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

的内存单元全部存上采集数据，当再次计数时，u19的A引脚置一，从而利用反向器使RS置零，此时三态门停止工作，A/D开始工作，RAM变为读取状态，同时计数器被清零。此时通过加在SC4的时钟脉冲使计数器开始工作，使RAM的单位逐渐加一，从而使A/D从000H—1FFH读出内存中的数据。

三、各部分电路原理图

1、模拟开关部分

IO1

通过控制两个压控开关来控制采集那一路信号。

2、D/A转换部分

Bus1

3、三态门驱动部分

3

该电路部分利用8个三态门制作成一个子电路。

3、RAM部分

4、十六位数码显示

DCD_HE X

X

两个十六位进制的数码管

5、A/D转换部分

SC1是A/D的是能电路。其电路为

U1A

74LS126D

U10A

74LS04N

IO1

IO3

IO4

6、逻辑控制与时钟电路

其中SC4是一与或非电路，其内部结构为：

四、仿真结果

1、进行一路数据的采集

图-原始信号与采集信号

不带刺的波形为从A/D输入的数据波形，带刺的波形是D/A从内存芯片中读出的数据波形。要想得到顺滑的波形需要加一个低通滤波器，此时输出地波形为：

图-原始信号与采集信号的滤波信号

2、进行两路信号的采集

采集两路信号并进行读出（第一路信号为一正玄波，第二路信号为三角波，其中平滑的为原始信号，带毛刺的为采集信号）

五：转换精度的分析

该采集系统的精度由采集的时钟频率决定，采集的时钟频率越高，采集的精度越高。

当采样频率为4KHZ时的原始波形（幅度大）和采样波形（幅度小）

当采样频率为10KHZ时的原始波形（幅度大）和采样波形（幅度小）。

当采样频率为100KHZ时的原始波形（幅度大）和采样波形（幅度小）。

由上面三幅图可见: 抽样频率越大，得到的波形越精确。但是，抽样频率越大，

会造成单位时间内占用的内存越大，导致采样的时间较短。

真正进行采样时可以根据所要求的精确度确定抽样频率，不

必苛求不高的抽样频率。

六、该电路实现的功能

在100KHZ的采集频率下，对2路信号采集，每路信号的采集时间为2.56ms，即每路信号占到256B的存储器，2路信号共采集 5.12ms,即占512B存储器000H—1FFH，（调整后最大可采集完16路，即4k存储器全部占满,此处是按照4K存储器所说，若存储器为2K则最大可采集八路），内存填满后在控制电路作用下，D/A开始从000H读取RAM中的数据(读取频率可通过调节计数器的时钟频率控制)，在同样是100KHZ的频率下5.12ms即可读完两路的采集数据,即从000H读到1FFH。