅｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｓｏｆｈｉｇｈ — ｓｐｅｅｄｍｕｌｔｉ — ｃｈａｎｎｅｌｄａｔａａｃｑｕｉｓｉｔｉｏｎ．ＩｔｈａｓａＵＳＢｃｏｎｔｒｏｌｃｈｉｐＣＹ６８０１３Ａ，ａｎＡＤＣＡＤ７６５６，ａｎｄｔｈｅＦＰＧＡｃｏｎｔｒｏｌｃｅｎｔｅｒ．Ｔｈｅｄａｔａｗａｓｔｒａｎｓｆｅｒｒｅｄｂｅｔｗｅｅｎｔｈｅｄａｔａａｃ．ｑｕｉｓｉｔｉｏｎｓｙｓｔｅｍａｎｄＰＣｖｉａｔｈｅＵＳＢｐｒｏｔｏｃｏｌ，ｗｈｉｃｈｉｎｃｒｅａｓｅｓｔｈｅｄａｔａｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎｒａｔｅａｎｄｉｓｅａｓｙｔｏｂｅｃｏｎｎｅｃｔｅｄｔｏａＰＣ．Ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｔｈａｔｈｉｔｓｓｙｓｔｅｍｃａｎｒｅｌｉａｚｅａｓｉｘ — ｃｈａｎｎｅｌｓｙｎｃｈｒｏｎｏｕｓａｃｑｕｉｓｉｔｉｏｎａｎｄｈｅｔｍａｘｓａｍｐｌｉｎｇｒａｔｅｃａｎｂｅ２５０ｋＨｚ，ａｎｄＳＯｉｔｃａｎｍｅｅｔｒｅｑｕｉｒｅ－

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2.2.1 8位A/D转换器与PC的接口
1. ADC0809的特点、结构、引脚功能 ADC0809由美国模拟器件公司生产。特点： ADC0809 是单片集成 8 位 A/D 转换器，采用 CMOS 工艺及逐次逼近转换原理，转换 1 次约 100μs。具有8路模拟输入通道，通道地址能进行锁存和译码，控制逻辑与微处理机兼容。转换后的数据具有三态输出和锁存功能，与微处理机可以直接相连。
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2.1.1 数据采集通道的特点
1. 常与测控计算机分开，放到被测对象现场。 2. 数据采集环境和采集对象多样，其设计方案可以各不相同。
3. 对于小信号检测，需要考虑抗干扰设计。
2.1.2 控制通道的特点
1. 小信号输出，大功率控制，需功率放大电路。 2. 当被控对象为强电磁部件时，需要采取抗干扰措施。
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1. 多路模拟开关用途：切换多路模拟量与公共的 A/D转换器之间的通道，实现多通道分时转换。应用：被测的多路信号变化缓慢、不要求高速采集、采用公共A/D转换器的场合。主要技术指标：导通电阻、导通时间、关断时的泄漏电阻、关断时间。产品：常用 CMOS 集成化多路模拟开关，如 AD7501 、 AD7503 （ 8 路输入， 1 路输出）、 AD7506（16路输入，1路输出）。
第2章测试系统的数据采集与控制接口技术
2.1 测控通道的特点与结构形式 2.2 数据采集通道接口设计 2.3 控制通道接口设计
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基本知识： 1. 在工程测试中，被测物理量大多数是模拟量。 2. 现代测试系统以计算机为核心，而计算机只能接收、处理和输出数字量。 3. 现代测试系统必须配置数据采集通道，在大多数情况也需配置控制通道。 4. 测控计算机包括单片机、其它微控制器、PC机、便携式计算机、工控机等。
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2.1 测控通道的特点与结构形式

本节主要内容： 2.1.1 数据采集通道的特点 2.1.2 控制通道的特点 2.1.3 测控通道的结构形式 1. 数据采集通道的结构形式 2. 控制通道的结构形式
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现代测试系统的操作过程：将被测信号输入数据采集通道，经计算机进行数据采集和加工处理后，显示、打印，或输出控制信号到控制通道，控制目标动作。
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2）输入信号为离散信号对离散信号，如数字信号、开关信号、脉冲信号，须经电平变换后，用并行、串行或其他数字接口进行传输。数据采集通道基本结构如图2-1所示。
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2013年10月24日源自2. 控制通道的结构形式 1）被控对象为数字或开关量控制装置计算机输出的数字信号，通过 I/O 接口经功率驱动后，可以直接控制数字或开关量控制装置。 2）被控对象为模拟量控制装置计算机输出的数字信号，需经D/A转换器转换为模拟电压或模拟电流控制信号，才能对模拟信号控制装置进行控制。
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2.1.3 测控通道的结构形式
1. 数据采集通道的结构形式 1）输入信号为模拟信号要用 A/D 或 V/F 转换器，将输入信号转换为计算机能识别的数字信号。同时，A/D或V/F转换器都有满量程输入时的幅度要求，且一般要求输入信号为电压信号，若传感器输出的信号不能满足这些要求，就要进行前置处理，如放大、变换等。
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首先介绍数据采集通道的基本组成。数据采集通道是外部模拟信号进入计算机的必经之路，是计算机测试系统必不可少的前向通道。数采通道组成：包括多路模拟开关（MUX）、采样 / 保持（ S/H ）电路、模 / 数（ A/D ）转换器及其接口电路。数据采集通道的组成框图如图2-3所示。
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分辨率：A/D转换器所能分辨的被测量的最小值。一般用转换器输出数字量的位数表示。一个n 位A/D转换器的分辨率等于最大允许的模拟输入量（满度值）除以2n。转换时间：A/D转换器从启动转换到转换结束所需的时间。转换速度：A/D转换器每秒内所能完成的转换次数。选择 ADC 时考虑的主要指标：分辨率、转换时间。
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3）通道抗干扰及功率驱动为提高控制通道抗的干扰能力，在通道中应加光电隔离；对大功率控制装置，应加功率驱动器。控制通道的基本结构如图2-2所示。
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2.2 数据采集通道接口设计

本节主要内容： 2.2.1 8位A/D转换器与PC的接口 2.2.2 12位A/D转换器与PC的接口 2.2.3 高速数据采集接口 2.2.4 隔离式数据采集接口
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3. A/D转换器（ADC）转换过程：采样、量化、编码。转换原理：逐次逼近式、双积分式等。主要技术指标：转换精度、分辨率、转换时间或转换速度。转换精度：分绝对精度和相对精度，即A/D 转换后的结果相对于实际值的最大偏差，以及该偏差相对于满量程值的百分比。
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2. 采样/保持电路用途：在A/D转换期间保持输入信号不变，以保证A/D转换的精度。状态：具有采样和保持两个状态。处于采样状态时，电路的输出始终跟随输入模拟信号；处于保持状态时，电路的输出保持着前一次采样结束前瞬时的输入模拟量。原理：采样/保持电路原理如图2-4所示。
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组成：保持电容器 CH ，输入和输出缓冲放大器A1、A2，工作方式控制开关S。主要技术参数：采样时间TAC，孔径时间TAP。
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产品：有多种集成采样/保持器。用于一般目的： AD 582、AD583、LF398等。用于高速场合： HTS-0025、HTS-0010、 HTC-0300D等。内设保持电路： AD398、AD585等。