贵州大学数据采集作业

数据采集作业

——2017022139梅英杰

设计方案：

1.输入信号的放大

用正弦信号发生器产生信号：正弦波频

率为50Hz 幅值为10mv

讲信号放大100倍得到输出波形。图中

绿色为放大后的1v 正弦波。

放大电路原理图：

本设计选择的测量放大器是LM358集成运放芯片。采用两个反向放大电路进行级联，每一级的放大倍数为10倍。所以两级

级联之后的放大倍数为100倍，且输出信号的波形与输入信号同向。 2. 采样保持和A/D 转换：

本设计选用ADC0809作为A/D 转换器件。该芯片的主要性能如下：

1) 8路输入通道，8位A/D 转换器，也就是分辨率为8位

2) 转换时间100us(640KHz) 130us(500KHz) 3) 单个+5V 电源供电

4) 模拟输入电压范围0~+5V ，不需要零点和满刻度校准

5) 工作温度范围：-40~+85℃ 6) 低功耗，约15mw

基于ADC0809芯片具有以上几个特点，且满足我们的设计要求，所以本设计的A/D 转换器件就为ADC0809。

A/D 转换分两种情况：转换前有采样保持器；直接A/D 转换 这两种转换方式的差异会造成A/D 芯片能转换的输入信号的最大频率有所不同。 最大频率计算公式： 无采样保持：

其中t CONV 为A/D 转换时间。 有采样保持：

)

450*2sin(01.0π

π+=t

x

其中t AP为采样保持器的孔径时间。

因为t AP一般远远小于A／D转换器的转换时间t CONV，所以，有采样／保持器

的系统可采集的信号最高频率要大于未加

采样／保持器的系统。

根据计算无采样保持的信号最大输入频率：f max = 6.22Hz，我们的系统的输入信号频率为50Hz，所以无采样保持这种方案显然不符合要求，因此采用有采样保持器的转换方式。这里采样保持器我们选用的是AD582集成芯片。芯片特性如下：

1)有较短的信号捕捉时间，最短达6us。

2)有较高的采样／保持电流比，可达107。

3)输入信号电平可为电源电压±US 。

4)具有相互隔开的模拟地、数字地，从而提高了抗干扰能力。

5)具有差动的逻辑输入端。

6)AD582可与任何独立的运算放大器连接。

7)漏电流小3.单片机接口和串口通信

首先A/D转换的过程要通过单片机编程来控制，所以单片机要提供和ADC0809芯片的I/O接口，这里我们选择STC89C52RC 单片机。另外采集的结果要通过PC来进行观测，所以必须给系统提供一个单片机和PC之间的通信接口，这里我选择串口通信，原因是串口通信比较简单，没有复杂的通信协议，容易实现，成本也比较低。