最新多路数据采集系统方案
多路数据采集系统设计
摘要在日常科研和生活中，出于安全、方便等方面的需要，在很多工程及研究领域都需要用到数据采集器的产品。
多路数据采集器是集计算机技术、电子技术一体化高科技产品，具有安全性高，使用方便等优点。
经过不断的发展，单片机以其体积小、功能强和价格低廉的优点，广泛地应用于家电、工业过程控制、仪器仪表、智能武器、航空和空间飞行器等领域。
本文以单片机的功能、特性和使用方法为基础，介绍了多路数据采集系统的工作原理和特点，硬件电路设计，软件的设计和调试，以及PCB 板的具体制作。
本文从经济实用的角度出发，以ATMEL 公司所生产的89 系列单片机AT89S52为核心设计多路数据采集系统。
该系统包含系统硬件和软件两大部分。
硬件部分包含单片机主控电路、模数转换电路、显示电路。
系统软件设计包含多路数据采集主程序、温度采集子程序。
在程序设计时使用单片机C语言，并用Keil C51 软件进行编译和软硬件仿真。
在硬件电路制作过程中，使用Protel 99SE 设计制作PCB 板，然后分别对各部分电路焊接，再进行性能和功能测试。
该数据采集系统具有数据采集、数据处理、数据显示等功能，其结构简单、成本低，具有一定的市场前景。
关键词：主控电路；温度采集；电压采集；显示电路；制作调制AbstractIn daily scientific research and life,Stemming from safe, is convenient and so on the aspect need,All need to use in very many projects and the research area to the data acquisition product。
The multichannel data acquisition is collection computer technology, the electronic technology integration high tech product,Has the security to be high,Merit and so on easy to operate。
《2024年基于单片机和LabVIEW的多路数据采集系统设计》范文
《基于单片机和LabVIEW的多路数据采集系统设计》篇一一、引言在现代化工业和科技应用中，数据采集扮演着举足轻重的角色。
为了满足多路数据的高效、准确采集需求，本文提出了一种基于单片机和LabVIEW的多路数据采集系统设计。
该系统设计旨在实现多通道、高精度的数据采集，为工业自动化、科研实验等领域提供可靠的解决方案。
二、系统设计概述本系统设计以单片机为核心控制器，结合LabVIEW软件进行数据采集、处理和显示。
系统采用模块化设计，包括数据采集模块、数据处理模块、数据传输模块以及LabVIEW上位机显示模块。
通过各模块的协同工作，实现多路数据的实时采集和监控。
三、硬件设计1. 单片机选型及配置系统采用高性能单片机作为核心控制器，具有高速运算、低功耗等特点。
单片机配置包括时钟电路、复位电路、存储器等，以满足系统运行需求。
2. 数据采集模块设计数据采集模块负责从传感器中获取数据。
本系统采用多路复用技术，实现多个传感器数据的并行采集。
同时，采用高精度ADC（模数转换器）对传感器数据进行转换，以保证数据精度。
3. 数据传输模块设计数据传输模块负责将采集到的数据传输至单片机。
本系统采用串口通信或SPI通信等方式进行数据传输，以保证数据传输的稳定性和实时性。
四、软件设计1. 单片机程序设计单片机程序采用C语言编写，实现对传感器数据的采集、处理和传输等功能。
程序采用中断方式接收数据，避免因主程序繁忙而导致的漏采现象。
2. LabVIEW上位机程序设计LabVIEW是一种基于图形化编程的语言，适用于数据采集系统的上位机程序设计。
本系统采用LabVIEW编写上位机程序，实现对数据的实时显示、存储和分析等功能。
同时，LabVIEW程序还具有友好的人机交互界面，方便用户进行操作和监控。
五、系统实现及测试1. 系统实现根据硬件和软件设计，完成多路数据采集系统的搭建和调试。
通过实际测试，验证系统的稳定性和可靠性。
2. 系统测试对系统进行实际测试，包括多路数据采集的准确性、实时性以及系统的稳定性等方面。
多路数据采集系统方案word参考模板
`数据采集系统1、系统方案选择和论证1.1题目要求1.1.1基本要求1.1.2发挥部分1.2系统基本方案1.2.1各模块电路的方案选择及论证1.2.2系统各模块的最终方案2、系统硬件设计与实现2.1系统硬件模块关系2.2 主要单元电路的设计2.2.1正弦信号发生器设计2.2.2F/V变换部分设计2.2.3信号采集部分处理2.2.4通信模块部分设计2.2.5数据地址显示电路设计3、系统软件设计3.1主单片机程序3.1.1主机发送子程序3.1.2主机数据处理子程序3.1.3主机显示子程序3.1.4主机主程序3.2从单片机程序3.2.1数据采集子程序3.2.2从机中断接受子程序3.2.3从机子程序4、系统测试附录1：产品使用说明附录2：元件清单参考文献1. 系统方案选择和论证1.1.1基本要求设计一个八路数据采集系统，系统原理框图如下：主控器能对50米以外的各路数据，通过串行传输线（实验中用1米线代替）进行采集的显示和显示。
具体设计任务是：（1）现场模拟信号产生器。
（2）八路数据采集器。
（3）主控器。
二、设计要求1．基本要求（1）现场模拟信号产生器：自制一正弦波信号发生器，利用可变电阻改变振荡频率，使频率在200Hz～2kHz范围变化，再经频率电压变换后输出相应1～5V直流电压（200Hz对应1V，2kHz对应5V）。
（2）八路数据采集器：数据采集器第1路输入自制1～5V直流电压，第2～7路分别输入来自直流源的5，4，3，2，1，0V直流电压（各路输入可由分压器产生，不要求精度），第8路备用。
将各路模拟信号分别转换成8位二进制数字信号，再经并/串变换电路，用串行码送入传输线路。
（3）主控器：主控器通过串行传输线路对各路数据进行采集和显示。
采集方式包括循环采集（即1路、2路……8路、……1路）和选择采集（任选一路）二种方式。
显示部分能同时显示地址和相应的数据。
2．发挥部分（1）利用电路补偿或其它方法提高可变电阻值变化与输出直流电压变化的线性关系；（2）尽可能减少传输线数目；（3）其它功能的改进（例如：增加传输距离，改善显示功能）。
多路数据采集系统设计
多路数据采集系统设计
多路数据采集系统设计通常包括硬件设计和软件设计两个方面。
硬件设计方面，需要考虑以下几个方面：
1. 数据采集模块：根据需要选择合适的模拟输入、数字输入或其他类型的传感器模块，并进行连接。
2. 信号调节：如果传感器输出的信号不符合需求，需要将其进行放大、滤波、隔离或其他调节。
3. 数据转换：将模拟信号转换为数字信号，可以采用模数转换芯片。
4. 多路信号复用：如果同时需要采集多个信号，可以使用多路复用器或多个采集模块。
5. 电源供应：为各个模块提供稳定的电源供应。
6. 通信接口：设计合适的通信接口，如串口、网络接口等，以方便数据传输。
7. 数据存储：选择合适的存储设备，如内存、硬盘、SD卡等，以存储采集到的数据。
软件设计方面，需要考虑以下几个方面：
1. 采集控制：编写控制程序，通过控制硬件模块的工作方式、采样时序和频率等参数，实现多路数据的同时采集。
2. 数据读取：编写数据读取程序，从硬件模块中读取采集到的数据，并进行处理。
3. 数据处理：对采集到的数据进行滤波、校正、分析等处理，以提取有用的信息。
4. 数据存储：将处理后的数据存储到合适的存储设备中，以便后续分析和使用。
5. 用户接口：设计合适的用户界面，以方便用户对系统进行操作和监视。
综上所述，多路数据采集系统设计需要综合考虑硬件和软件两个方面，确保系统能够稳定、高效地采集和处理多路数据。
基于STC12c5a60s2多路数据采集系统
该模块工作在远距离终端，作为模拟待采样的信号源，产生正弦波。对于该 模块有以下两种方案：
方案一：采用ICL8038集成芯片。构成三角波发生器及正弦整形电路。该IC 电路属于积分型施密特压控多谐振荡器，工作范围0.001HZ～300KHZ，完全可 以达到设计要求。
方案二：LC正弦波振荡器。有电容三点式和电感三点式振荡器以及克拉波和 西勒振荡器
1.2.2 系统各模块的最终方案
根据以上方案，结合器件和实现条件等因素，确定如下方案： （1）.利用ICL8038集成芯片来作为正弦波信号的产生器。
（2）F/V变换模块采用LM331频压变换器。 （3）.采用双单片机STC12C5A60S2来实完成信号的采集与处理。 （4）.单片机之间的通信选取RS-485的通信标准。 （5）.显示模块的选用LCD1602液晶显示。 小结：这一部分主要介绍了整个系统的构思，以及各个模块的方案比较与选择。
（5）显示模块 该模块在主控端，用于显示接收到的数据。 方案一：采用数码管显示； 方案二：采用 LCD 液晶显示； 方案一要额外增加锁存器等驱动电路，而且不稳定，调试较为麻烦；而方案
二中LCD则具有功耗小、平面直角显示以及影象稳定不闪烁，可视面积大，画面 效果好，抗干扰能力强等特点。所以选用方案二。
STC12C5A60S2系列单片机ADC(A/D转换器）的结构如下图所示。
A/D 转 换 结 束 后 ， 最 终 的 转 换 结 果 保 存 到 ADC 转 换 结 果 寄 存 器 ADC_RES 和 ADC_RESL，同时，置位ADC控制寄存器ADC_CONTR中的A/D转换结束标志位ADC_FLAG, 以供程序查询或发出中断申请。模拟通道的选择控制由ADC控制寄存器ADC_CONTR 中的CHS2 ~ CHS0确定。
多通道数据采集系统的设计与实现
多通道数据采集系统的设计与实现近年来，随着科技的不断发展和数据的迅速增长，对于多通道数据采集系统的需求越来越迫切。
多通道数据采集系统旨在通过多个输入通道同时采集、传输和处理多组数据，以满足大规模数据采集和处理的需求。
本文将详细介绍多通道数据采集系统的设计与实现。
1. 系统需求分析在设计多通道数据采集系统之前，首先要明确系统的需求。
根据具体的应用场景和目标，我们需要确定以下几个方面的需求：1.1 数据采集范围：确定需要采集的数据范围，包括数据类型、数据量和采集频率等。
这将直接影响系统的硬件选择和设计参数。
1.2 数据传输和存储要求：确定数据传输和存储的方式和要求。
例如，是否需要实时传输数据，是否需要数据缓存和压缩等。
1.3 系统的实时性要求：确定系统对数据采集和处理的实时性要求。
根据实际应用场景，可以确定系统对数据延迟和响应时间的要求。
1.4 系统的可扩展性：考虑系统的可扩展性，以满足未来可能的扩展需求。
这包括硬件和软件的可扩展性。
2. 系统设计在需求分析的基础上，我们进行多通道数据采集系统的设计。
系统设计主要包括硬件设计和软件设计两个方面。
2.1 硬件设计根据需求分析中确定的数据采集范围和要求，我们选择合适的硬件设备进行数据采集。
常用的硬件设备包括传感器、模拟信号采集卡和数字信号处理器等。
2.2 传感器选择根据需要采集的数据类型，选择合适的传感器进行数据采集。
不同的传感器适用于不同的数据类型，如温度传感器、压力传感器、光传感器等。
2.3 采集卡设计针对多通道数据采集系统的特点，我们需要选择合适的模拟信号采集卡进行数据采集。
采集卡应具备多个输入通道，并能够同时采集多个通道的数据。
2.4 数字信号处理器设计针对采集到的模拟信号数据，我们需要进行数字信号处理。
选择合适的数字信号处理器进行数据处理，如滤波、采样和转换等。
2.5 软件设计针对系统的需求和硬件的设计，我们需要进行软件设计，以实现数据采集、传输和处理。
多路数据采集系统的设计
Ｃ ＮＥ Ｊ
Ｍ ０Ｖ Ｍ ０Ｖ
Ａ ，＃ ０ ０ Ｈ Ｓ ＥＮＤ
Ａ ． Ｒ６ Ｒ６． ＃Ｆ０Ｈ
Ｕ ＭＰ
ＯＲＧ
０ ３Ｈ ０２ Ｃ０Ｍ ０ ０Ｈ ０４ Ｓ ． ＃７ Ｐ ０Ｈ Ｉ Ｅ， ＃Ｏ ＯＨ
Ｌ ＭＰ ｜ Ｊ
０ＲＧ Ｍ ＡＩ ： Ｍ ＯＶ Ｎ Ｍ ０Ｖ ＡＮＬ
Ａ ． ２１ Ｈ
Ｌ Ｐ：
Ｃ Ｒ Ｃ；１ 位Ａ 数据转换成标准数据格式存人 Ｌ ２ Ｄ
存储单元
Ｍ ＯＶ Ａ ． Ｒ２
Ｍ ＯＶ
Ｍ ０Ｖ
ＲＲＣ Ａ Ｍ ０Ｖ Ｒ２． Ａ Ｍ ＯＶ Ａ ． Ｒ３
ＡＧＡＩ ： Ｍ ＯＶ Ｎ ＯＲ Ｌ Ｍ ０Ｖ
和 １８ 使 接 口 电平 匹 配 。 ４９
２ 电路 框 图 ．
模 拟
最
设计 任 务 本 次 设计 的数 据采集 系 统 的任 务是 对 电压 模 拟量进 行采
一
、
集 ，并在Ｐ 机上 将采集数据和相应 波形 显示 出 。 Ｃ
二 设 计 方案
设计 任务可 以分成两大 部份 ，一 部分是数 据采 集卡的硬件 电路 设计 ，这 里包括 模拟 输入 电路 、时序控 制 、Ａ Ｄ 换 、数 ／转 据存储 、与Ｐ Ｃ的接 口和数据交换 等 。另外 一部分是 上位机 的数 据显示 软件设计 ，这 部分包括 接收采集 板 的数 据并将数 据换算 成显示 数据和 现实波形 供采集 人员观察 。下 面我们从这 两部分 进行设计 。
统 ，这 种 系统 的基 本 思想 是 ：在采 集 现场 ，将 传 感器 采集 的 制 ，而单片机的最终程序选择可在Ｐ 机中进行 。 Ｃ 数 据通 讯 ：采用串行数据通 讯 口与Ｐ 机进行通信 。单片机 ｃ ｃ ｌ ４８ 串 口将数 据上 传至 Ｐ 机 ，在Ｐ 机 上进 行分 析处 理并 显示数 据 的串 口电平 与Ｐ 机 的串 Ｅ 电平不 匹配 ，采用 电平转换 芯片１ ８ Ｃ Ｃ
《2024年基于单片机和LabVIEW的多路数据采集系统设计》范文
《基于单片机和LabVIEW的多路数据采集系统设计》篇一一、引言随着科技的发展，多路数据采集系统在工业、医疗、环境监测等领域的应用越来越广泛。
为了满足多路数据的高效、准确采集需求，本文提出了一种基于单片机和LabVIEW的多路数据采集系统设计。
该系统设计旨在实现多路信号的同时采集、处理及实时监控，以适应复杂多变的应用环境。
二、系统概述本系统采用单片机作为核心控制器，结合LabVIEW软件进行数据采集和处理。
系统由多个传感器模块、单片机控制器、数据传输模块以及上位机软件组成。
传感器模块负责实时监测各种物理量，如温度、湿度、压力等，并将采集到的数据传输给单片机控制器。
单片机控制器对数据进行处理和存储，并通过数据传输模块将数据发送至上位机软件进行进一步的处理和显示。
三、硬件设计1. 传感器模块：传感器模块采用高精度、高稳定性的传感器，如温度传感器、湿度传感器等，实现对物理量的实时监测。
传感器模块的输出为数字信号或模拟信号，方便与单片机进行通信。
2. 单片机控制器：采用具有高速处理能力的单片机作为核心控制器，实现对数据的快速处理和存储。
单片机与传感器模块和数据传输模块进行通信，实现数据的实时采集和传输。
3. 数据传输模块：数据传输模块采用无线或有线的方式，将单片机控制器的数据传输至上位机软件。
无线传输方式具有灵活性高、安装方便等优点，但需要考虑信号干扰和传输距离的问题；有线传输方式则具有传输速度快、稳定性好等优点。
四、软件设计1. 单片机程序设计：单片机程序采用C语言编写，实现对传感器数据的实时采集、处理和存储。
同时，程序还需要与上位机软件进行通信，实现数据的实时传输。
2. LabVIEW程序设计：LabVIEW程序采用图形化编程语言编写，实现对单片机传输的数据进行实时处理和显示。
同时，LabVIEW程序还可以实现对数据的存储、分析和报警等功能。
五、系统实现1. 数据采集：传感器模块实时监测各种物理量，并将采集到的数据传输给单片机控制器。
基于STM32单片机的多路数据采集系统设计
基于STM32单片机的多路数据采集系统设计概述：多路数据采集系统是一种用于采集和处理多种传感器信号的系统。
基于STM32单片机的多路数据采集系统具有低功耗、高精度、稳定可靠的特点，广泛应用于工业控制、环境监测和医疗设备等领域。
本文将介绍基于STM32单片机的多路数据采集系统的设计方案及实现方法。
设计方案：1.系统硬件设计：系统硬件由STM32单片机、多路模拟输入通道、数模转换器（ADC）和相关模拟电路组成。
其中，多路模拟输入通道可以通过模拟开关电路实现多通道选通；ADC负责将模拟信号转换为数字信号；STM32单片机负责控制和处理这些数字信号。
2.系统软件设计：系统软件可以采用裸机编程或者使用基于STM32的开发平台来进行开发。
其中，主要包括数据采集控制、数据转换、数据处理和数据存储等功能。
具体实现方法如下：-数据采集控制：配置STM32单片机的ADC模块，设置采集通道和相关参数，启动数据采集。
-数据转换：ADC将模拟信号转换为相应的数字量，并通过DMA等方式将数据传输到内存中。
-数据处理：根据实际需求对采集到的数据进行预处理，包括滤波、放大、校准等操作。
-数据存储：将处理后的数据存储到外部存储器（如SD卡）或者通过通信接口（如UART、USB）发送到上位机进行进一步处理和分析。
实现方法：1.硬件实现：按照设计方案，选择适应的STM32单片机、模拟开关电路和ADC芯片，完成硬件电路的设计和布局。
在设计时要注意信号的良好地线与电源隔离。
2.软件实现：（1）搭建开发环境：选择适合的开发板和开发软件（如Keil MDK），配置开发环境。
（2）编写初始化程序：初始化STM32单片机的GPIO口、ADC和DMA等模块，配置系统时钟和相关中断。
（3）编写数据采集程序：设置采集参数，例如采样频率、触发方式等。
通过ADC的DMA功能，实现数据的连续采集。
（4）编写数据处理程序：根据实际需求，对采集到的数据进行预处理，例如滤波、放大、校准等操作。
嵌入式多路信号数据采集系统方案-技术方案
嵌入式多路信号数据采集系统方案-技术方案由于人们对数字形式信息的需求量越来越大，数据采集及其应用技术受到了越来越广泛的关注和应用。
随着技术的发展，数据采集系统正向着高精度、高速度、稳定可靠和集成化的方向发展。
目前，大多数的数据采集监控系统都是独立的系统，只能进行数据的现场采集或存储，已不能满足应用的需要，迫切要求接入网络实现远程监控。
现代数据采集技术的发展是建立在新型采集系统软硬件平台性能提高的基础之上的。
具有强大功能的32位微控制器在一些高端仪器仪表中得到了广泛的应用，而将GPRS无线传输模块嵌入其中，将采集到的数据以无线的方式接入Internet,实现远程监控，非常适合工作人员在比较恶劣的环境下或者需要对多种参量进行采集时使用。
而高性能微处理器的应用也极大提高了数据采集的精度和速度。
1系统整体方案整个远程多路数据采集系统如图1所示。
当无线终端成功连接到互联网后，采集终端将传感器采集到的数据经放大滤波后发送到ARM微控制器，经过A/D转换以及相关处理后，通过RS232口将数据发送到GPRS无线终端，GPRS无线终端又将这些数据打成一个个的IP包，经GPRS空中接口接入无线网络，并由移动通信服务商转接到Internet,终通过各种网关和路由到达统一的远程数据处理中心，数据中心接收数据并对数据做后续处理。
远程数据中心也可以发送数据信息（各种命令及诊断信息）到无线数据采集模块，通过GPRS终端上的RS232接口输出到ARM微控制器上，采集终端在接收到远程数据中心的信息后，进行解码并执行相应的操作，以实现对采集现场的控制。
GPRS无线终端嵌入了TCP/IP协议和UDP协议（用户可选），本系统采用TCP/IP协议，实际上GPRSDTU上实现的协议栈是TCP/IPOverPPP。
图1GRPS无线数据采集终端2硬件组成2.1传感器及放大器理论上，该系统可以同时进行16路数据的采集，但在实际的调试中，只选用了2路来做模拟。
最新电子系统设计实验报告多路数据采集系统设计单片机设计类终稿
电子系统设计报告题目:多路数据采集系统设计(单片机设计类摘要:本设计采用ATmega16单片机作为数据采集系统的控制核心,系统分为数据采集模块、A/D转换模块、软件控制模块、键盘模块和显示模块。
该系统硬件部分的重心在于单片机,首先数据采集模块采集由外接电路传输过来的两路不同电压,再通过A/D转换模块进行模数转换,实现对采集到的数据进行模拟量到数字量的转换,并将转换后的数据通过数码管显示出来,通过按键可以控制要采集哪路的模块。
该系统软件部分应用编写控制软件,对数据采集系统、模数转换系统、数据显示等程序进行了设计。
关键词:ATmega16单片机;数据采集;A/D转换。
Abstract:This design uses the ATmega16 MCU as the control core of a data acquisition system, system is divided into data acquisition module, A / D conversion module, the software control module, keyboard module and display module. The hardware of the system is the focus of scm. The first data acquisition module by the external circuit transmission over two different voltage, then through A / D conversion module for analog-digital conversion, to achieve the data collection for analog to digital conversion, and stores the converted data through the digital tube display, through the buttons can control which road to acquisition module. The system software application software of control, data acquisition system,A / D conversion system, data display program design.key words: ATmega16 MCU;Data acquisition;A / D conversion.一、设计目的和要求设计一个2路数据采集系统,需要采集的模拟信号为电压信号,用电位器构成的分压电路来模拟。
多路数据采集系统设计
前言随着计算机技术的飞速发展和普及，数据采集系统在多个领域有着广泛的应用。
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。
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.计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。
数据采集系统，从严格的意义上来说，应该是用计算机控制的多路数据自动检测或巡回检测，并且能够对数据实行存储、处理、分析计算以及从检测的数据中提取可用的信息，供显示、记录、打印或描绘的系统。
数据采集系统一般由数据输入通道，数据存储与管理，数据处理，数据输出及显示这五个部分组成。
输入通道要实现对被测对象的检测，采样和信号转换等工作。
数据存储与管理要用存储器把采集到的数据存储起来，建立相应的数据库，并进行管理和调用。
数据处理就是从采集到的原始数据中，删除有关干扰噪声，无关信息和必要的信息，提取出反映被测对象特征的重要信息。
另外，就是对数据进行统计分析，以便于检索；或者把数据恢复成原来物理量的形式，以可输出的形态在输出设备上输出，例如打印，显示，绘图等。
数据输出及显示就是把数据以适当的形式进行输出和显示。
在本毕业设计中对多路数据采集系统作了基本的研究。
本系统主要解决的是怎样进行数据采集以及怎样进行多路的数据采集。
ADC0809多路数据采集和控制系统设计说明
图5-4-1ADC0809管脚图及51单片机芯片管脚图
ADC0809模数转换器的引脚功能：
IN0～IN7:８路模拟量输入。
组合选择八路模拟量输入。
ALE:地址锁存启动信号，在ALE的上升沿，将A、B、C上的通道地址锁存到内部的地址锁存器。
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。系统框图如4-1所示
图4-1 总体设计的系统框图
5.硬件系统的设计
5.1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：
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：人机通道的借口电路
第五步：数据传输借口电路
用单片机作为控制系统的核心，处理来之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。
3.设计要求
（1）根据题目要求的指标，通过查阅有关资料，确定系统设计方案，并设计其硬件电路图。
（2）画出电路原理图，分析主要模块的功能及他们之间的数据传输和控制关系。
（3）用protel软件绘制电路原理图。
（4）软件设计，给出流程图及源代码并加注释。
4.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
采集系统方案
多路采集系统设计方案一．需求分析1.采集系统输入信号路数：3路以上2.采集系统硬件结构：3种结构方式（①并行式②多路式）3.输入信号类型（模拟还是数字）4.输入信号质量（精度要求，是否需要信号调理）5.处理器要求6.输出信号传输方式7.传输协议二．方案设计1.总体方案设计采集系统是由控制器件结合外围电路所构成，基本组成如图1所示：图1 总体方案采集系统硬件主要包括传感器、采集器、控制器、通讯模块等。
基于控制单元的数据采集系统的工作过程可分为以下几个步骤：数据采集是将被测量的信号由采集器进行采集，并转换为能够被控制器所识别的信号并输入给控制器；控制器对采集的数据进行处理，并将处理结果输出到通讯模块。
2.技术方案设计1)并行采集方案。
这种方案的硬件结构由多个AD转换器构成。
对每路输入信号都有独立的采集转换电路，每一路占有一个通道，结构框图如图2所示。
图2 并行采集方案这种方式通常用于高速数据采集和需要同时采集多路数据的情况。
其优点是通道数增加时，最高采样频率不会受到影响，并可同时采集多路信号，保持了各信号之间的同步关系。
缺点是成本较高、体积较大。
2)多路采集方案。
该方案中，输入信号由多路开关可选择地将各路信号送入AD转换器进行转换。
结构框图如图3所示。
图3 多路采集方案这种转换方式较上一种方式慢，并且得到的各通道信号是断续的。
在通道数增加时，采集频率受到影响。
当采样保持电路用同一个信号控制时，既可保证同一时刻采集到各通道参数，又可保证信号间的同步关系。
这种方式主要用于对采集频率要求不高的多路信号的采集。
三．器件选型器件选型中，最主要的是传感器选型和AD采集器选型，同时作为处理核心的处理器也不可忽视，并且有些处理器内部自带采集器！综合文献所述，数据采集系统大致可分为四类：(1)基于通用微型计算机（如PC机）的数据采集系统这种系统主要功能是将采集来的信号通过外部的采样和AD转换后的数字信号通过接口电路送入PC机进行处理，然后再显示处理结果或经过DA转换输出。
多路数据采集系统设计
道 。当 地 址 锁 存 允 许 信 号 Ａ Ｌ Ｅ 的 上 升 沿 到 来 时 ，地 址 信 号 被
锁人译码器内。
３ ） 输 出锁 存 由允 许 信号 ＯＥ 控制 ， 当 ＯＥ为 高 电平 时 ， 数 据
输出， Ａ ／ Ｄ 转 换 结 果 被 送 到 单
处理 ， 得 出所 需 的 数 据 。
包 含 一 个 模 拟 输 入 多 路 开 关 和
地 址 译 码 器 ，用 三 位 地 址 码 通 过 译 码 去 控 制 选 通 某 一 输 入 通
采 集 前 端采 取 各 种 转 换 装 置 ，将 不 同 物理 量 转 换 为 电压 信
号。 本 文 设 计对 转 换 为 ０ ～ ５ Ｖ 电压 的 模 拟量 进 行 测 量 和 显示 。 设
７ ６
多路 数 据 采 集 系 统 设计
多路数据采集系统设计
Ｄｅ ｓ ｉ ｇ ｎ ｏ ｆ Ｍｕ ｌ ｔ ｉ － ｃ ｈ ａ ｎ ｎ ｅ ｌ Ｄａ ｔ ａ Ａｃ ｑ ｕ ｉ ｓ ｉ ｔ ｉ ｏ ｎ Ｓ ｙ ｓ ｔ ｅ ｍ
宋永 杨 周 琼 莉 师 光 辉
（ 西南石油大学电气信 息学院， 四川 成都 ６ １ ０ ５ ０ ０ ）
Ｋｅ ｙ ｗｏ ｒ ｄ ｓ ： ＡＤＣ０８ ０９ Ａ／ Ｄ， ｃ ｏｎ ｖ ｅ ｒ ｓ ｉ ｏｎ ｍｉ ｃｒ ｏｃ ｏ ｎ ｔ ｒ ｏｌ ｌ ｅ ｒ
数据 采 集 ， 又称 为 数 据 获 取 则 利 用 传 感 器 等装 置 ， 从 系 统 外
部 采 集数 据 并 输 人 到 系 统 内 部 以进 行 进 一 步 处 理 的过 程 ，被 采
及显示， 通 过 设 计数 据 采 样 电路 及 处理 程 序 可 应 用 于各 种 数 据 的 测 量 。 关键 词 ： Ａ Ｄ Ｃ ０ ８ ０ ９ ， 模 数 转换 ， 单 片机
多路数据采集系统设计
摘要随着信息领域各种技术的发展，在数据采集方面的技术也取得了长足的进步，采集数据的信息化是目前社会的发展主流方向。
各种领域都用到了数据采集，在石油勘探、地震数据采集领域已经得到应用。
随着测控技术的迅猛发展，以嵌入式计算机为核心的数据采集系统己经在测控领域中占到了统治地位。
数据采集系统是将现场采集到的数据进行处理、传输、显示、存储等操作。
数据采集系统的主要功能是把模拟信号变成数字信号，并进行分析、处理、存储和显示。
国内大大小小很多公司多开发了数据采集器和卡之类的产品，这使信息的数字化提供了极大的方便。
本次毕业设计课题，数据采集器制作，是利用ATMEL公司的89C51单片机和AD0809芯片做一个采集模拟电压信号，转换为数字信号，再由单片机经过串口发送给PC机处理，另外三个数码管LED显示采集的数字信息。
关键字：单片机、数据采集、信号处理、AD0809芯片AbstractAlong with the development of information field various technologie s, the technology in the aspect of data collection has also gotten rapid a dvance, gather the informative process of data is now society develop th e direction of main stream. Various fields have used data collection, in p etroleum exploration and seismic data collection field have gotten applic ation.As measuring to control technical swift development, with embedded co mputer for key data collection system Jig go through in measure to cont rol field in have taken dominance position. Data collection system is to c arry out the data that the collection on-the-spot goes to to handle, trans mits and shows, stock etc. operation. The major function of data collecti on system is simulated signal become digital signal, and analyses handl ing, stock and show. Domestic size many companies have developed da ta collection ware and the product that blocks and so on, this makes the digitization of information have offered maximum convenience.This graduated design program, data collection ware produce is the only flat machine of 89 C51 that uses the company of ATMEL with AD0809 ch ip do a collection simulated voltage signal, conversion number word sig nal passes string mouth again by only flat machine to dispatch to the ha ndling of personal computer, additionally, 3 number pipe LED’s show the digital information of collection.Keyword: Only flat machine、Data is gathered、Handle目录摘要关键字前言1 数据采集系统的基本介绍1.1数据采集系统的基本原理1.2 数据采集系统的分类1.3 数据采集系统的基本功能1.4 数据采集系统的结构形式1.5 数据采集系统设计的原则1.6 数据采集系统的发展趋势2系统功能的介绍2.1方案的论证2.1．1模数转换的选择2．1 2.87C51的选择2．1.3.显示电路2．1.4.电压/频率转换器3数据采集系统的硬件设计3.1传感器的介绍，分类及特点3.2 信号放大电路3.3 频率变换电路3.4 信号调理电路3．5AD转换电路3．6 单片机部分3．7 串口电路3．8数码管显示电路4 软件设计部分4．1主机程序流程图4．2从机程序流程图5抗干扰设计6数据分析7小结8参考文献9附录前言数据采集是从一个或多个信号获取对象信息的过程。
基于单片机和LabVIEW的多路数据采集系统设计
基于单片机和LabVIEW的多路数据采集系统设计基于单片机和LabVIEW的多路数据采集系统设计近年来，随着科技的不断发展，对于数据采集系统的需求越来越大。
数据采集系统能够将各种外部信号转换为数字信号，并传输到电脑中进行处理和分析，广泛应用于工业控制、物联网、仪器仪表及自动化等领域。
本文将介绍一种基于单片机和LabVIEW的多路数据采集系统设计方案。
1. 系统硬件设计该多路数据采集系统设计方案的硬件主要包括传感器模块、数据采集模块以及计算机连接模块。
传感器模块：传感器模块负责采集外部信号，并将其转换为电信号。
根据不同的测量需求，选择合适的传感器模块，如温度传感器、湿度传感器等。
数据采集模块：数据采集模块使用单片机作为核心，通过模拟转换器将传感器模块转换得到的电信号转换为数字信号。
具体地，单片机通过AD转换器将模拟信号转换为数字信号，并通过串口通信将数据传输给计算机。
计算机连接模块：计算机连接模块使用串口连接单片机和计算机，通过串口通信实现数据传输。
在计算机上安装LabVIEW应用程序，通过LabVIEW程序来控制和监测数据采集系统。
2. 系统软件设计该多路数据采集系统设计方案的软件主要包括单片机程序设计和LabVIEW程序设计两部分。
单片机程序设计：单片机程序设计主要实现对传感器模块的数据采集和数字信号的转换，然后通过串口通信将数据发送给计算机。
首先，通过单片机的GPIO口读取传感器模块采集的信号，然后使用AD转换器将模拟信号转换为数字信号，最后通过串口通信将采集到的数据发送给计算机。
LabVIEW程序设计：LabVIEW程序设计则主要用于接收串口传输的数据，并进行数据处理和显示。
在LabVIEW中，可以使用串口通信工具箱来进行串口通信的设置。
通过设置串口参数和接收数据的方式，可以实时接收并显示采集到的数据。
同时，LabVIEW也提供了数据处理和分析的功能，可以对采集到的数据进行滤波、变换、绘图等操作。
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多路数据采集系统方案`数据采集系统1、系统方案选择和论证1.1题目要求1.1.1基本要求1.1.2发挥部分1.2系统基本方案1.2.1各模块电路的方案选择及论证1.2.2系统各模块的最终方案2、系统硬件设计与实现2.1系统硬件模块关系2.2 主要单元电路的设计2.2.1正弦信号发生器设计2.2.2F/V变换部分设计2.2.3信号采集部分处理2.2.4通信模块部分设计2.2.5数据地址显示电路设计3、系统软件设计3.1主单片机程序3.1.1主机发送子程序3.1.2主机数据处理子程序3.1.3主机显示子程序3.1.4主机主程序3.2从单片机程序3.2.1数据采集子程序3.2.2从机中断接受子程序3.2.3从机子程序4、系统测试附录1：产品使用说明附录2：元件清单参考文献1. 系统方案选择和论证1.1.1基本要求设计一个八路数据采集系统，系统原理框图如下：主控器能对50米以外的各路数据，通过串行传输线（实验中用1米线代替）进行采集的显示和显示。
具体设计任务是：（1）现场模拟信号产生器。
（2）（2）八路数据采集器。
（3）（3）主控器。
二、设计要求1．基本要求（1）现场模拟信号产生器：自制一正弦波信号发生器，利用可变电阻改变振荡频率，使频率在200Hz～2kHz范围变化，再经频率电压变换后输出相应1～5V直流电压（200Hz对应1V，2kHz对应5V）。
（2）八路数据采集器：数据采集器第1路输入自制1～5V直流电压，第2～7路分别输入来自直流源的5，4，3，2，1，0V直流电压（各路输入可由分压器产生，不要求精度），第8路备用。
将各路模拟信号分别转换成8位二进制数字信号，再经并/串变换电路，用串行码送入传输线路。
（3）主控器：主控器通过串行传输线路对各路数据进行采集和显示。
采集方式包括循环采集（即1路、2路……8路、……1路）和选择采集（任选一路）二种方式。
显示部分能同时显示地址和相应的数据。
2．发挥部分（1）利用电路补偿或其它方法提高可变电阻值变化与输出直流电压变化的线性关系；（2）尽可能减少传输线数目；（3）其它功能的改进（例如：增加传输距离，改善显示功能）。
1.2系统基本方案根据题目要求系统模块分可以划分为：现场信号发生模块，V/F 变换模块，信号采集处理模块，通信控制模块，显示模块。
系统的框图如图1.2.1 所示。
为实现各模块的功能，分别做了几种不同的设计方案并进行了论证。
下图为系统基本模块图：1.2.1各模块电路的方案选择及论证（1）现场信号发生模块该模块工作在远距离终端，作为模拟待采样的信号源，产生正弦波。
对于该模块有以下两种方案：方案一：采用ICL8038 集成芯片。
构成三角波发生器及正弦整形电路。
该IC 电路属于积分型施密特压控多谐振荡器，工作范围0.001HZ～300KHZ，完全可以达到设计要求。
方案二：由LM358 运放组成的幅值、频率可调的正弦振荡器。
图 1.2.2 所示为由 LM358 组成的正弦波发生器A1 组成的电路相当于比例积分器，A2 所组成的电路相当于比较器。
接通电源后，A2 输出为低电平（0V），而 A1 输出为高电平，由于有电容 C，则这个高电平是逐渐增长的，即随着电容 C经 RW2、R2 去路不断地充电，使 A1 的 1 脚电位逐渐增长。
当其电位增长到高于 Vcc／2 时，A2 输出变为高电平。
A2 的高电平使 A1 反相端为高电平，则 A1 输出力图为低电平，但由于 C 上电压不能突变，其输出端电位只能随电容 C 经 RW2、R2 支路反相充电而下降。
当下降到低于 VCC／2 时，A2 输出又变成低电平。
于是 A1 输出力图为高电平，C 由于上的电压不能突变，其输出端电位只能随 C 的充电逐渐上升……如此工作产生正弦波。
其具体电路图如图 1.2.2 所示。
振荡频率：f＝1/２π（RW2+R2）C。
调节 RW2 可改变振荡频率。
频率变化范围为：２.９～5.3KHz。
输出信号的幅度调节通过改变 RW1 来实现。
幅度调节范围为：2～6V。
（2）F/V 变换模块F/V 变换模块采用模拟集成频率--电压变换器 LM331。
LM331 具有精度高、线形度高，温度系数低，功耗低动态范围宽等一系列优点，目前已经广泛应用于数据采集和自动控制中。
（3）信号采集处理模块该模块功能主要是将输入过来的模拟信号转化成数字信号，实现数据的采集与处理。
现在提出以下方案来完成此功能。
A/D 采集模块工作在远程数据采集端，用于将模拟信号转换成数字信号。
计划采用 ADC0809作为模数转换器。
ADC0809 为 CMOS 集成电路，属于逐位逼近比较型的转换器，分辨率为 8 位，转换时间为 100us，数据输出端内部具有三态输出锁存器，可以与单片机直接连接；而界具有 8路模拟开关，可直接连接8 个模拟量，并可程控选择对其中一个模拟量进行转化。
它与单片机连接简单，使用方便。
（4）通信控制模块方案一：由于信号采集处理采用双单片机，即在数据采集的远端、近端均采用单片机控制，远端完成数据的采集、抽样、平滑、发送；近端完成数据的接收、校验、纠错、处理与显示等。
且由于两单片机之间的通讯距离较远，故采用 RS-485 的通信标准。
方案二：可以在信号采集处理模块中采用模拟电路实现信号的串行/并行转换，而只在数据显示时用单片机来控制实现，故此时的通信控制是用单片机的输出控制信号来控制模拟电路的工作的。
（5）显示模块方案一：采用液晶显示屏和通用矩阵键盘。
液晶显示屏（LCD）具有功耗小、轻薄短小无辐射危险，平面直角显示以及影象稳定不闪烁，可视面积大，画面效果好，抗干扰能力强等特点。
但由于只需显示三位温度值，信息量比较少，且由于液晶是以点阵的模式显示各种符号，需要利用控制芯片创建字符库，编程工作量大，控制器资源占用较多，其成本也偏高。
方案二：采用四位 LED 七段数码管分别显示通道地址、电压值。
数码管具有：低能耗、低损耗、低压、寿命长、耐老化，对外界环境要求较低。
同时数码管采用 BCD 编码显示数字，程序编译容易，资源占用较少。
1.2.2 系统各模块的最终方案根据以上方案，结合器件和实现条件等因素，确定如下方案：（1）.利用 ICL8038 集成芯片来作为正弦波信号的产生器。
（2）.F/V 变换模块采用 LM331 频压变换器。
（3）.采用双单片机 MSP430F5529 和 ADC12 来实完成信号的采集与处理。
（4）.单片机之间的通信选取 RS-232 的通信标准。
（5）.显示模块的实现是选用12864液晶屏动态显示。
2. 硬件设计与实现2.1 系统硬件模块关系图 2.1.1 所示为系统硬件电路单元模块关系图方案一：采用ICL8038-2正弦波信号发生器：方案二：2.2.主要单元电路设计2.2.1 正弦波信号发生器设计方案一：设计中采用ILC8038来产生正弦波。
通过调节RP1来改变频率，其范围值为 20HZ ∽20KHZ ，RP3 用于改善正弦波负向失真。
RP4 改善正弦波正向失真。
其电路图如 2.2.1图 2.2.1 正弦波信号发生电路上图还可以同时产生方波、三角波等信号方案二：采用文氏电路产生频率可调的正弦波信号文氏电路2.2.2 F/V 变换电路设计将正弦信号输入到 F/V 变换电路之前要对正弦信号进行滤波、放大。
其具体的电路变换兔如下。
图 2.2.2 所示为系统 F/V 变换电路图。
F/V 变换模块采用精密且廉价的 F/V 变换器 LM331，此集成电路线形度可达0.06%，该 IC输出电压 Vo 与输出频率的关系为 Vo=fi，而设计要求将 200～2000HZ 的频率变换为 1～5V 的电压，可得到变换式为： V=0.00222f+0.556故应对 F/V 变换的结果进行电位平移。
2.2.3 信号采集处理单元模块设计在此方案采用双单片机，即在数据采集的远端、近端均采用单片机控制，远端完成数据的采集、抽样、平滑、发送；近端完成数据的接收、校验、纠错、处理与显示等。
A/D 转换器是受从单片机的控制的。
2.2.4 通信网络模块设计本系统采用两个单片机来实现系统控制的。
便于改变从单片机的数据采集方式，尽量减小传输线数目。
由于系统采用具有自动控制的单片机，故该系统具有智能话处理能力，可以对不同错误做出处理。
当系统开始运行后，从单片机发出一个选通信号指令选通某路 A/D 转换的指令，并等待接收从单片机返回的信息。
如果主单片机未收到回送的数据或接收到的数据错误，则重发指令。
双单片机之间的通信实际采用 MAX485 构成接口器件,传输速率为 19.2Kbps，在此情况下可以保证两个单片机之间的良好通信。
其电路图如图 2.2.4.1 所示。
2.2.5 数据地址显示电路设计由于题目中要求传送 8 位二进制码，其分辨率达到 1/256 ，显示电压分辨率为5/255=0.0192V，所以电压显示需要 3 位数码管。
显示采用动态扫描的方式，四个七段数码管逐位扫描。
配合通道选择开头，可在 LED 上同时显示一路或多路数据。
数码管分别显示通道地址、电压值。
数码管采用共阴极，由于 AT89C52单片机每个 I/O 的拉电流只有 1—2mA。
所以在位码和段码都加上了同相驱动器。
单片机 XTAL2、XTAL1 接 12MHZ 晶振，提供系统时钟基值。
另 RESET 接复位按键。
3. 系统软件设计系统的软件的设计是采用汇编语言，对单片机进行编程实现各种功能。
程序是在 Windows 2000 环境下采用 WAVE 软件编写的，可以实现对八路数据的采集与处理，并能实现对数据、地址的显示。
主程序主要起到一个导向与决策的功能，决定什么时候采集数据处理数据显示数据。
对于数据的处理的实际功能的实现主要是通过调用具体的子程序。
本系统采用半双工传输，每次需要发送或接收数据时，控制 MAX485 使其成为接收器或发送器。
3.1 主单片机程序主机发送为一字节指令，其高 4 位和低四位均为要采集的通道号，格式为0***0***。
其中***=000～111。
主机发送完成指令后，立即转入接收状态，等待从机回送两字节数据，若在一定时间内未收到数据或收到的两字节数据不一致。
则认为通信有误，转而重发一次指令。
若重发三次均未成功，则点亮线路故障告警灯提醒用户。
3.1.1 主机发送程序流程图如 3.1.1 所示。
3.1.2 主机数据处理子程序图如 3.1.2 所示。
3.1.3 主机显示子程序图如 3.1.3 所示。
3.1.4 主机主程序流程图如 3.1.4 所示。
3.2 从单片机程序为增强数据采集的实时性，从机在为收到指令时，轮流对 8 路模拟信号进行采集变换，并存入相应单元。
从机在接收到主机发送的指令后，回送相应的两字节 8 位 A/D 转换数据。