基于MAX1241的数据采集系统设计
智能电网数据自动采集系统设计与实现
智能电网数据自动采集系统设计与实现随着电网技术的不断进步,智能电网的建设已经成为未来的发展方向。
智能电网将在能源领域、信息领域、消费者领域、环保领域等方面实现巨大的改进和提升。
在智能电网建设过程中,数据采集是一个非常关键的环节。
在传统的电力监控中,需要耗费大量人力和物力对电力数据进行收集和分析。
而在智能电网中,需要采用先进的数据自动采集系统来处理这个问题。
设计实现一个智能电网数据自动采集系统,需要考虑到电网大规模的分布式架构、大量的实时数据的传输、安全性等问题。
本文将介绍智能电网数据自动采集系统的设计和实现。
1. 智能电网数据自动采集系统的设计在智能电网数据的自动采集系统中,主要的工作是将传统的人工数据采集方式替换为自动化方式。
数据采集的方式是通过传感器或其他设备实时采集电网中的信息,将数据通过网络传输到数据中心进行处理。
在实现上,可以将数据采集系统分为三个层次:采集层、传输层、数据处理层。
1.1 采集层采集层是智能电网数据自动采集系统的第一层,主要功能是实时收集各个电力站点的数据。
该层需要使用高精度的传感器或其他设备,将电力站点内部的数据采集下来。
由于电网应用分布式架构,每个电力站点需要将采集到的数据传输到数据中心进行处理和分析。
1.2 传输层传输层是智能电网数据自动采集系统的第二层,主要功能是将采集到的数据传输到数据中心进行分析。
传输层需要使用高速、可靠的网络进行数据传输。
智能电网中的数据量非常大,需要传输大量的实时数据。
因此,传输层需要使用高带宽、低延迟的通信网络,这样可以更有效地传输大量的数据。
对于大量的数据流,需要使用数据压缩技术来减小数据包的大小,提高传输效率。
1.3 数据处理层数据处理层是智能电网数据自动采集系统的第三层,主要功能是对采集到的数据进行处理。
这个层次一般可以使用数据仓库或其他数据处理系统来对数据进行处理。
在数据处理过程中,需要使用一些数据挖掘和分析工具来发现数据的潜在价值。
119. 测控技术中的数据采集系统如何设计?
119. 测控技术中的数据采集系统如何设计?119、测控技术中的数据采集系统如何设计?在测控技术领域,数据采集系统是获取和处理各种物理量、环境参数等信息的关键环节。
它就像是一双敏锐的眼睛,能够捕捉到我们所需的各种数据,并将其转化为有价值的信息,为后续的分析、控制和决策提供坚实的基础。
那么,如何设计一个高效、准确且可靠的数据采集系统呢?首先,我们需要明确数据采集系统的需求和目标。
这包括要采集哪些类型的数据,比如温度、压力、湿度、电流、电压等等;采集的频率是多少,是每秒采集几次还是每分钟采集几次;数据的精度要求有多高,是精确到小数点后几位;以及数据的存储和传输方式等。
只有清楚地了解这些需求,才能为后续的设计工作指明方向。
在确定了需求之后,接下来就是选择合适的传感器。
传感器是数据采集系统的“触角”,它负责将物理量转化为电信号。
不同的传感器适用于不同的测量对象和测量范围。
例如,测量温度可以使用热电偶、热敏电阻或红外传感器;测量压力可以使用应变式压力传感器、电容式压力传感器等。
在选择传感器时,需要考虑测量范围、精度、响应时间、稳定性、可靠性以及成本等因素。
同时,还要确保传感器能够与后续的信号调理电路和数据采集设备兼容。
信号调理电路是数据采集系统中的重要组成部分。
传感器输出的电信号往往比较微弱、含有噪声或者是非标准的信号形式,需要经过信号调理电路进行放大、滤波、线性化等处理,以提高信号的质量和可用性。
放大电路可以将微弱的信号放大到合适的幅度,便于后续的处理;滤波电路可以去除信号中的噪声和干扰,提高信号的纯度;线性化电路则可以将非线性的传感器输出信号转换为线性信号,方便后续的计算和分析。
数据采集设备是将调理后的信号转换为数字信号并进行存储和处理的关键部件。
常见的数据采集设备有数据采集卡、单片机、嵌入式系统等。
数据采集卡通常安装在计算机中,通过计算机的软件进行控制和数据处理;单片机和嵌入式系统则具有体积小、功耗低、可靠性高等优点,适用于一些对体积和功耗有严格要求的场合。
超宽带数据采集系统设计
超宽带数据采集系统设计摘要:针对宽带接收机数字化、小型化和智能化的发展趋势,本文采用超宽带高速跟踪/采样保持电路+超高速模数转换器设计了一款超宽带采集系统。
本文详细介绍了系统的工作原理和采集卡设计,并完成参数测试。
通过测试结果分析,表明本系统能够实现对宽带信号直接采样。
关键词:采样保持模数转换0 引言随着超短波和微波通信的高速发展,超宽带通讯已经成为了研究热点,作为核心的宽带接收机也应用越来越广泛。
而随着数字化、小型化和智能化的发展,宽带接收机广泛采用软件无线电[1]的理念来设计无线电接收机。
软件无线电接收机要求射频前端电路能够接收不同通信频段的信号[2],而射频直接采样接收机,只设计单个射频接收前端电路来接收多个频段的信号,具有宽带特性,是目前研究的热点。
射频直接采样接收机的核心器件是射频直接采样转换器,目前,国内外还没有直接单片集成实现10GHz以上带宽的电路,因此射频直接采样接收机在超宽带通讯中应用受到极大制约。
采用现有模数转换器件很难满足超宽带通讯的需求,因此本文在模数转换器前端采用超宽带高速跟踪/采样保持电路(Track & Hold Amplifier ,THA),以实现对超宽带信号的直接采样数字化。
1.采集系统原理设计图1 图1 采集系统硬件框图本文采集系统工作时,首先采用低噪声高频滤波器对接收到的高频模拟信号进行降噪处理,然后将处理后的信号输入采样保持电路,将高频信号转为中低频信号,接着高速时钟电路发出控制时序,保证信号由采样保持电路输入超高速模数转换器电路,并在超高速模数转换器电路中将模拟信号向数字信号转换,最后输出到终端设备。
采集系统硬件框图见图1所示,该采样系统主要由三部分组成。
1.1.采样保持电路采样保持电路[3]的功能是将高频信号转换为带宽相对较低的信号,成为能够被模数转换器直接进行处理的信号,从而实现宽带信号的接收。
采用合适的采样保持电路可以使超宽带信号采样系统大幅度拓宽输入信号的带宽,并且可以大幅改善高频信号的线性度。
基于DSP和MAX1420的高速数据采集系统设计
基于DSP和MAX1420的高速数据采集系统设计数据采集系统是通信与信息技术领域中重要的功能模块,应用广泛。
而传统的数据采集系统大多以或中规模数字为核心,其模数转换器(A/D 转换器)采样速率较低。
明显传统数据采集系统不能彻低满足高速、高精度及具有数字信号处理功能要求,因此,这里提出一种基于TMS320C6713和A/D转换器和MAX1420的高速数据采集系统。
该系统采纳DSP控制MAX1420实现高速数据采集,完成须要的数据通信与数据存储功能。
其中,数据通信是将系统所采集的数据经通信接口传给上位机;而数据存储是系统存储须要数据,防止因为系统掉电而走失数据。
另外,DSP除完成系统控制外,还可通过编程设置实现对采集数据举行实时数字信号处理。
从而实现多种信号采集的开放式系统设计。
2 系统硬件设计2.1 系统整体结构设计该高速数据采集系统选用TI公司的TMS320C6713型DSP作为核心控制器,内核采纳超长命令字(VLIW)体系结构,8个功能单元共用32个32位通用寄存器.最多可在一个周期内同时执行8条32位命令,提高程序执行速度;具有32位外部存储器接口(EMIF),寻址空间可达52 MB;可与SDRAM、SBRAM实现无缝衔接,用于大容量高速存储:挺直异步存储接口可与SRAM、EPROM衔接,用于小容量数据存储和程序存储:具有16个自立的EDMA传输通道。
在CPU不干预的状况下,支持多路数据的自立迅速传输;具有两个支持全双工通信的多通道缓冲串口McBSP。
另外,TMS320C6713便于扩展存储器和I/O接口。
其在片内不易受干扰,且应用体积小,简单实行屏蔽措施,故可工作在电磁干扰较强的环境下,牢靠性高。
TMS320C6713采纳增加型哈佛结构,可以完成并行命令操作。
片上还集成有40位算术规律单元ALU,2个17位×17位硬件乘法器等功能部件。
以TMS320C6713为核心的数据采集系统的整体结构1所示。
数据采集系统设计
目录摘要 (1)1 引言 (2)1.1 数据采集系统的简介. (2)1.2 课程设计内容和要求 (3)1.3 设计工作任务及工作量的要求 (3)2 内容提要 (3)3 系统总体方案 (3)3.1 系统设计思路 (3)3.2 系统总体框图 (4)4 硬件电路设计及描述 (4)4.1 8253芯片及工作原理 (4)4.1.1 基本组成及工作原理 (4)4.1.2 8253与系统连接 (5)4.2 ADC0809内部功能与引脚介绍 (5)4.2.1 引脚排列及各引脚的功能 (6)4.2.2 ADC0809工作方式 (7)4.2.3 ADC0809与系统连接 (8)4.3 单片机89C51的引脚与功能介绍 (8)4.4 8255并行口芯片基本组成及工作原理 (10)4.4.1 8255的内部结构 (11)4.4.2 8255的工作方式 (12)4.2.3 8255与系统连接 (12)4.5 LED显示部分接线及工作原理 (13)4.5.1 LED显示工作原理 (13)4.5.2 LED显示部分接线 (14)4.6 总体电路图 (14)5 软件设计流程及描述 (15)5.1 主程序设计思路 (15)5.2 部分程序设计流程图 (16)5.2.1 8253程序流程图 (16)5.2.2 8255程序流程图 (17)5.2.3 数据处理流程图 (17)5.2.4 LED显示流程图 (17)5.3 汇编语言程序清单 (18)5.4 仿真结果 (21)6 课程设计体会 (21)参考文献 (23)摘要数据采集是从一个或多个信号获取对象信息的过程。
随着微型计算机技术的飞速发展和普及,数据采集监测已成为日益重要的检测技术,广泛应用于工农业等需要同时监控温度、湿度和压力等场合。
数据采集是工业控制等系统中的重要环节,通常采用一些功能相对独立的单片机系统来实现,作为测控系统不可缺少的部分,数据采集的性能特点直接影响到整个系统。
(完整版)基于单片机的模拟量数据采集系统设计本科毕业设计
基于单片机的模拟量数据采集系统设计摘要随着计算机技术的飞速发展和普及,数据采集系统也得到了广泛的应用。
微机在通用自动化、信息处理、信息系统等方面得到广泛的应用。
在冶金、化工、医疗等应用场合,需要对很多信号进行采集,预处理,暂存和对上位机的传输。
再由上位机对数据进行分析处理。
本文设计的模拟量采集系统采用上位机、下位机通信方式运行。
由上位机实现对下位机的控制和数据采集的显示,下位机实现模拟量的采集过程。
下位机硬件设计采用AT89C52单片机为控制核心,采用ADC0808将模拟量进行转化为数字量进行采集,完成了模拟量采集系统的硬件设计。
采用RS-232进行串口通信。
结果证明,该设计方法可行,实现了离散量采集系统的自动化,克服了传统数据采集的弊端,应用具有良好的前景和使用价值。
关键词:模拟量采集系统;单片机;通信AbstractAlong with the rapid development of computer technology and popularization, data acquisition system is also widely application. Microcomputer is widely applied in general automation, information processing and information system etc . Signal acquisition, pretreatment, temporary and PC transmission is needed by metallurgy, chemical, medical care and other applications。
The design is a discrete variables acquisition system with upper and lower operating mode. The PC machine controls the lower machine and display the date, and the lower machine realizes data collection. Hardware design of digital machines AT89C52 single-chip design Used for RS-232 serial communication, you can relay through the computer to control the realization of the bright lights out billiards control and manual control switch can monitor. The results proved that the design method is feasible to achieve a billiards automated agency management system to overcome the drawbacks of traditional management methods, the application system; communication目录1 绪论 (1)1.1 课题背景 (3)1.2 课题相关技术 (4)1.3 课题任务及要求 (9)1.4 课题内容及安排 (10)2 系统方案设计 (12)2.1 方案设计原则 (12)2.2 方案设计 (13)3 系统硬件设计与设备选型 (15)3.1 单片机模块 (15)3. 1.1 AT89C52介绍 (16)3.1.2 单片机最小系统 (27)3.2 AD转换模块 (30)3.2.1 AD转换 (30)3.2.2 ADC0808介绍 (30)3.3 输入模块 (35)3.4 串口模块 (36)3.5 电源模块 (41)3.6 设备选型 (43)4 系统软件设计与实现 (44)4.1 软件编程介绍 (45)4.2 系统软件方案设计 (48)4.2.1上位机设计部分 (48)4.2.2 下位机设计部分 (50)5 系统集成与调试 (51)5.1 Keil软件开发平台介绍 (51)5.2 调试分析 (52)5.3 调试步骤 (53)5.4 故障调试及解决方式 (54)5.5 联调结果 (55)结论 (56)社会经济效益分析 (57)参考文献 (59)致谢 (62)附录Ⅰ原理图 (64)附录Ⅱ元器件清单 (65)附录Ⅲ程序清单 (66)1 绪论目前单片机渗透到我们生活的各个领域,几乎很难找到哪个领域没有单片机的踪迹。
高精度4通道同步数据采集系统设计与实现的开题报告
高精度4通道同步数据采集系统设计与实现的开题报告一、选题背景数据采集系统是现代自动化领域的重要组成部分,广泛应用于工业控制、科学研究和实验室测试等领域。
随着科技和工业不断进步,数据采集系统也面临着不断提高精度和可靠性的需求。
特别是在一些高精度实验中,数据采集系统的精度直接影响到实验的准确性和可信度。
因此,设计一种高精度的数据采集系统,具有重要的意义。
在实际应用中,很多实验需要同时采集多个信号,并实现同步采集和处理。
例如高精度的声学信号处理、多通道的心电图数据采集、医学图像处理等领域都需要实现同步的数据采集。
传统的数据采集系统难以满足这些应用的要求,因此需要设计一种高精度4通道同步数据采集系统。
二、选题意义1. 增强数据采集系统的精度和可靠性设计高精度4通道同步数据采集系统可以提高数据采集的准确性和可靠性,满足一些高精度实验的要求。
2. 推动科学技术进步高精度4通道同步数据采集系统可以用于一些高精度实验中,具有推动科学技术进步的作用。
3. 增强数据采集系统在实际应用中的适用性现代化工、电力、交通、军事等领域的自动化系统需要高精度的数据采集系统来实现各项操作,设计高精度4通道同步数据采集系统可以推动数据采集系统在实际应用中的适用性。
三、研究内容和技术路线本项目旨在完成一种高精度4通道同步数据采集系统,主要研究内容包括:1. 确定数据采集系统的参数和技术指标。
2. 选择合适的硬件平台,进行数据采集卡的选型。
3. 利用FPGA进行数据采集卡的开发,实现多通道同步采集和处理。
4. 设计数据采集系统的软件界面,实现数据的实时显示和存储。
本项目将采用以下技术路线:1. 硬件采用高速ADC芯片与FPGA模块结合实现高速的多通道数据采集。
2. 软件采用基于Python的高效数据处理算法,同时结合图像处理技术实现数据显示等功能。
四、预期成果1. 完成一种高精度、高可靠性的4通道同步数据采集系统。
2. 实现数据采集系统的硬件设计和软件设计。
数据采集系统的设计与实现
数据采集系统的设计与实现(总19页)--本页仅作为文档封面,使用时请直接删除即可----内页可以根据需求调整合适字体及大小--长江大学工程技术学院课程设计报告课设题目数据采集系统的设计与实现课程名称汇编语言+微型计算机技术系部信息系班级学生姓名学号序号指导教师时间2012年8月28日~2012年9月9日目录目录长江大学工程技术学院 .......................................... 错误!未定义书签。
一、设计目的 .......................................................... 错误!未定义书签。
二、设计内容 .......................................................... 错误!未定义书签。
三、硬件设计及分析............................................... 错误!未定义书签。
1.总体结构图.................................................. 错误!未定义书签。
2.各部件端口地址设计及分析 ......................... 错误!未定义书签。
3.各部件的组成及工作原理 ............................. 错误!未定义书签。
四、软件设计及分析............................................... 错误!未定义书签。
1.总体流程图.................................................. 错误!未定义书签。
2.主要程序编写及分析..................................... 错误!未定义书签。
五、系统调试 .......................................................... 错误!未定义书签。
基于nRF24E1的多通道数据采集系统的设计
基于nRF24E1的多通道数据采集系统的设计
彭其圣;陈军波;彭建盛
【期刊名称】《中南民族大学学报(自然科学版)》
【年(卷),期】2005(024)003
【摘要】设计了以系统芯片nRF24E1为核心的多通道数据采集系统,对该系统的软硬件结构进行了详细的描述.该系统能提取强噪声背景下的弱电信号,并以短距离无线通信的方式传送数据,具有使用方便、操作简单、可移动等特点.
【总页数】4页(P54-57)
【作者】彭其圣;陈军波;彭建盛
【作者单位】中南民族大学,电子信息工程学院,武汉,430074;中南民族大学,电子信息工程学院,武汉,430074;中南民族大学,电子信息工程学院,武汉,430074
【正文语种】中文
【中图分类】TP336
【相关文献】
1.基于nRF24E1的无线数据采集系统的设计 [J], 杨浩;吴皓莹
2.基于nRF24E1温室无线数据采集系统的设计 [J], 许志荣;邓志辉;施虹
3.基于nRF24E1的无线数据采集系统设计 [J], 陈涛
4.基于nRF24E1的无线数据采集系统设计 [J], 陈涛
5.基于NRF24E1无线奶牛体温数据采集系统设计 [J], 郑艳欣;钱东平;霍晓静;王辉因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。
医学信号数据采集系统设计
分辨率取决于A/D转换器的位数,习惯上 以输出二进制数的位数来表示。
如ADC0809转换器的分辨率为8位,表示 可以用28个二进制数对输入模拟量进行量化, 其分辨率为1LSB(最低有效位值),若最大 允 许 输 入 电 压 为 10V , 则 1LSB==10V/ 28 =39.06mV。
数字化医疗仪器
第二章 医学信号 数据采集系统设 计
编辑课件
数据采集系统是医学信号数字化的基础
人体的各种物理量,如生物电位、心音、 体温、血压、血流、肌电、脑电、神经传导速 度等,采用各种传感器将其变成电信号,经由 诸如放大、滤波、干扰抑制、多路转换等信号 检测及预处理电路,将模拟量的电压或电流送 模/数转换器(A/D),变成适合于微处理机使 用的数字量供系统处理。
MOV
MOV
MOVX
MOV
WAIT: DJNZ
MOVX
MOV
DPTR,#0FEFFH
A,#00H
;赋通道0地址
@DPTR,A ;启动IN0转换
R2,#40H
R2,DLY
;延时约120uS
A,@DPTR
30H,A
;结果存30H
编辑课件
c.中断方式
主程序:
MOV DPTR,#0FEFFH
MOV A,#00H
;赋通道0地址
MOVX @DPTR,A ;启动IN0转换
MOV R2,#20H
DJNZ R2,DLY
;延时,等待EOC变低
JB
P3.3,WAIT ;查询,等待EOC变高
MOVX A,@DPTR
MOV 30H,A
;结果存30H
论基于MATLAB的数据采集与分析系统设计(doc 6页)
论基于MATLAB的数据采集与分析系统设计(doc 6页)试论基于MATLAB的数据采集与分析系统设计论文摘要:利用数据采集卡构建的数据采集系统一般价格昂贵且难以与实际需求完全匹配。
声卡作为数据采集卡具有价格低廉、开发容易和系统灵活等优点。
本文详细介绍了系统的开发背景,软件结构和特点,系统地分析了数据采集硬件和软件设计技术,在此基础上以声卡为数据采集卡,以MATLAB为开发平台设计了数据采集与分析系统。
本文介绍了MATLAB及其数据采集工具箱, 利用声卡的A/ D、D/ A 技术和MATLAB 的方便编程及可视化功能,提出了一种基于声卡的数据采集与分析方案,该方案具有实现简单、性价比和灵活度高的优点。
用MATLAB 语言编制了相应软件,实现了该系统。
该软件有着简洁的人机交互工作界面,操作方便,并且可以根据用户的需求进行功能扩充。
最后给出了应用该系统采集数据的应用实例。
1绪论1.1 课题背景数据也称观测值,是实验、测量、观察、调查等的结果,常以数量的形式给出。
数据采集,又称数据获取,就是将系统需要管理的所有对象的原始数据收集、归类、整理、录入到系统当中去。
数据采集是计算机管理系统使用前的一个数据初始化过程。
数据采集技术广泛引用在各个领域。
比如摄像头,麦克风,都是数据采集工具。
数据采集(Data Acquisition)是将被测对象(外部世界、现场)的各种参量(可以是物理量,也可以是化学量、生物量等)通过各种传感元件作适当转换后,再经信号调理、采样、量化、编码、传输等步骤,最后送到控制器进行数据处理或存储记录的过程。
被采集数据是已被转换为电讯号的各种物理量,如温度、水位、风速、压力等,可以是模拟量,也可以是数字量。
采集一般是采样方式,即隔一定时间(称采样周期)对同一点数据重复采集。
采集的数据大多是瞬时值,也可是某段时间内的一个特征值。
准确的数据测量是数据采集的基础。
数据测量方法有接触式和非接触式,检测元件多种多样。
数据采集系统设计
毕业论文论文题目:数据采集系统设计摘要数据采集技术是以模拟信号处理、数字化、数字信号处理和计算机等高科技为基础而形成的一门综合技术,是联系模拟世界和数字世界的桥梁。
数据采集系统的核心部分主要是靠单片机来实现的,在任何单片机测控制系统中,都是从尽量快速、尽量准确、尽量为完整地获得数字形式的数据开始的,因此,数据采集系统作为沟通模拟域与数字域的必不可少的桥梁起着非常重要的作用。
本系统是运用VB编制上位机数据处理及显示程序,上位机通过命令可以控制下位机进行连续数据采集和单次数据采集,并可以通过命令停止下位机的数据采集。
本文是Atmega8515单片机的一种应用,其主要功能就是实现一路模拟量从一个终端到另一个终端的采集、传输,这种系统在工业控制,智能仪表中广泛应用。
关键词:单片机数据采集系统模拟量AbstractData collection technology is analog signal processing, digital, digital signal processing and high-tech computer-based form of an integrated technology, it is a bridge which contacts simulated world and the digital world.Data Acquisition System core microcontroller is mainly achieved in single-chip computer test control system, it begins from completing access to the data in digital form as rapid and as accurately as possible, data acquisition system as a communication with the digital domain simulation domain of the essential bridge plays a very important role.Keywords : Single-chip computer Data acquisition system Analog目录第一章绪论 (1)第二章系统总体设计方案 (4)2.1系统设计要求 (4)2.2系统总体方案 (4)第三章系统硬件电路设计 (5)3.1A TMEGA8515单片机最小系统 (5)3.1.1A TMEGA8515简介 (5)3.2显示器接口电路 (9)3.3键盘接口电路 (13)3.4A/D转换器接口电路 (14)3.5D/A转换器接口电路 (16)3.6串口通信接口电路 (18)第四章系统软件设计 (20)4.1下位机软件设计 (20)4.2上位机软件设计 (32)结论 (37)参考文献 (37)致谢 (39)第一章绪论数据采集系统正如名字所暗示的,是一种用采集信息成文件或分析一些现象的产品或过程,在最简单的形式中,技术人员将烤箱的温度记录在一张纸上就是数据采集。
基于MAX1415的温度采集系统设计
rq i me t C n lso W i h h rceit s, tbeo eaina d te c n e in ein o ot r n ad r e ur e n. o cu in t te c aa trs c o sa l p rt n h o v ne td s fsf e a d h rwae, h i f o g wa
Ke r s t mp rt r e s r p ai u rssa c A/ c n e e ;e e a u e c l ci g s se ; U y wo d e e au e s n o ; ltn m e itn e; D o v r r t mp r t r ol t y t m MC t e n
PL A.He t g r n e wa f m o m e e au e t 3 0 ai a g s r n o r o t mp r tr o 0 % a d tmp r t r c nr l a c r c a ± . 5 ℃ n e e au e o to c u a y w s 0 0 fr d s n 0 e i g
tea pi t no su et a r h ftr emaktC ie e Me i l q ime t o ra,0 ,2( ) 1 — h p l a o fnt m n hsabi tuuei t re. hn s d a E up n un l 1 3 2 :4 ci i r g nh [ c J 2 1 1] 6
De eo me to mp r t r l ci gS se Ba e n A/ Co v re AX1 1 v lp n fTe e a u e Col tn y tm sd o D n e trM e 45
数据采集及处理系统设计
数据采集及处理系统的设计1绪论数据采集系统作为沟通模拟域与数字域的必不可少的桥梁有着非常重要的作用。
本文介绍的重点是数据采集系统。
数据采集与通信控制采用了模块化的设计,数据采集与通信控制采用了单片机8051来实现,硬件部分是以单片机为核心,还包括模-数转换模块,显示模块,和串行接口部分,还有一些简单的外围电路。
8路被测电压通过通用ADC0809模-数转换,实现对采集到的数据进行模拟量到数字量的转换,由单片机对数据进行处理,用LCD显示模块来显示所采集的结果,并将数据通过串行口传输到PC机上,MCU与 PC机间的电平匹配采用MAX232接口芯片,由PC机完成数据接收和显示,VB程序编写了更加人性化的人机交互界面。
在任何计算机测控系统中,都是从尽量快速,尽量准确,尽量完整的获得数字形式的数据开始的,因此,数据采集系统作为沟通模拟域与数字域的桥梁起着非常重要的作用。
70年代初,随着计算机技术及大规模集成电路的发展,特别是微处理器及高速A/D转换器的出现,数据采集系统结构发生了重大变革。
原来由小规模集成的数字逻辑电路及硬件程序控制器组成的采集系统被微处理器控制的采集系统所代替。
因为由微处理器去完成程序控制,数据处理及大部分逻辑操作,使系统的灵活性和可靠性大大的提高,系统的硬件成本和系统的重建费用大大的降低。
2方案设计2.1 设计原理数据采集和处理是计算机控制系统的重要组成部分,在工业控制机和生产过程之间,要对生产过程进行实时控制,就要实时的了解生产状态,这就要求采集大量的模拟信号或数字信号进行分析,并输出有一定意义的、更直观和易于理解的模拟量或数字量,以对控制进行指导,调整控制方案。
随着自动控制的发展,数据采集及处理将会得到越来越多的应用。
本次设计要求设计一个64路巡回数据采集及处理系统,系统循环周期为1秒,16路模拟信号输入,16路开关信号输入,16路模拟输出,16路数字输出。
数据采集及数据处理的过程比较简单,很直观的想象为采集数据,输入到CPU,输出数据。
max1241--MCS51与AD、DA的接口
教学目的和要求
本章主要介绍A/D和D/A转换的原理, 本章主要介绍A/D和D/A转换的原理, A/D 转换的原理 几种典型的A/D D/A电路以及MCS-51单片 A/D和 电路以及MCS 几种典型的A/D和D/A电路以及MCS-51单片 机的接口方法, 机的接口方法,包括硬件电路和硬件应用 实例。重点掌握A/D D/A的转换原理及与 A/D和 实例。重点掌握A/D和D/A的转换原理及与 MCS-51系列单片机接口的设计 系列单片机接口的设计。 MCS-51系列单片机接口的设计。
A/D 转 换 器 的 接 口 技 术
目前常用单片A/D转换器的输出形式大致可分为 转换器的输出形式大致可分为 目前常用单片 并行、串并行和串行输出三种。 并行、串并行和串行输出三种。 并行输出A/D转换器接口 转换器接口 并行输出
并行输出A/D转换器是以位并行的形式输出。它通过I/O口 转换器是以位并行的形式输出。它通过 口 并行输出 转换器是以位并行的形式输出 与微机连接,其接口包括三态缓冲器、 与微机连接,其接口包括三态缓冲器、状态应答和地址选 择等部分,这些部分可以集成于A/D转换器之内,也可以 择等部分,这些部分可以集成于 转换器之内, 转换器之内 包含在由CPU、I/O端口及内存等组成的单片机内。其接 包含在由 、 端口及内存等组成的单片机内。 端口及内存等组成的单片机内 口的一般形式可用图9-2来表示。 口的一般形式可用图 来表示。 来表示
高于8位 高于 位ADC接口的一般形式 接口的一般形式
SIM300和nRF24LE1的多通道无线数据采集系统设计
系 统 主 要 由 数 据 采 集 终 端、无 线 传 输 模 块 nRF24LE1、SIM300 模 块 和 网 络 监 控 平 台 4 部 分 组 成,如 图1所示。
图 1 系 统 结 构 框 图 数据采集终端包 括 各 种 传 感 器 、监 控 设 备 等,采 集 到 的 数 据 通 过 无 线 模 块 nRF24LE1 发 送 出 去,接 收 端 nRF24LE1判断来自哪个通道 的 信 息 通 过 串 口 与 SIM300 模块通信,SIM300模块 将 信 息 通 过 网 络 传 递 给 手 机 终 端 和服务器,实现网络 传 输,使 用 户 及 时 有 效 地 对 数 据 检 测 和控制。同时服务器可以保存大量数据 ,以便后续查 询 等 其他操作。
nRF24LE1提 供 QFN24、QFN32、QFN48 多 种 封 装, 为了更好地扩展片外设备 ,本文采用了 QFN48封装,原理 图如图3所示。
图 3 nRF24LE1 的 原 理 图 nRF24LEl 内 部
8051核 使 用 内 置 的 一 个 SPI 接 口, 来 控 制 nRF24L01 + 射 频, nRF24LEl的 P0 口 为 双 向引脚,在 使 用 前 必 须 由 寄 存 器 P0DIR 来 配 置 I/ O 口 方 向。nRF24LE1 融 合 了 Enhanced Shock- Burst 技 术,Enhanced ShockBurst[3]重 要 性 在 于 器件内部能够自动 完 成 包的装配和装配时 间 处 理。当 发 送 数 据 时 只 需 将数 据 放 入 TXFIFO 缓 存器中,自 动 加 入 前 导 码 和 CRC 校 验 码,打 包 后 一起发送 出 去 即 可,发 送 结束后立即转入接 收 模
一种基于matlab的数据采集系统的制作方法
一种基于matlab的数据采集系统的制作方法一种基于matlab的数据采集系统的制作方法本发明公开了一种基于matlab的数据采集系统,包括:互相连接的数据采集模块、数据库模块和matlab数据分析模块,所述数据采集模块用于实现信号采集功能,其包括互相连接的传感器、信号调理电路和数据采集卡、以及安装所述数据采集卡和matlab软件的PC机;所述数据库模块用于存储数据采集模块获取的数据并保存为文件;所述matlab数据分析模块用于从数据库模块中读取数据并对数据进行分析,其包括数据频谱分析、数据功率谱分析。
通过上述方式,本发明是一种只利用计算机本身的硬件资源和matlab平台软件开发的数据采集与分析系统,结构简单,设备量小,灵活性高,造价低,能满足中小规模的集中数据采集要求。
【专利说明】—种基于matlab的数据采集系统【技术领域】[0001]本发明涉及信息软件领域,特别是涉及一种基于matlab的数据采集系统。
【背景技术】[0002]数据采集系统的主要任务对生产、试验现场的各种参数如温度、压力、流量、位移等模拟量进行采集,转换成计算机可接受的数字序列,然后进入计算机,针对不同的需要由计算机做相应的存储、处理、显示或打印。
在当今社会的各个领域,包括科研和试验研究,数据采集系统有着不可替代的作用,数据采集和处理得越及时,工作效率就越高,取得的经济效益就越大。
数据采集系统性能的好坏主要取决于它的精度和速度,该数据采集系统再保证精度的条件下,还要尽可能地提高采样速度,以满足实时采集、实时处理和实时控制的要求。
[0003]Matlab是MatWorks公司开发的,目前国际上最流行、应用最广泛的科学工程计算软件,它广泛应用于自动控制、数学运算、信号分析、计算机技术、图像处理、财务分析、航天工业、汽车工业、生物医学工程、语言处理和雷达工程等各行业,也是国内外高校和研究部门进行许多科学研究的主要工具。
由于它具有强大的计算和绘图功能,大量稳定可靠的算法库和简洁高效的编程语言,已成为数学计算工具方面事实上的标准。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
相较于数据采集板卡成本和功能的限制,单片 机具多功能、高效率、高性能、低电压、低功 耗、低价格等优点。这就使得以单片机为核心 的数据采集系统在许多领域得到了广泛的应用。 数据采集技术已经成为一种专门的技术,在工 业领域得到了广泛的应用。
研究综述
我国的数字地震观测系统主要采用TDE-124C型TDE224C型地震数据采集系统。近年来,又成功研制了动 态范围更大、线性度更高、兼容性更强、低功耗可靠 性的TDE-324C型地震数据采集系统。 在国外,受需求牵引,新一代机载数据采集系统为满 足飞行实验等领域的应用也在快速地发展。如爱尔兰 ACRA公司2000年研发推出的新一代KAM500机载数 据采集系统,到了2006年,本系统采用16位(A/D)模 拟数字变换,总采样率达500K/S, 可以利用方式组成 高达1000通道的大容量的分布式采集系统。
LCD1602液晶也叫1602字符型液晶,它是一种专门用来显示字 母、数字、符号等的点阵型液晶模块,它有若干个5×7或者 5×11等点阵字符位组成,每个点阵字符位都可以显示一个字 符。 内含复位电路 提供各种控制命令,如:清屏、字符闪烁、光标闪烁、显示移位 等多种功能 有80字节显示数据存储器DDRAM 内建有160个5×7点阵的字型的字符发生器CGROM 8个可由用户自定义的5×7的字符发生器CGRAM 字符型LCD1602通常有14条引脚线或16条引脚线的LCD,多出 来的2条线是背光电源线VCC(15脚)和地线GND(16脚)
系统硬件框架设计
硬件连接图
软件部分
KeilUvision2 提供了包括C编译器、宏汇编、 连接器、库管理和一个功能强大的仿真调试器 等在内的完整开发方案,通过一个集成开发环 境(UVISION)将这些组合在一起。 Proteus可以仿真、分析(SPICE)各种模拟器 件和集成电路
操作过程 使用CPU上的一个通用I/O接口去拉低CS,保持SCLK 低电平。 等待最大转换时间或查询DOUT是否为高电平来决定 转换是否结束。 转换结束后,在SCLK的下降沿开始DOUT数据输出。 在第13个脉冲将CS置高,如果CS继续保持低电平, 以下输出数据为0。
LCD1602介绍
随着微型计算机技术的飞速发展和普及,数据采集监测已成 为日益重要的检测技术,广泛应用于工农业等需要同时监控温度、 湿度和压力等场合。数据采集的性能特点直接影响到整个系统。 现在的采集系统简单到只需要一块数据采集卡,把它插在微 机的扩展槽内,并辅以应用软件,就能实现数据采集功能,但这并不 会对基于单片机为核心的数据采集系统产生影响,因为单片机功 能强大、抗干扰能力强、可靠性高、灵活性好、开发容易等优点, 使得基于单片机为核心的数据采集系统在许多领域得到了广泛的 应用。 本系统以采集模拟电压然后显示在LCD上为例来说明采集系 统设计, 该系统主控芯片是AT89C52单片机,核心为A/D转换芯 片,采用MAX1241,此芯片功能比较强大,精度高,能够满足 设计要求。
致谢
大学本科的学习生活即将结束。在此,我要感 谢所有曾经教导过我的老师和关心过我的同学 本文能够顺利完成,要特别感谢我的导师潘勇 老师,感谢各位老师的关心和帮助。 最后向所有关心和帮助过我的人表示真心的感 谢。
谢谢!
软件总体框架设计
系统结果分析及仿真结果
当输入是0V时输出如图:
当输入是1V时输出如图:
当入是2.5V时输出如图:
当输入是3.5V时输出如图:
当输入是5.0V时输出如图:
结束语
数据采集技术是以前端的模拟信号处理、数字 化、数字信号处理和计算机等高科技为基础而 形成的一门综合技术,是联系模拟世界和数字 世界的桥梁。它在许多领域得到了广泛的应用。 数字技术促进了这些领域的发展,而反过来又 对数据采集系统提出了愈来愈高的要求,本文 所设计的12位数据采集系统不仅具有较高的转 化精度,而且有较高的转换速度,可应用于多 种需要数据采集的场合。
硬件设计
单片机AT89C52
AT89C52是一种低功耗、高性能CMOS8位微控 制器,8k字节Flash,256字节RAM,32 位I/O 口线, 看门狗定时器,2 个数据指针,三个16 位定时器/计数 器,一个6向量2级中断结构,全双工串行口,片内晶 振及时钟电路。
模数转换器MAX1241
MAX1241是低功耗,12位串行模数转换器,共有 8个管脚,工作电压为+2.7~+5.5V,连续A/D转换时 间为7.5μs,转换时间9µs,它使用逐次逼近技术完成 A/D转换过程 。
南开大学滨海学院 毕业设计答辩
基于MAX1241的数据采集系统设计
姓 名: 刘彬 学 号: 08990393 专 业: 通信工程 指导老师: 潘勇
研究框架
研究 课题
课题 背景
数据 采集 介绍
硬件 部分
软件 部分
结果 分析 以及 仿真
概述
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 。 20世纪70年代后期,诞生了采集器、仪表同 计算机融为一体的数据采集系统。 20世纪80年代,开始出现了通用的数据采集 与自动测试系统。 20世纪90年代至今,数据采集系统已成功的 运用到军事、航空电子设备及宇航技术、工业 等领域。