实验7八通道数据采集
8路模拟电压信号进行采集并循环显示
前言一直以来，科学都是人类文明不断进步的源泉，从最开始的原始人折树枝弄火，磨石头做各种器件，到现在的飞机大炮因特网，无一不彰示着我们的进步，无一不说明了科技在生活中的重要性。
而自从1840年，洋枪坚船利炮惊醒还在梦中的国人，经历了近100年的屈辱和血泪，终于看到了科技的重要性，明白了什么是落后就要挨打，只有科技进步了，国家才能强大！本次专业课程设计就是锻炼理论和实际结合的能力，提高科技能力和科学思想。
随着计算机技术的飞速发展和普及，数据采集系统也迅速地得到应用。
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，降低成本提供信息和手段。
在科学研究中，应用数据采集系统可获得大量的动态信息，是研究瞬间物理过程的有力工具，也是获取科学奥秘的重要手段之一。
总之，不论在哪个应用领域中，数据采集与处理越及时，工作效率就越高，取得的经济效益也越高。
科学发展的今天，选择基于单片机八路数据采集系统设计是很有意义也是很有必要的。
第一章 设计要求1.1 设计要求（1） 对8路模拟电压信号进行采集并循环显示 （2） 模拟电压变换范围为：0 –5V （3） 测量精度小于±2%（4） 测量温度用3位LED 显示器显示，1位显示循环通道1.2 系统设计思路图1.1 八路数据采集系统方框图1.3 方案选择1.3.1模拟输入方案在试验中使用滑动变阻器改变输入电压，模拟数据采集。
此方案简单易懂，可操作性强，价格也比较便宜。
1.3.2 数据显示方案利用试验使所提供的7279最小功能版来实现数据的显示和按键等试验要求。
在试验中如果使用四个数码管来实现，要使用动态显示，且实现按键功能等比较复杂。
要在P 口接多个按键，这样使程序很复杂。
使用7279最小功能板在试验中使用命令字87H~80H,收到此指令后，按以下规则进行译码0000~1001显示数字0~9,1010显示—，1111显示空白。
只需利用两个P 口就能够实现所有功能。
一种隔离型数据采集方法
数字 信号 之间利 用 数字芯 片进 行隔 离处理 多路数
据 隔离采 集系统 功 能实现 框 图如 ｌ 所示 １ 本 系统 的主要 思 想 是 利用 Ｆ Ｇ 的集 成 度 高 、 Ｐ Ａ 功 能强 且 开发 周期 短 、 险 系数 低 以及 系统 多处 增 风
信 号 ，经 模拟 开 关选 通后 输 出帧 同步 信号 Ｓ Ｎ、 Ｙ 系
统 采 集 时 钟 Ｙ Ｍ、 Ｃ转 换 得 到 的 １ Ｚ ＡＤ ２位 数 据 （ ａ Ｄ—
ｔ） ａ 以及 ８位上 传数 据 Ｄ Ｄ．其 中 帧同步 为高 电平 有 效 在数 据采集 全过 程 中 ． 于 Ｆ２ ５在读 写数据 时 由 ｔ ４ 为 ８位 传输 ．所 以 Ａ 采集 的 １ Ｄ ２位 数据 Ｄ ｔ 需 要 ａａ
隔离是 电机 和 电子设计 中为 了避免 信号 间 的干
扰 、 证 信 号 间两 两隔 离 、 保 互不 影 响 ， 个信 号 的输 每
人 、 出 电气特 性保持 不变 ． 输 避免 整个测 试 电路 中某
个 单元 产生 的故 障对 整体 系统造 成损坏 本 文采用 “ 号全 隔离 ” 信 思想 ． 主要 包 括 电源 隔 离 和信 号 隔 其
ＭＥ Ｇ Ｌｎ－ ｎ Ｌ ｈ ， Ｕ Ｌ—ａ Ｌ ｅｇｆｉＹ Ｎ Ｗｅ—ａ Ｎ ｉｇ ｕ ， ＩＺ ｕ Ｙ ｉ ，ＩＰ ｎ — ， Ｉ ｉ ｎ ｊ ｎ ｅ ｈ
（ ｅ ａ ｒｔｒ ｆＩｓ ｕ ｎａｉｎ Ｓ ｉｎ ｅ ａ ｄ Ｄｙ ａ ｃ Ｍｅｓ ｒｍｅ ｔ Ｍｉｉｔ ｆＥ ｕ ａｉｎ Ｎａｉｎ ｌＫｅ ａ ｏａｏ Ｋ ｙ Ｌ ｂａｏｙ ｏ ｎｔ ｍｅ ｔｔ ｃｅ ｃ ｎ ｎ ｍｉ ａｕ ｅ ｎ ， ｎｓｙ ｏ ｄ ｃｔ ， ｔ ａ ｙ Ｌ ｂ ｒｔｒ ｒ ｏ ｒ ｏ ｏ ｙ ｆｒＥｅｔｏ ｉ ａｕｅ ｎ ｅ ｈ ｏｏｙ ｏ ｈ Ｕｎｖ ｒｉ ｆＣ ｉａ Ｔ ｉｕ ｎ０ ０ ５１Ｃ ｉａ ｏ ｌｃｒｎｃ Ｍｅ ｓｒｍｅ ｔＴ ｃ ｎ ｌｇ ，Ｎ ａ ｉｅｓｔ ｏ ｈｎ ，ａｙ ａ ３ ０ ， ｈｎ ） ｙ
数据采集系统(第二组)
数据采集系统的设计姓名：专业：指导老师：学号：前言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。
本实验采用89C51系列单片机，89C51系列单片机基于简化的嵌入式控制系统结构，具有体积小、重量轻，具有很强的灵活性，并采用AD0809模数转换芯片，具有很高的稳定性，且节约成本。
（一）、数据采集系统的基本介绍1.1 数据采集系统的简介数据采集系统一般包括模拟信号的输入输出通道和数字信号的输入输出通道。
数据采集系统的输入又称为数据的收集；数据采集系统的输出又称为数据的分配。
1.2数据采集系统的分类数据采集系统的结构形式多种多样，用途和功能也各不相同，常见的分类方法有以下几种：根据数据采集系统的功能分类：数据收集和数据分配；根据数据采集系统适应环境分类：隔离型和非隔离型，集中式和分布式，高速、中速和低速型；根据数据采集系统的控制功能分类：智能化数据采集系统，非智能化数据采集系统；根据模拟信号的性质分类：电压信号和电流信号，高电平信号和低电平信号，单端输入(SE)和差动输入(DE)，单极性和双极性；根据信号通道的结构方式分类：单通道方式，多通道方式。
1.3数据采集系统的基本功能数据采集系统的任务，具体地说，就是采集传感器输出的模拟信号并转换成计算机能识别的数字信号，然后送入计算机，根据不同的需要由计算机进行相应的计算和处理，得出所需的数据。
与此同时，将计算得到的数根进行显示和打印，以便实现对某些物理量的监视。
1.4数据采集系统的结构形式从硬件力向来看，白前数据采集系统的结构形式主要有两种：一种是微型计算机数据采集系统；另一种是集散型数据采集系统。
ICP DAS M-7017C 8-通道现场数据采集模块快速入门指南说明书
M-7017C8-channel Current InputData Acquisition ModuleQuick Start GuideProduct Info:/m_7017c.html/dcon_utility_pro.html1. IntroductionM-7017C is an 8-channel Analog Input data acquisition remote I/O module that supports Modbus RTU. It supports both current input types +/-20mA,0-20mA and 4-20mA (requires optional external 125ohm resistor). With240Vrms over-voltage protection and 4KV ESD Protection for each channel, it offers a safe and cost-effective solution for your data acquisition needs. It can be remotely controlled using a set of commands called DCON protocol. With the Modbus RTU protocol, it can easily communicate with most SCADA/ HMI software and PLCs.2. Terminal Assignment3. Block/ Wiring Diagram4. Default SettingsDefault settings for the M-7017, M-7018 and M-7019 series modules are: ▫ Protocol: Modbus RTU ▫ Module address: 01 ▫ Analog input type:Type 08, -10V to 10V, for the M-7017 and M-7019 series Type 1B, -150V to 150V, for the M-7017R-A5Type 0D, -20mA to +20mA for the M-7017C and M-7017RC Type 05, -2.5V to 2.5V, for the M-7018 series ▫ Baud Rate: 9600 bps▫ Filter set at 60Hz rejection (Not used by the M-7019R, firmware version B2.6 andearlier)5. ConfigurationTo install the module, follow the steps below:1. Connect the thermistor analog input.2. Connect the module to the RS-485 network using the DATA+ and DATA- terminals. If the host is only equipped with an RS-232 interface, then an RS-232 to RS-485 converter will be required.3. Connect the module to the power supply using the +Vs and GND terminals. Note that the voltage supplied should be in the range of +10 to +30V DC.4. Open DCON utility proclick on COM port(first icon).It can select multi-options such as Baud Rate, Protocol, Checksum, and Format to search module. The default settings for the module can be found in Section 3. Click OK after selecting the COM port setting.5. DCON utility pro will search for the selected COM port according the setting previously set. DCON Utility Pro supports DCON and Modbus protocol for all ICPDAS and the others modules.6. Configuration I/O module setting on PC7. For M-7000 modules using the Modbus RTU protocol, configure the module using the following functions.Sub-function 04h of Function 46h, see user manual Section 3.3.2Sub-function 06h of Function 46h, see user manual Section 3.3.4Sub-function 08h of Function 46h, see user manual Section 3.3.6For M-7000 modules using the Modbus RTU protocol, use Function 04h to read the data from the input channels. See user manual Section 3.2 for details.8. If user doesn’t know command, user can select Address and ID, it will show some refer commands as below. User can select necessary command to test or debug modules.。
使用多通道数据采集卡的实验方法
使用多通道数据采集卡的实验方法随着科技的不断进步，数据采集在许多领域中扮演着重要的角色。
多通道数据采集卡的出现，使得同时采集多个信号成为可能。
本文将介绍使用多通道数据采集卡的实验方法，帮助读者更好地了解和应用这一技术。
1. 什么是多通道数据采集卡多通道数据采集卡是一种硬件设备，用于采集多个信号。
它通常包括多个输入通道、模拟至数字转换器（ADC）、时钟源和接口等组件。
通过连接传感器、测量设备等到不同的通道上，数据采集卡可以将多个信号同时转换为数字信号，并提供给计算机进行存储、处理和分析。
2. 数据采集前的准备工作在进行实验之前，我们需要做一些准备工作。
首先，明确实验目的和所需的采集信号类型。
例如，如果需要监测温度和湿度，我们需要选择合适的传感器，并将它们连接到数据采集卡的相应通道上。
其次，确保数据采集卡和计算机之间的连接正常。
一般来说，数据采集卡通过USB、PCIe等接口与计算机连接。
根据设备型号和接口类型，我们可以选择合适的连接线缆，并确保稳定的连接。
另外，对于模拟信号的采集，我们需要进行校准和滤波处理。
校准可以提高信号的测量精度，滤波处理可以减少噪音对信号的干扰。
因此，在实验开始之前，我们应该对采集卡的设置进行调整，并根据需要进行校准和滤波操作。
3. 实验过程及应用案例在实验过程中，我们可以使用软件或编程语言来控制和接收数据。
许多数据采集卡提供了自带的软件，可以用于实时数据监测和保存。
此外，我们也可以使用LabVIEW、Python等编程语言进行数据采集和处理。
对于应用案例，我们以心电信号采集为例进行说明。
在实验中，我们可以将心电传感器连接到多通道数据采集卡的相应通道上，然后通过软件接收和记录心电信号。
通过设置采样频率和时间间隔，我们可以获取不同时间段内的心电数据。
然后，我们可以使用信号处理算法对心电信号进行滤波、去噪、心律分析等操作，以获得更有用的信息。
除了心电信号的采集，多通道数据采集卡还可以应用于许多其他领域，如振动分析、声音信号处理、工业自动化等。
数据采集课后习题答案--马明建
RS RS = 100 时， RG = ∴ 当G= 100 RG
又∵ RS = 100±15% 100±
第4章 习题与思考题 章
当 RS = 100+15%时， 100+15%时
(100 + 100 × 15%) × 10 RG = = 1150Ω 100
3
当 RS = 100-15%时， 100-15%时
n
1 2 n π t AP
1
f max πt AP
1 = = 16025.641 3 −9 10 × 10 × 3.14 × 2 × 10
第5章 习题与思考题 章
1 相对分辨率 = n × 100% 2 1 = × 100% = 0.00624% 16025.641
n ≈ 14
则有
第5章 习题与思考题 章
由于
则
第6章 习题与思考题
(100 − 100 × 15%) × 10 RG = = 850Ω 100
3
第4章 习题与思考题 章
其接线原理图
U+ +IN
1 14 8 10 13 12 7 11 2 3 5 4 10KΩ 10KΩ 6
RS
100KΩ 100KΩ
RG
UOUT
-IN U-
第5章 习题与思考题
第5章 习题与思考题 章
第5章 习题与思考题 章
5-7. 一个数据采集系统的孔径时间tAP=2ns， 一个数据采集系统的孔径时间t =2ns， 试问一个10kHz信号在其变化率最大点 试问一个10kHz信号在其变化率最大点 被采样时所能达到的分辨率是多少？ 被采样时所能达到的分辨率是多少？ 解：∵ f max = ∴ 2 =
单片机实习报告
关于单片机应用实习的实习报告一、实习目的本次实习的目的在于加深对MCS-51单片机的理解，初步掌握单片机应用系统的设计方法；掌握常用接口芯片的正确使用方法；强化单片机应用电路的设计与分析能力；提高学生在单片机应用方面的实践技能；培育学生综合运用理论知识解决问题的能力，力求实现理论结合实际，学以至用的原则。
二、设计题目: 单片机数据采集系统设计三、功能描述1．实时采集0-5V的电压信号；2．将采集的0-5V的电压信号实时显示；3．可以轮流采集8路通道，或指定通道数据；4．可以设定报警上下限，并报警。
四、方案设计4.1系统分析根据系统功能要求，可将系统组成结构分成四大部分。
单片机控制中心、键盘接口。
其中，单片机控制中心是核心。
MCU根据按键输入，可切换不同的显示模式或设置不同的参数。
数码显示管第2至4位将实时采集的0~5V电压，数码管第1位显示指定通道数。
通过按键可切换到设定电压上下限报警的模式。
由于我组单片机实验板缺少烽鸣器，因此利用LED灯来报警。
图1 系统组成结构图五、硬件电路设计5.1 单片机最小系统设计最小系统包括CPU时钟与复位电路，其原理图如下：图2单片机最小系统设计5.2 显示电路设计数码管主要是用于数字的显示，图中采用共阴极。
电源+5V通过470欧的电阻直接给数码管的7个段位供电，P0.0-P0.7对应了两个接数码管的a,b,c,d,e,f,g和小数点位p，P1.0，P1.1，P1.2，P1.3接位选码。
其原理图如下：图3 显示电路设计5.3 按键电路设计其原理图如下：图4 按键电路设计5.4 A/D转换电路设计其原理图如下：图5 A/D转换电路设计5.5 电源电路设计单片机工作电压为5V。
一般使用USB接口供电，直接从USB接口获取5V电源。
其原理如下图。
图6 电源电路设计5.6 报警电路设计当电压小于下限电压值或大于上限电压值时，蜂鸣器将报警。
如图所示：图7 报警电路设计六、软件设计6.1 操作功能设计根据系统的功能描述，可以将系统功能大致分成三类：轮流采集8路通道，指定通道显示，设置报警上下限。
数据采集系统实验报告报告
任务要求1．4路模拟量输入，输入电压范围0~5V，分辨率8位，转换时间100us，具有显示（数码管）测量结果（用10进制显示直流电压值或交流电压峰值）的功能；2．1路模拟量输出，用来分别重现4路被采信号的波形（供示波器观测）摘要本数据采集系统是基于单片机AT89C51来完成的，4路的模拟电压通过通用的8位A/D 转换器ADC0809转换成数字信号后，由单片机进行数据处理，并将处理后的数据送LED显示器显示。
再经过常用的8位D/A转换器DAC0832将数字数据转换成模拟量，供示波器观测。
一、系统的方案选择和论证根据题目基本要求，可将其划为如下几个部分：●4路模拟信号A/D转换●单片机数据处理●LED显示测量结果●D/A转换模拟量输出系统框图如图1所示：图1 单片机数据采集系统框图1、4路模拟信号A/D转换由于被测电压范围为0~5V，分辨率为8位，转换时间为100us，所以A/D转换部分，本系统选择常用的8路8位逐次逼近式A/D转换器ADC0809。
ADC0809芯片有28条引脚，采用双列直插式封装。
下面说明各引脚功能。
IN0～IN7：8路模拟量输入端。
2-1～2-8：8位数字量输出端。
ADDA、ADDB、ADDC：3位地址输入线，用于选通8路模拟输入中的一路。
ALE：地址锁存允许信号，输入，高电平有效。
START：A／D转换启动信号，输入，高电平有效。
EOC：A／D转换结束信号，输出，当A／D转换结束时，此端输出一个高电平（转换期间一直为低电平）。
OE：数据输出允许信号，输入，高电平有效。
当A／D转换结束时，此端输入一个高电平，才能打开输出三态门，输出数字量。
CLK：时钟脉冲输入端。
要求时钟频率不高于640KHZ。
REF（+）、REF（-）：基准电压。
Vcc：电源，单一＋5V。
GND：地。
ADC0809的工作过程是：首先输入3位地址，并使ALE=1，将地址存入地址锁存器中。
此地址经译码选通8路模拟输入之一到比较器。
8路数据采集系统
单片机课程设计课题名称运用8051、ADC0809设计一个8路数据采集系统院校兴湘学院专业机械设计制造及其自动化班级3班学生姓名曾繁宁{学号 36指导教师李玉声2013年 12月 29 日1.设计内容以pc机为控制器,采用中断方式进行8通道数据采集,￥2.设计要求要求利用ADC 0809作A/D转换器,设计相应的接口电路,画出原理图并给出采用中断方式下的数据采集程序.3.系统总体设计步骤第一步：信号调理电路第二步：8路模拟信号的产生与A/D转换器被测电压要求为0~5V的直流电压，可通过电位器调节产生。
考虑本设计的实际需要，我选择八位逐次比较式A/D转换器（ADC0809）。
第三步：发送端的数据采集与传输控制器第四步：人机通道的接口电路第五步：数据传输接口电路用单片机作为控制系统的核心，处理来自ADC0809的数据。
经处理后通过串口传送，由于系统功能简单，键盘仅由两个开关和一个外部中断组成，完成采样通道的选择，单片机通过接口芯片与LED数码显示器相连，驱动显示器相应同采集到的数据。
%经过分析，本系统数据采集部分核心采用ADC0809，单片机系统采用8051构成的最小系统，用LED动态显示采集到的数据。
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。
本设计没有通信部分。
系统框图如下图所示。
4.硬件系统的设计信号调理信号调理的任务：将被测对象的输出信号变换成计算机要求的输入信号。
多路数据采集输入通道的结构图如下图：图5-1-1多路数据采集输入通道结构图注：缓慢变化的信号和直流信号，采样保持电路可以省略。
~A/D转换器的选取转换速度是指完成一次A/D转换所需时间的倒数，是一个很重要的指标。
A/D 转换器型号不同，转换速度差别很大。
通常，8位逐次比较式ADC的转换时间为100us左右。
由于本系统的控制时间允许，可选8位逐次比较式A/D转换器。
智能仪器第7章 数据采集系统
20nA
20nA 20nA
40ns
40ns\ 40ns
40us
40us 40us
双向三路 单选一
双向单十 六选一 双向双八 选一
±7.5V
±7.5V ±7.5V
≤30mA
≤30mA ≤30mA
7.4 数据采集系统设计
1 系统设计考虑的因素 数据采集系统设计要根据测试对象及系统的技术指标，主要考虑下列因素。 1.1 输入信号的特征 在输入信号的特性方面主要考虑：信号的数量，信号的特点，是模拟量还是数字 量，信号的强弱及动态范围，信号的输入方式，信号的频带宽度，信号是周期信号还 是瞬态信号，信号中的噪声及其共模电压大小，信号源的阻抗等等。 1.2 对数据采集系统性能的要求 1.2.1 系统的通过速率 系统的通过速率通常又称为系统速度、传输速率、采样速率或吞吐率，是指单位 时间内系统对模拟信号的采集次数。 1.2.2 系统的分辨力 系统的分辨力是指数据采集系统可以分辨的输入信号最小变化量。 1.2.3 系统的准确度 系统准确度是指当系统工作在额定通过速率下，系统采集的数值和实际值之间的 接近程度，它表明系统误差的总和。 1.3 接口特性 接口特性包括采样数据的输出形式，数据的编码格式，与什么数据总线相接等。
2 模拟电路的误差
2.1 模拟开关导通电阻RON的误差 模拟开关存在一定的导通电阻，信号经过模拟开关会产生压降。模拟开关 的负载一般是采样/保持器或放大器。显然，开关的导通电阻越大，信号在开 关上的压降越大，产生的误差也越大。 2.2 多路模拟开关泄漏电流IS引起的误差 如果信号源的内阻小，泄漏电流影响不大，有时可以忽略。如果信号源内 阻很大，而且信号源输出的信号电平较低，就需要考虑模拟开关的泄漏电流的 影响。一般希望泄漏电流越小越好。 2.3 采样保持器衰减率引起的误差 如果衰减率大，在A/D转换期间保持电压减小，影响测量准确度。一般选 择漏电流小的聚四氟乙烯等优质电容，可以使衰减率引起的误差忽略不计。 2.4 放大器的误差 数据采集系统往往需要是用放大器对信号进行放大并规一化。放大器是 系统的主要误差来源之一。其中有放大器的非线性误差、增益误差，零位误差 等。在计算系统误差时必须把它们考虑进去。
实验七虚拟仪器仿真实验模拟数据采集应用程序设计
实验报告
课程名称虚拟仪器技术学院电气与电子工程学院班级电1805-1
实验七模拟数据采集应用程序设计
一丶实验内容：
1、用DAC函数实现模拟输入通道0单端接地模式下，实现单点软件连续采集模拟通道0接入的模拟信号的功能。
2、用DAC函数实现模拟输出通道0、1在单端接地模式下，分别输出正弦信号、余弦信号的单点软件连续输出信号的功能（用AI0、AI1单点软件连续回采显示出正弦和余弦信号）。
八通道数据采集及监控系统的设计
Ａ Ｃ、 Ｄ 存储器及其他相关 的外 围电路来工作 。但是这 些传统 的设计 中都存 在着一些不足 ， 单片机的时钟频率 较低 难 以实 现高速 、 高性能 、 多通道数据采集 系统 的要求 ； Ｓ Ｄ Ｐ虽 然速度 快 ， 是它需要处理 复杂的数学运算 。而使 用可编程 逻辑器 但 件Ｃ Ｌ Ｐ Ｄ在高速数据采集 上具有 更大 的优点 ， 如体 积小 、 功 耗低 、 时钟颇率高 、 内部延时小、 全部 控制逻辑 由硬件完成等 ， 另外编程配置灵活、 开发周 期短、 利用 硬件描述语 言来编程 ， 可实现程序的并行 执行 、 这将会 大大提高系统 的性能有利 于 在系统设计和现场运行后对系统进行修改 、 调试 、 升级等。
增大 ２倍 的功 能。
２ ３ 显 示 单 元 ．
１ 系统 实现 方 案
此系统具有数据处理 和报警 功能， 可实现将采样信号 放
大 ２倍 、 缩小 １ ２ ／ 和保持 不变三种基本 功能 ， ＡＩ ０ 对 Ｘ￣８ ９的
显示器 是 最 常用 的 输 出设备 。特 别是 二 极管 显 示 器 （ Ｅ 和液 晶显示器 （ 、 ） 由于价格 便宜 、 Ｌ Ｄ） Ｄ， 结构简单 、 ｌ 接Ｚ ｌ
容易得到 了广 泛的应用。本系统选用 共阴极 二极管显 示超 过预设值 的通 道的序号。
八路通道 的数值进行循 环检测 ， 当检测到有任何通道 的输 出 值大于预定值 的时候就 进行报警 ， 并显示相应通道数 。系统 由三大 部 分组 成 ， 中数 据 处 理 及 监 控 系 统 单 元 要 求 用 其 Ｖ Ｌ语 言进行设 计 ， 用 Ｃ Ｌ ＨＤ 并 Ｐ Ｄ硬件实 现 ； 输入单 元及 输
一
算机测控系统 的一个 重要 的环节 。尤其 在设备 故障监 测 系
数据采集实验报告【最新】
基于Labiew的数据采集实验报告一、实验目的通过软件Labiew编写前面板和程序框图，将外部信号接于数据采集卡的模拟输入0号通道，外部信号由单片机和AD9850组成的信号发生器发出。
当在Labview环境下运行程序时，信号发生器所发出的信号显示在面板上。
仪器面板如下图所示。
二、实验器材PC机一台，单片机开发箱，信号发生器，数据采集卡，示波器，Labiew 软件，220V交流电源，导线若干等。
三、实验原理数据采集（DAQ）是指从系统外部采集数据并进行转换后传输到系统内部的过程，能够提供这一功能的完整系统被称为数据采集系统（Data Acquisition System）。
1.显示波形的原理框图如下：在上图所示的框图中，计算机对采集卡发出指令，启动采集卡，计算机将采集的信号数据进行存储、处理和显示，从而将波形显示在面板上。
采集卡将被测信号转为离散的数字信号，并保存在计算机的数组中，计算机通过Labiew 软件将保存在数组中的离散数字信号显示在图形控件中。
bview 数据采集在Labview 中提供了很多关于数据采集的相关的VI ，利用这些VI 可以创建相关的要求的数据采集系统，下图是程序框图的测量I/O 中的DAQ 子模板界面图。
下面介绍几个主要的数据采集的VI 。
1）DAQmx 创建通道 模拟输入初始化，给其分配一个任务ID 。
2）DAQmx 开始任务 模拟输入开始，将数据暂存在数据采集卡的缓存中。
3）DAQmx 读取 模拟输入读数，从数据采集卡的缓存中读至计算机中。
4） DAQmx 定时采集时的一些参数设置。
信号采集卡计算机 Labiew 软件5）DAQmx清楚任务模拟输入清楚任务。
这几个VI的详细端子图如下所示：我们采用带缓冲的模拟输入，即数据先从DAQ设备传到缓冲中，然后由DAQmxRead.VI读取到应用程序内存中。
这种输入又分为有限多点采集和连续采集。
在设定缓冲大小时，如果使用缺省值或设为-1,则NI-DAQmx根据任务的配置，自动确定读取的采样点数，如果通过控件来输入我们的缓冲大小，则每通道的采样点数(Samples per channel)等于缓冲大小。
智能仪器实验报告-实验七
《智能仪器》课程设计报告姓名学号：梁倩 ********匙沛华 41253026胡智凯 41253023张爽 41253012刘文平 41253035专业：测控技术与仪器班级：测控1201、1202北京科技大学自动化学院二〇一六年一月目录一，课程设计内容简述 (3)二，电路原理图及说明 (3)1.总电路图 (4)2.电位器 (4)3.AD转换 (4)4.8051单片机 (5)5.继电器 (5)6.步进电机 (5)7.键盘以及显示 (6)8.地址译码插孔 (6)三，程序 (7)1.程序框图及说明 (7)2.程序源程序及注释 (11)3.运行结果（拍图） (17)四，调试过程遇到的问题及解决方法 (19)五，参考文献 (20)六，教师评语及成绩 (21)《智能仪器》课程设计报告一，课程设计内容简述设计要求：基于单片机的压力控制系统设计A：由电位器信号模拟压力信号，在LED上进行显示；由按键设定压力上、下限，当压力高于上限时，打开继电器（放气）；当压力低于下限时，启动步进电机（充气）。
设计分工：软件接口要求：二，电路原理图及说明1.总电路图本压力显示和充放气系统用电位器输出值（0-5V）来模拟（-20-99KPa）压力值，将电位器的输出值送到模数转换模块进行AD转换，并将转换后的值送到8051单片机进行计算，转化为相应的压力值，送到LED数码管上（前三位）显示。
按键设定压力的上下限，可以在LED数码管后三位显示。
AD转换后的压力值与设定的压力上下限值相比较，当压力低于设定的下限值时，启动步进电机模拟充气过程。
当模拟压力高于上限时，打开继电器模拟放气过程。
2.电位器电位器用来产生可变的模拟量（0-5V），进而转化为-20到99KPa的模拟压力值。
3.AD转换80C196片内集成了一个八通道的A/D转换系统。
包括模拟多路开关、采样和保持电路以10位逐次逼近的A/D转换器。
A/D转换的结果送到数码管显示。
4.8051单片机8051单片机作为控制中心，是程序的载体，并根据程序控制各部分各功能的正常运行。
基于AD7609的高精度数据采集系统
2023年 / 第9期 物联网技术710 引 言作为一种将模拟量转化为数字量的手段，数据采集在自动控制、自动检测、电子测量等自动化、智能化系统中被广泛应用，它是基于计算机实现不同工作过程的基础[1]。
在目前的发展阶段，各个产业的发展都涉及到大量的数据处理，新的发展要求不能仅仅依靠传统的数据采集系统来满足，还要将先进的数据采集设备和技术运用到实际工作中，这对于优化数据采集结果、提高工作效率、促进行业更好地发展等众多方面都具有重要意义[2]。
韩宾等人[3]设计了以FPGA 和STM32架构为数据处理和控制核心的数据采集系统，实现了16路高精度数据的实时处理和采集功能，采样频率可调，满足了精密产品所需的多通道、高精度和实时数据采集功能。
但是使用FPGA 控制模块的成本过高，不能满足更多的使用场景。
寇剑菊等人[4]设计了基于AT89S52和AD7865构成的四通道并行数据采集系统，但是AD7865是14位四路采集芯片，其精度和通道数量都有所限制，所以适用范围较小。
徐国明等人[5]利用AD7606设计了一种数字多功能表，信号采集部分使用了高性能ADC ，为了保证整个测量段的数据精度，电流线路使用了有源补偿方式，确保系统能够以最高30 MHz 的时钟速率工作。
司云朴等人[6]使用STM32配合AD7609芯片设计了组合称重装置，AD7609的8个通道可以同时采样，且均使用差分输入，每个通道的采样速率为 20 KSPS 。
整个系统运行速度快、精度高。
常见的数据采集系统大多以DSP 或者FPGA 配合12位的AD 芯片进行数据采集，已经可以满足大多数行业的使用，对于一些要求速度高、精度高的行业，常见的采集系统显然不能满足其要求[7]。
本文设计了一种以STM32F407ZET6和AD7609为核心，包含8个18位采集通道的数据采集系统，在配备电池模块和存储模块的同时，将控制部分和采集部分采用模块化设计，让用户轻松离线使用，不用固定电源，丰富使用场景。
Pclab操作技术
5 、第五步 量纲参数调整
• 通过右控制面板实现 .
• 1) 放大倍数: • 注:放大倍数的 • 数值随不同功能、不 同通道有所不同, 但 一经选定,不得更改. • 2) 时间常数:直流 • 3) 低通滤波:10Hz • 4) 50Hz陷波:关闭
6、第六步： 零点设臵
1）以压力换能器为例，与指 定通道连接.内充满肝素,排 尽空气,三通管一端与大气 相通. 2) 点击采样标致
3) 4) 5) 6)
打开Pclab系统电源 点击桌面Pclab系统标志 显示Pclab系统界面 采样、手触Pclab系统 通道、停止
1) 打 开 主 机 电 源 2) 显示正常桌面
3) 打开Pclab系统电源
4) 双击桌面 “系统”标志、 选择关闭
5) 显示Pclab系统界面
6) 采样 手触Pclab系统通道 停止
4 、第四步： 选择通道与 定义采样内容
1) 在所需通道框内点击 确定通道。
(以第1通道为例).
2) 点击右控制面板定义 通道功能(内容). 右控制面板 通道功能 血压 动脉血压 确定 注: 第1、2、4通道有相同功能 通常选择为: 第1通道记录动脉血压 第2通道记录静脉血压 第4通道记录呼吸张力 第3通道为记录心电图专用.
(二)、Pclab-UE软件界面
标 题 栏
菜 单 栏 工 具 栏
制栏
通道1
通道2
通道4
相
同
右控制 面板功能
通道3
心电图专用
不
同
(三)、Pclab-UE软件设置与操作
1 、第一步： 进入Pclab-UE 系统界面
打开Pclab系统电源
双击桌面 Pclab系统标志 进入系统界面
基于ZYNQ的八通道数据采集控制系统设计与实现
现代电子技术Modern Electronics TechniqueMay 2022Vol.45No.102022年5月15日第45卷第10期0引言线性调频连续毫米波（LFMCW ）雷达体积小、结构简单、距离分辨率与测距精度高，适合应用于近距离、高精度探测。
相比摄像头、红外、超声波等传感器，毫米波雷达在隐私保护、定位精度、探测范围和环境适应能力等方面具有独特的优势[1⁃2]。
当今LFMCW 雷达大都是采用FPGA 实现的数据采DOI ：10.16652/j.issn.1004⁃373x.2022.10.008引用格式：麦超云，刘子明，黄传好.基于ZYNQ 的八通道数据采集控制系统设计与实现[J].现代电子技术，2022，45（10）：36⁃39.基于ZYNQ 的八通道数据采集控制系统设计与实现麦超云，刘子明，黄传好（五邑大学智能制造学部，广东江门529020）摘要：目前，线性调频连续波（LFMCW ）雷达射频前端和数据采集板大都来自美国德州仪器（TI ），对该系统的二次开发较为困难、成本昂贵，且该仪器对雷达采集数据不能进行实时显示，不利于数据的分析。
针对上述问题，文中提出一种基于ZYNQ 平台并采用AD9228作为模数转换器件的八通道数据采集系统。
该系统通过上位机配置雷达参数，并将射频前端采集到的数据通过千兆以太网传输。
为了减少传输数据之间的冗余，在采集系统中构造一种高效的传输数据结构，以有效提高传输速率。
由于雷达数据量过大，上位机采用多进程对数据进行接收处理，并将雷达数据时域、频域及距离⁃多普勒信息实时显示。
实验结果表明：文中系统在长时间工作下运行稳定，千兆网传输速度可达到150Mb/s 以上，不存在丢帧的情况；相比于TI 的雷达采集系统，该系统具有结构简单、成本低廉、操作方便的优点。
关键词：八通道数据采集；系统设计；数据传输；雷达参数配置；数据接收；实时显示中图分类号：TN957⁃34文献标识码：A文章编号：1004⁃373X （2022）10⁃0036⁃04Design and implementation of eight⁃channel data acquisition andcontrol system based on ZYNQMAI Chaoyun ，LIU Ziming ，HUANG Chuanhao（Department of Intelligent Manufacturing ，Wuyi University ，Jiangmen 529020，China ）Abstract ：At present ，the RF （radio frequency ）front end and data acquisition board of LFMCW （linear frequency modulated continuous wave ）radar are mostly from TI （texas instruments ），but the secondary development of its system is difficult and expensive ，and the instrument cannot display the data acquired by radar in real time ，which is not conducive to data analysis.In view of the above⁃mentioned problems ，an eight⁃channel data acquisition system based on ZYNQ platform and AD9228taken as analog⁃digital converter is proposed.In the system ，the radar parameters are configured by means of the upper computer ，and the data collected from the RF front end is transmitted with gigabit Ethernet.In order to reduce the redundancy between transmission data ，an efficient transmission data structure is constructed in the acquisition system to improve thetransmission rate effectively.Due to the large amount of radar data ，the host computer receives and processes the data by means of multiprocess ，and the time domain ，frequency domain and range⁃Doppler information in the radar data are displayed in real time.The experimental results show that the system can run stably in long ⁃time operation ，the transmission speed of gigabit network can reach more than 150Mb/s ，and there is no frame loss.In comparison with radar acquisition system made by TI ，this system has advantages of simple structure ，low cost and easy operation.Keywords ：eight ⁃channel data acquisition ；system design ；data transmission ；radar parameter configuration ；datareceiving ；real⁃time display收稿日期：2021⁃10⁃20修回日期：2021⁃11⁃29基金项目：国家自然科学基金项目（61771347）；广东普通高校人工智能重点领域专项（2019KZDZX1017）；广东省基础与应用基础研究基金项目（2019A1515010716）；广东省普通高校基础研究与应用基础研究重点项目（2018KZDXM073）；广东省数字信号与图像处理技术重点实验室开放基金（2019GDDSIPL⁃03）36第10期集系统[3]，其系统构建复杂、开发维护难度大且灵活性低下[4]。
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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。
图A-87 Pulse信号发生器的编辑对话框及其波形
A-88 Pwlin信号发生器的编辑对话框
7．File信号发生器 File信号发生器即文件信号发生器，可以通过ASCII文件产生输出信号， ASCII文件为一系列的时间和数据对。文件信号发生器与分段线性信号发生 器类似，只是ASCII文件是外部引用文件，而不是直接通过元器件属性设置 的。图A-89为15三角波的设置、波形情况及ASCII数据文件，共产生15个三 角波，上升时间为0.9ms,下降时间为0.1ms,13个幅值为1V,2个幅值为2V。
•
【阅读材料】Proteus中的虚拟信号发生器功能简介
• Proteus中包含有多种虚拟信号发生器，在电路仿真时可用来产生各 种激励信号。在ISIS工作界面中单击信号发生器图标，即可以看到信 号发生器列表(见图A-82)。
图A-82 Proteus中的信号发生器列表
• 1．放置信号发生器
•
选中信号发生器列表框中
的任意信号发生器后，可将其
放置在工作编辑区。如果该信
号
• 发生器没有连接到任何已有 元器件时，系统会以“?”号为 其命名。如果该信号发生器和 已有网络连接，则系统会自动 以该网络名称对其命名(见图A83)。
图A-83 放置信号发生器
• 2．编辑信号发生器 • 双击放置好的信号
发生器，可打开编辑 对话框(见图A-84)，选 择不同的信号发生器 可使该编辑框发生相 应改变。以下仅对几 种常用信号发生器的 设置及波形作一简介。
图A-81 实验7的电路原理图
• ADC0809编程原理：被测模拟量由0#～7#通道输入(ADDA，ADDB，ADDC 接P3.5，P3.6，P3.7)；启动信号(START和ALE)由P3.3的软件正脉冲 提供；结束信号(EOC)由查询到P3.2的高电平获得；输出使能信号(OE) 由P3.4的软件正脉冲提供。一次完整的A/D转换过程为：发出启动信 号→查询EOC标志→发出OE置1信号→读取A/D结果→发出OE清零信号。 如此无限循环可实现A/D连续转换。
LED
7SEG-MPX6-CC-BLUE
D/H,ADD U2
BUTTON ADC0808
• (2)参考本节编程原理的说明，在Keil中完成C51程序编写，编译后实 现仿真运行，即显示值(0.00～5.00)随电位器触头位置改变而改变。
• (3)改变动态显示函数的延时参数，考察其对动态显示效果的影响。
•
键盘编程原理：系统有两个按键,一个是“d/h”键,按一下,就切
换一次单通道方式/循环方式标志,就在0与1之间变换,当按键压下时,
读该位状态为低电平,没压下时读该位为高电平;另一个是“ADD”键,
该键是通道号加1键,压一次,通道计数器就加1,加到8时,计数器又变
为0。在循环方式时,通道计数器每隔一秒钟自动加1,数据采集转到下
图A-84 信号发生器编辑对话框
3．DC信号发生器 DC信号发生器即直流信号发生器，该信号发生器可输出直流电压或直流 电流(选中 “Current Source”选项时)。图A-85为5V直流电压输出信号 的设置及波形情况。
图A-85 DC信号发生ne信号发生器即正弦信号发生器，该发生器可产生幅值、频率和相位可 调的正弦信号。图A-86为偏移量为1.0V、幅值为2.5V、频率为5kHz及初始 相位角为0的输出正弦波信号设置及波形情况。
• (4)讨论ADC0809采用通用I/O口接口方式与采用总线接口方式时在编 程方原理上的差异。
•
【实验要求】
•
(1)虚拟时钟信号发生器用法可参阅阅读材料。
•
(2)提交实验报告：包括电路原理图、C51源程序，运行效果图、
讨论软件延时长短对动态显示效果的影响、分析ADC0809采用通用I/O
口接口方式与采用总线接口方式的差别。
示工作方式“d/h”，通道号，分隔符“-”，并分时地将其在相应 LED位上进行显示。一次完整的输出过程为：6号位位码置l→6号位数 据送P0口→6号位位码清零→软件延时→5号位位码置l→5号位数据送 P0口→5号位位码清零→软件延时→4号位位码置l→4号位数据送P0口 →4号位位码清零→软件延时→3号位位码置l→3号位“-”送P0口→3 号位位码清零→软件延时→2号位位码置l→2号位通道号送P0口→2号 位位码清零→软件延时→1号位位码置l→1号位“d/h”送P0口→1号 位位码清零→软件延时。如此无限循环可实现动态显示。
实验7 八通道数据采集
【实验目的】 掌握LED动态循环显示八路数据和A/D转换接口设计方法。 【实验内容】 根据如图A-78所示电路原理图，编程实现查询法A／D转换和转换
结果的十进制动态显示功能。 【编程原理】 LED显示器和ADC0808均采用通用I/O口方式与单片机接口。 1.LED动态显示编程原理：将待显示数据拆解为3位十进制数，显
一个通道。
•
【实验步骤】
•
(1)按照表A-8所示将元件添加到Proteus ISIS对象选择列表窗中，
仿照图A-81完成电路原理图的绘制。
元件分别 Microprocessor ICs Miscellaneous Capacitors Capacitors Resistors Resistors
Resistors Optoelectronics