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
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STM32单片机的多路数据采集系统设计毕业设计
基于STM32单片机的多路数据采集系统设计毕业设计摘要：本篇设计主要以STM32单片机为核心，设计了一个多路数据采集系统。
该系统能够实现多路模拟量和数字量信号的采集和显示，并通过串口与上位机进行通信，实现数据上传和控制。
设计中使用了STM32单片机的AD转换功能实现模拟量信号的采集，使用GPIO口实现数字量信号的采集，通过串口与上位机进行通信。
经过实验验证，该系统能够稳定地采集多路数据，并实现远程数据传输和控制功能，具有较高的可靠性和实用性。
关键词：STM32单片机，数据采集，模拟量信号，数字量信号，上位机通信一、引言随着科技的发展，数据采集系统在工业控制、环境监测、生物医学等领域得到了广泛的应用。
数据采集系统可以将现实世界中的模拟量信号和数字量信号转换为数字信号，并进行处理和存储。
针对这一需求，本文设计了一个基于STM32单片机的多路数据采集系统。
二、设计思路本系统的设计思路是通过STM32单片机实现多路模拟量和数字量信号的采集和显示，并通过串口与上位机进行通信，实现数据上传和控制。
该系统采用了模块化设计方法，将系统分为采集模块、显示模块和通信模块。
1.采集模块采集模块通过STM32单片机的AD转换功能实现模拟量信号的采集，通过GPIO口实现数字量信号的采集。
通过在程序中设置采样频率和采样精度，可以对不同类型的信号进行稳定和准确的采集。
2.显示模块显示模块通过LCD显示屏显示采集到的数据。
通过程序设计，可以实现数据的实时显示和曲线绘制，使得用户可以直观地观察到采集数据的变化。
3.通信模块通信模块通过串口与上位机进行通信。
上位机通过串口发送控制命令给STM32单片机，实现对系统的远程控制。
同时，STM32单片机可以将采集到的数据通过串口发送给上位机，实现数据的远程传输。
三、实验结果与分析通过实验验证，本系统能够稳定地采集多路模拟量和数字量信号，并通过串口与上位机进行通信。
系统能够将采集到的数据实时显示在LCD屏幕上，并通过串口传输给上位机。
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是一种用于采集多个信号源数据的系统。
它通常由采集器、信号源、传输线路、收集器和处理器等组成。
在多路数据采集系统中，采集器是一个关键组件，它负责接收和处理来自多个信号源的数据。
采集器可以是硬件设备，也可以是软件程序。
硬件采集器通常具有多个输入端口，可以同时接收多个信号源的数据，并将其转换为数字信号。
而软件采集器则可以通过计算机的输入设备接收数据。
采集器还可以进行数据处理和存储，以确保数据的质量和实时性。
信号源是指传感器、仪器仪表或其他设备，它们产生或接收数据并将其传输到采集器。
信号源可以是各种类型的传感器，例如温度传感器、压力传感器、光传感器等。
传输线路是将信号源和采集器连接起来的通道，可以是有线连接或无线连接。
其中，有线连接通常使用数据线或网络电缆，而无线连接通常使用无线电或红外线进行信号传输。
收集器是一个用于接收和存储来自采集器的数据的设备。
它可以是计算机、数据存储设备或远程服务器等。
收集器通常具有大容量存储设备，以便可以保存大量的数据。
它还可以进行数据压缩和加密，以确保数据的安全性和可靠性。
处理器是对采集的数据进行处理和分析的设备。
处理器可以是计算机、嵌入式系统或专用的数据处理设备。
它负责对数据进行处理、转换和分析，以提取有用的信息。
处理器还可以根据用户的需求进行实时监测和报警，以及生成报表和图表等输出。
多路数据采集系统广泛应用于各个领域，例如工业自动化、环境监测、医疗健康等。
在工业自动化领域，多路数据采集系统可以用于监测生产设备的运行状态和产品质量，实现智能化控制和优化生产过程。
在环境监测领域，多路数据采集系统可以用于监测空气质量、水质和土壤等环境参数，以提供科学依据和决策支持。
在医疗健康领域，多路数据采集系统可以用于监测患者的生理参数，例如心率、血压和血糖等，以帮助医生进行诊断和治疗。
总之，多路数据采集系统是一种实时监测和数据处理的工具，它可以帮助我们获得准确的数据和有用的信息，以支持决策和优化。
基于单片机的多路数据采集系统设计(3章)
基于单片机的多路数据采集系统设计摘要数据采集是指从带有模拟、数字被测单元的传感器或者其他设备中对非电量或电量信号进行自动采集，再送到上位机中进行分析和处理。
近年来，众人时刻关注着数据采集及其应用的发展和市场形势。
广大人们的关注使得数据采集系统的发展有了质的飞跃，它被广泛用于各种数字市场。
本文介绍了数据采集的相关概念和基本原理，设计了基于STM32F407的多路数据采集系统的硬件和软件的实现方法及实现过程，并经过调试完成其主要功能和主要技术指标。
硬件部分包括：主控电路、信号采集处理电路、TFT液晶显示电路、SD 卡存储电路、串口通讯电路。
实现过程是以STM32F407为控制核心，通过模数转换器，实时对输入信号进行采样，得到一串数据流，通过控制器的处理实现数据的采集和显示。
软件部分包括：信号采集分析算法、嵌入式操作系统移植、UC-GUI人机交互界面设计、文件管理系统移植。
主要实现了对采集数据的存储和分析，频率和幅值的计算，液晶屏的控制和界面显示。
程序是在keil uVision的集成开发环境中用C语言写成的，编程具有模块化的特点，因此可读性比较高，维护成本较低。
最后，用Altium designer（DXP）设计了数据采集系统的原理图，并制作了PCB电路板。
在实验室里制作了数据采集系统并进行了系统调试，经过调试，达到了所应该实现的功能和技术指标。
关键词：多路数据采集，STM32F407，液晶显示MULTI-CHANNEL DATA ACQUISITION SYSTEMBASED ON SINGLE CHIP DESIGNABSTRACTData acquisition is the automatic acquisition of non electric or electric quantity signals from sensors and other devices, such as analog and digital.In recent years, data acquisition and its application has gradually become the focus of attention. Therefore, the data acquisition system has been rapid development, it is widely used in various fields.The software part includes: signal acquisition and the embedded operating system transplant, UC-GUI man-machine interface design. Mainly realizes the storage and analysis of the collected data, calculate the frequency and am plitude of the LCD screen display and control interface. The program is written by C language in the integrated development environment KEIL uVision and modular programming makes the program readable and easy maintenance features Finally, using designer Altium to design and manufacture the digital oscilloscope circuit board PCB. In the laboratory, the digital oscilloscope has been made and the system has been debugged. After debugging, it has achieved the function and technical index that should be realized.KEY WORDS： Multi-channel data acquisition，STM32F407，liquid-crystal display目录摘要 (I)ABSTRACT (II)1绪论 (1)1.1研究背景及其目的意义 (1)1.2国内外研究现状 (2)1.3研究的主要内容 (2)2系统总体方案设计 (4)2.1系统总体设计方案 (4)2.2系统总体框图 (4)2.3硬件系统方案设计 (4)2.3.1单片机的选择 (5)2.3.2信号衰减和放大电路 (5)2.3.3A/D模数转换器的选择 (6)2.3.4显示部分 (6)2.4软件系统方案设计 (6)2.5本章小结 (7)3硬件电路设计 (8)3.1电源部分 (8)3.2信号调理部分 (10)3.3信号采样 (12)3.4系统控制部分 (12)3.5本章小结 (14)1绪论1.1研究背景及其目的意义最近几年，众人时刻关注着数据采集及其应用的发展和市场形势。
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
多路数据采集系统毕业设计
多路数据采集系统毕业设计第一章绪论1.1课题研究背景和意义数据采集是指将位移、流量、温度、压力等模拟量采集、转换成数字量后,再由计算机进行存储、处理、显示或打印。
数据采集技术是信息科学的一个重要组成部分,信号处理技术、计算机技术,传感器技术是现代检测技术的基础。
数据采集技术则正是这些技术的先导,也是信息进行可靠传输,正确处理的基础。
在工业生产中,对生产现场的工艺参数进行采集、监视和记录,这样能提高产品的质量、降低成本。
在科学实验中,对应用数据进行实时采集,这样获得大量的动态信息,是研究物理过程动态变化的有效手段,也是获取科学奥秘的重要手段之一。
设计数据采集系统目的,就是把传感器输出的模拟信号转换成计算机能识别的数字信号,并把数字信号送入计算机,计算机将计算得到的数据加以利用观察,这样就实现对某些物理量的监视,数据采集系统性能的好坏,取决于它的精度和速度,在精度保证的条件下提高采样速度,满足实时采集、实时处理和实时控制的要求[1]。
数据采集常用的方式有在PC机,也可以在工控机内安装数据采集卡,如RS-422卡、RS-485卡及A/D卡;或专门的采集设备,包括PCI、PXI、PCMCIA、USB,无线以及火线FireWire接口等,可用于台式PC机、便携式电脑以及联网的应用系统中[2]。
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,目标是测试中不依靠相关的测试文件,由非成熟人员进行操作,并且测试任务是测试设备高速自动完成的。
近年来,数据采集及应用受到了人们越来越广泛的关注,数据采集系统也有了迅速的发展,数据采集系统也朝着微型化、小型化、便携式,低电压、低功耗发展。
当前市场出售的小型数据采集器相当于一个功能齐全计算机。
这些数据采集器功能强大,能够实现实时数据采集、处理的自动化设备。
具备实时采集、自动存储、即时显示、即时反馈、自动处理、自动传输功能[;不仅能保证现场数据的实时性、真实性、有效性、可用性,而且能很方便输入计算机,应用在各个领域。
《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。
基于AT89S52多路数据采集系统的设计
２ 多路 采集 系统 的硬 件设计
整 个硬件系统 是 以单 片机 Ａ ８ Ｓ２作 为 主控 芯 片 Ｊ Ｔ９５ ， 控制整 个电路的运行 。为了能 使单片 机正常 工作 须在 其外 围加复位 电路。即 ： 采用稳定 的硬件复位方式 。本系统 采用 看 门狗 Ｘ ０５作为复位 电路 的主要 芯片用 来控 制复位 的完 ５４ 成 。采用 Ｘ ０ ５有以下优点 ： １ ５４ （ ）上电可 以自动发 出复位信 号 。（ ）当单 片机的电压降到 一定 时 Ｘ ０ ５的复位 引 脚会 ２ ５４
四 四
可编程增益放大 器可使放大倍数从 １ ３ ～ ２进行设定 （ ２倍 以 步长增加 ） 大大提高 了系统 的动 态特性 。多级程 控数 字滤 ，
给 出一个 复位信 号使单 片机 复位 。（ ）当程 序进 入死 循环 ３ 时 Ｘ ０ ５会 给出一个复位 信号使 单片 机恢 复正 常。控 制硬 ５４
件 电路 原理 图如图 ２ 示。 所 Ａ ８ Ｓ ２具有系统可编程功能 ， 以很方便 地改写 单片 Ｔ９５ 可 机存储 器内的程 序不 需要 把 芯片 中从 工作 环 境 中剥 离 ， 把 Ａ ８ ＳＩＰ下载 口接入 电路 ， Ｔ９ Ｓ 可用 电路实现 该功 能 Ｊ 。为 了 满 足 系 统 对 波 特 率 的 要 求 Ａ ８ Ｓ ２ 需 要 接 入 一 个 Ｔ９５ ２ ． ４ ｚ晶振 ， ２ １ ８ ＭＨ １ 用来调整时钟 。 ＭＡ ２ ２是一 种常 用 的 通信 芯 片 。ＭＡ ２ ２与 单 片机 Ｘ３ Ｘ３ Ａ ８ ￥２的接 口是 由 ２条 线 来完 成 的 ，３ １与 ＭＡ ２ ２的 Ｔ９５ Ｐ． Ｘ３ １ Ｏ脚相连作 为发送的数据线 。 Ｃ ５３ Ｓ５ ２是一种高精 度的 Ａ Ｄ转 换芯 片 ， 高 可得 到分 ／ 最 辨率是 ２ ４位的输 出结 果 。Ｃ ５ ３ Ｓ５ ２的差 动输 入端 可 以直 接 测量来 自传感 器的毫伏 信号 ， 简化 了与外围 电路 的连 接 Ｊ 。
《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、引言随着现代工业自动化和智能化的发展，多路数据采集系统在各种应用领域中发挥着越来越重要的作用。
为了满足高精度、高效率的数据采集需求，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。
该系统不仅具备多路数据同时采集和处理的能力，而且具有良好的实时性和可扩展性。
二、系统设计概述本系统以单片机作为核心控制器，通过多路传感器实现对多种数据的实时采集。
同时，利用LabVIEW软件进行上位机界面设计和数据处理。
系统设计主要包括硬件设计和软件设计两部分。
三、硬件设计1. 单片机选择：选用性能稳定、处理速度快、功耗低的单片机作为核心控制器。
单片机应具备多路ADC（模数转换器）接口，以便于连接多种传感器。
2. 传感器选择：根据实际需求选择合适的传感器，如温度传感器、湿度传感器、压力传感器等。
传感器应具备高精度、低噪声、快速响应等特点。
3. 数据采集电路：设计多路数据采集电路，将传感器输出的信号转换为单片机可处理的数字信号。
4. 通信接口：设计单片机与上位机之间的通信接口，如USB、串口等，以便于数据的传输和处理。
四、软件设计1. LabVIEW界面设计：利用LabVIEW软件进行上位机界面设计，包括数据采集、数据处理、数据存储等功能。
界面应具备友好的操作界面和丰富的功能选项。
2. 数据处理算法：设计合适的数据处理算法，如滤波、放大、计算等，以提高数据的准确性和可靠性。
3. 通信协议：制定单片机与上位机之间的通信协议，确保数据的准确传输和实时性。
4. 系统调试与优化：对系统进行调试和优化，确保系统的稳定性和可靠性。
五、系统实现1. 硬件连接：将单片机与传感器、通信接口等硬件设备连接起来，形成完整的数据采集系统。
2. 软件编程：编写单片机和上位机的程序，实现数据的实时采集、处理和传输。
3. 系统测试：对系统进行测试，包括功能测试、性能测试和稳定性测试等，确保系统满足设计要求。
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。
基于STM32单片机的多路数据采集系统设计毕业设计
基于STM32单片机的多路数据采集系统设计毕业设计本文将设计一种基于STM32单片机的多路数据采集系统。
该系统可以实现多个输入信号的采集和处理，在电子仪器、自动化控制、工业检测等领域具有广泛的应用前景。
首先，我们需要选择合适的STM32单片机作为系统的核心处理器。
STM32系列单片机具有低功耗、高性能和丰富的外设资源等优点，非常适合用于嵌入式数据采集系统的设计。
在选取单片机时，要考虑到系统对于处理速度、存储容量和外设接口的需求，以及预算等因素。
其次，我们需要设计合适的外部电路来连接待采集的信号源。
常用的信号源包括温度传感器、光敏电阻、加速度传感器等。
我们可以使用适当的模拟电路将这些信号转换为STM32单片机能够接收的电平。
此外，还可以考虑使用模数转换芯片来实现对多路模拟信号的高速采集。
接下来，我们需要设计软件算法来对采集到的数据进行处理。
在数据采集系统中，常见的算法包括滤波、数据压缩、数据存储等。
通过滤波算法可以去除噪声，提高信号的质量；数据压缩可以减少数据存储和传输的空间；数据存储可以将采集到的数据保存在存储介质中以供后续分析。
最后，我们需要设计用户界面以便用户能够方便地操作系统。
可以使用LCD屏幕和按键等外设来实现用户界面的设计。
用户界面应该直观简洁，提供友好的操作和显示效果，方便用户进行数据采集和系统设置。
综上所述，基于STM32单片机的多路数据采集系统设计需要考虑到硬件电路和软件算法的设计，以及用户界面的设计。
通过合理的设计和实现，可以实现多路信号的高速采集、滤波处理和存储，为电子仪器、自动化控制和工业检测等领域提供可靠的数据支持。
基于单片机的多路数据采集系统设计【开题报告】
开题报告电气工程及其自动化基于单片机的多路数据采集系统设计一、课题研究意义及现状由于数据采集系统的应用越来越宽，所涉及到的测量信号和信号源的类型越来越多，低测量的要求也越来越高，国内现在已有不少测量和采集的系统，但很多系统存在功能的单一、采集通道少、操作复杂，并且对测试环境要求较高等问题。
人们需要一种应用广泛、性价比高的数据采集系统。
在现实中要通过计算机对现实世界中的信息进行处理和显示，首先必须将计算机和现实世界联系起来，这需要将真实世界中的各种信号（称为模拟信号）转化为计算机可以识别、存储的信号（称为数字信号），这一过程即是数据采集。
数据采集技术是以前端的模拟信号处理、模拟信号数据化、数据信号处理和计算机控制技术等高科技为基础而形成的一门综合技术。
它在许多领域得到了广泛的应用。
数据技术促进了上述这些领域的发展，而反过来又对数据向埃及系统提出了愈来愈高的要求。
一个大型的数据采集系统由以下几个部分组成：数据测量、数据采集、数据传送、数据存储、数据处理、数据分析和数据显示等。
数据采集系统的任务，就是采集传感器输出的模拟信号转换成计算机能是别的数字信号，并送到计算机，然后将计算机得到的数据进行显示或打印，以便识别对某些物理量的监视，其中一部分数据还将被生产过程中的计算机控制系统用来控制某些物理量。
数据采集系统性能的好坏，主要取决去它的精度和速度。
在保证精度的前提下，应有尽可能高的采样速度。
以满足实时采集、实时处理和实时控制对速度的要求。
目前数据采集系统以得到广泛的应用到测量、监控、诊断、科学试验等各个领域中。
近二十年来，数据采集技术得到了飞速的发展，在形式上由原来的专用的测试仪器到现在使用微机的虚拟仪器；采集的分辨率从4位、8位到现在的24位分辨率；采集的速率从几Kbps到现在的最高已达到2GKbps，记录设备从原来的手记，纸带的模拟或数字记录到磁带记录，到现在的硬盘记录，磁盘记录。
二、课题研究的主要内容和预期目标设计一个基于单片机的多路数据采集系统，主控器采用AT89C51单片机，能对50米以外的各路数据，通过串行传输线进行采集和显示。
多路数据采集系统的设计
序言随着计算机技术、电磁兼容技术、传感器技术和信息技术的飞速发展和普及，数据采集与处理系统得到了广泛的应用。
例如：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、降低生产成本提供信息和手段；在科学研究中，应用这一系统可获得大量的动态信号，是研究瞬间物理过程的有力工具，也是获得科学奥秘的重要手段之一。
总之，不论在哪个应用领域，数据采集与处理越及时，工作效率、性能价格比就越高，取得的经济效益就越好。
总之，数据采集是工、农业控制系统中至关重要的一环[1]。
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。
本毕业设计对一种多路数据采集系统进行了初步的研究，该多路数据采集系统能对多路模拟信号进行采集和处理。
系统以89C51为控制单元核心，利用模数转换器AD0809完成模数转换功能，结合单片机RS232串口功能，实现八路信号的采集、存储、显示及与PC机通信等功能，形成了良好的人机界面。
第1章绪论1.1多路数据采集系统介绍随着工、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。
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[2]。
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。
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
基于STM32单片机的多路数据采集系统的设计 任务书
1、2015 年 12 月 15 日—2014 年 12 月 30 日：搜集、阅读和整理资料，交出开题报告 2、2016 年 1 月 1 日—2016 年 1 月 20 日：进行方案论证并初步确定总体方案 3、2016 年 1 月 21 日—2016 年 3 月 27 日：完成硬件电路设计 4、2016 年 3 月 28 日—2016 年 4 月 28 日：进行软件设计与仿真，撰写论文并提交初稿 5、2016 年 4 月 29 日—2016 年 5 月 20 日：修改论文，完成论文的撰写 6、2016 年 5 月 21 日—2016 年 6 月 5 日：专家评审，准备论文答辩 7、2016 年 6 月 6 日—2016 年 6 月 10 日：进行论文答辩
毕业设计（论文）任务书
年级专业
12 测控技术与仪器 学生姓名
学号
课题名称
基于 STM32 单片机的多路数据采集系统的设计
设计(论文) 起止6 月 10 日
课题类型
□工程设计 √应用研究 □开发研究 □软件工程 □理论研究 □其他
课题性质 √真实 □模拟 □虚拟
一、课题研究的目的与主要内容 （一）、课题设计的目的：
让学生运用所学《自动控制原理》《数字电子技术基础》《智能仪器》《单片机》等课程，
对多路数据采集系统进行设计。锻炼学生控制系统、仿真设计、电子电路制作的能力，达到毕
业设计的要求，为以后在相关领域的工作打好基础。
（二）、课题设计的主要内容：
设计一种多路数据采集系统，选用 STM32 单片机作为数据采集系统的控制器进行系统设 计，并进行一路电压信号、一路电流及八路开关信号的数据采集。
注：1．此表由指导教师填写，经系、教研室主任审批生效； 2．此表 1 式 3 份，学生、系、教务处各 1 份。
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-课程设计
解决方法：
• 在振荡器后加一积分器
•利用积分器的增益k
1
2 f RC
C’ R’ -
Vi
+
Vo
•可得输出电压Vo与R成线性关系：
V0
1 RC
Vm
sin
tdt
Vm
RC
cos
t
Vm cos t Vm RC cos t
2fRC
2RC
•然后对正弦波（余弦波）进行整流、滤波变成直流
三角波频率为：
f 2I 3VCC C
即频率 f 正比于I
• 从右图可知：
I (VCC VC )RX 代入上式，可得
f 2I 2(VCC VC )RX
3VCC C
3VCC C
2RX 3C
2 RX 3VCCC
VC
•上式中RX、C、VCC均为固定值，所以 f 与VC 成线性关系
• 再设计一个电路，使VC与电阻R成线性关系，就得 f 与R成线性 关系，具体电路如下图
• 图中，三极管的发射极电流是恒定的，因而集电极电流也是 恒定的，调节电位器P也就改变了集电极输出电压VC
方案2的现场模拟信号产生器及F/V变换电路
F/V变换器：
• 该电路采用了LM331，其线性度可达0.06%，完全能满足题目 要求 • 该IC 输出电压VO = fi
设计方案：
1. 使用微机控制， 特点：成本较高 2. 使用单片机控制， 特点：简单，成本较低
二、系统结构框图
R/V变换
LCL8038
远端CPU RS485接口
F/V变换
A/D变换
数据采集端
EPROM
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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第一章绪论1.1课题研究背景和意义数据采集是指将位移、流量、温度、压力等模拟量采集、转换成数字量后，再由计算机进行存储、处理、显示或打印。
数据采集技术是信息科学的一个重要组成部分，信号处理技术、计算机技术，传感器技术是现代检测技术的基础。
数据采集技术则正是这些技术的先导，也是信息进行可靠传输，正确处理的基础。
在工业生产中，对生产现场的工艺参数进行采集、监视和记录，这样能提高产品的质量、降低成本。
在科学实验中，对应用数据进行实时采集，这样获得大量的动态信息，是研究物理过程动态变化的有效手段，也是获取科学奥秘的重要手段之一。
设计数据采集系统目的，就是把传感器输出的模拟信号转换成计算机能识别的数字信号，并把数字信号送入计算机，计算机将计算得到的数据加以利用观察，这样就实现对某些物理量的监视，数据采集系统性能的好坏，取决于它的精度和速度，在精度保证的条件下提高采样速度，满足实时采集、实时处理和实时控制的要求[1]。
数据采集常用的方式有在PC机，也可以在工控机内安装数据采集卡，如RS-422卡、RS-485卡及A/D卡；或专门的采集设备，包括PCI、PXI、PCMCIA、USB，无线以及火线(FireWire)接口等，可用于台式PC机、便携式电脑以及联网的应用系统中[2]。
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，目标是测试中不依靠相关的测试文件，由非成熟人员进行操作，并且测试任务是测试设备高速自动完成的。
近年来，数据采集及应用受到了人们越来越广泛的关注，数据采集系统也有了迅速的发展，数据采集系统也朝着微型化、小型化、便携式，低电压、低功耗发展。
当前市场出售的小型数据采集器相当于一个功能齐全计算机。
这些数据采集器功能强大，能够实现实时数据采集、处理的自动化设备。
具备实时采集、自动存储、即时显示、即时反馈、自动处理、自动传输功能[；不仅能保证现场数据的实时性、真实性、有效性、可用性，而且能很方便输入计算机，应用在各个领域。
所以根据当前数据采集发展的实际需求，研制开发符合生产需要的多功能智能化的数据采集器意义重大。
1.2 国内外数据采集研究现状与问题1.2.1 国外信号采集系统研究的现状与问题数据采集系统它起始于20世纪中期，在过去的几十年里，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。
数据采集系统应用于工业、农业等各个领域，并广泛应用于工业生产的控制，国内外许多技术公司和科研单位都在积极研制，国外的数据采集器的研制已经相当成熟，而且种类不断增多，性能越来越好，功能越来越强大。
目前国外许多科研单位和技术公司都在积极研制便携式数据采集系统。
市场上较早出现的具有代表性的万次/S。
主要有:美国PASCO公司生产的"科学工作室”是将数据采集应用于物理实验的崭新系统，它由3个部分组成：（1）传感器：利用先进的传感技术和实时采集技术可实时采集物理实验中各物理量的数据；（2）计算机接口：将来自传感器的数据信号输入计算机，采样速率最高为25万次/S;（3）软件：中文及英文的应用软件。
还有美国Fluke公司生产的Hydra系列便携式数据采集器：Hydra系列有三种型号，可满足不同的应用需要。
2620A Hydra数据采集器是和PC 配合使用的紧凑式前端；便携式的2625A Hydra数据记录器内置有非易失存储器，可以保存多达2000次的扫描数据，用于独立式的应用；2635A Hydra数据采集器具有可插拔的存储卡，可以保存数据和设置，是最为通用的型号－非常适宜于远程监控等应用。
又如TEMPRO天正通大气环境部开发的CR23X微数据采集器，美国QUATRONIX公司生产的WA VEBOOK高速便携数据采集系统等。
这些采集系统有一个共同点，和PC机的通信时几乎都采用RS-232口，虽然它们自身带有存储器，但存储容量都不大。
近年来，国外市场上又出现了美国CASIO公司的CASIODT-30O、Ocean Optics公司的ADCIO00-USB等采用USB接口的便携式数据采集器。
国外产品虽然进入我国市场较早，但就当前市场而言，并没有占据市场的主要份额，主要原因是高昂的价格和非汉化的操作界面使其推广受到限制[5]。
1.2.2 国内信号采集系统研究的现状与存在的问题由于信号采集系统在现代科技发展中的重要地位逐渐被人们所认识，国内研究单位和公司也逐渐开始信号采集系统的研究和发展。
如我国数字地震观测系统主要采用TDE-124C型TDE-224C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。
又如北京优采公司的UA5OO系列、郑州科诚自动识别设备公司的NLS-P、T-90O系列便携式数据采集器等。
国内这些产品价格优势占据市场主导，但是与国外同类产品相比，国内便携式数据采集器性能指标还有较大的差距，这主要表现在以下几个方面:（1）我国部分产品仍采用的是USB1.1协议，而国外产品则早已采用USB2.O规范; （2）存储容量小，软件功能不够完善，使用不够方便。
（3）数据采集频率低，精度和分辨率低，数据处理能力差;为此，国内各科研单位及厂家正积极追赶国外最新技术，不断提高数据采集器的产品的性能，并力争使成本比国外同类产品低，为国内测控事业的用户提供高品质的选择[5]。
如九纯健科技公司的JCJ708数据采集器采用先进的微电脑技术及芯片，性能可靠，抗干扰能力强，与各类传感器、变送器配合使用，可对多路温度、湿度、压力、液位、流量、重量、烟感报警、红外探测器报警、等工业过程参数进行多路检测、数据采集及通讯。
JCJ708B数据采集器通过标准ＲＳ２３２或ＲＳ４２２、４８５通讯口，可直接连接计算机通讯，通讯波特率及地址出厂时根据用户要求定好（默认波特率为９６００，通讯协议为ＭＯＤＢＵＳ－ＲＴＵ），用户无需对数据采集器进行复杂设定，接上线就可用，使用方便。
技术参数：误差：测量精度：0.2％FS±1个字变送精度：0.2％FS±1个字输入信号：电流 0-10mA 4-20mA 电压 0-5V 1-5V 无源开关量信号通讯输出： 1、隔离串行双向通讯接口RS485 2、隔离串行双向通讯接口RS232通讯协议：标准MODBUS-RTU 九纯健科技定制通讯协议供电电源：交流85-265VAC 50HZ/60HZ 直流24VDC 直流12VDC 交流24VAC 交流12VAC其他定制功耗：≤4W规格：标准35mm导轨安装工作环境：温度0-60℃；湿度<85％RH第二章数据采集系统方案数据采集系统包括模拟信号的输入、转换及处理。
模拟信号变成数字形式后顺序存储、传输、处理和显示。
数据收集的基本手段是模数转换，它是将来自各式各样传感器的模拟量实时地、准确地测量或汇集起来，送入计算机实时处理，并输出相应的控制信号以实现对物理系统的控制或记录，而一个完整的数据采集需要包括硬件和软件两部分组成。
2.1方案框图图2.1硬件系统框图如图2.1所示，整个硬件系统主要由传感器、放大电路、多路开关、采样/保持器、AD转换器、按键、存储、时钟、USB、I/O扩展、单片机等部分组成。
其中采样/保持器、AD转换器及单片机是使用一个处理器芯片MSP430F149来实现的。
系统主要完成的功能有：对微弱信号的放大、滤波、隔离、对信号进行处理使之转换成AD转换器所要求的信号范围、多路选择、信号采样/保持、AD转换、数据存储、数据收发等，其中单片机与PC的通信采用USB标准。
2.1.2软件部分图2.2软件大体框图如图2.2所示，软件部分控制数据处理，当数据过来以后，由A/D 转换程序控制进行A/D 转换，既可以交于液晶处理显示也可以通过存储程序将数据保存起来，如需将数据上传再通过USB 传输程序控制进行数据传输。
2.2模块选择本系统将采用分时多通道采集结构来进行数据采集。
图2.3分时多通道采集结构如图2.3所示，该系统采用方时分轮转式，可方便的用增加多路开关的方法来扩充模拟信号通道数。
输入的模拟信号经放大滤波后，送入多路开关MUX ，在CPU 的控制下某一通道被选通，进人后级缓冲放大器或采样保持器，再送人A/D 转换器完成模拟信号到数字信号的转换，转换结果为数字量并送入CPU 处理。
开始 A/D 转换程序 数据存储程序 USB 程序控制传输 液晶处理程序第三章系统硬件设计随着微电子技术和计算机技术的飞速发展，各种专用功能的模拟、数字混合集成电路应运而生，单块芯片上通常集成了多个功能模块，简化了设计过程，缩短了研制周期，并使系统的稳定性加强。
本设计采用了最新集成电路技术，借助单片机、微机、数据采集技术和现代通信技术，设计了一种体积小、功耗低、存储容量大、转换速率高、集成化程度高和适用于各种信号的通用数据采集系统。
3.1各硬件电路设计数据采集系统由信号采集电路、放大电路、多路开关、AD转换电路、单片机、时钟、存储、USB等部分组成。
3.1.1放大电路在各种工业自动化控制系统中, 一般都有传感器精密测量放大电路、AD 转换器、微机系统及软件组成, 而测量放大电路的精度与稳定性对整个系统的性能起着至关重要的作用。
测量放大电路应是一种高输入阻抗、高电压放大倍数、高信噪比、低零点漂移的放大电路。
ICL7650 斩波稳（将一种直流电变为另一直流电）零单片集成运算放大器(DIP - 14 双列直插封装) 是美国Intersil 公司利用其特有的CMOS (双极型绝缘栅场效应管) 电路设计技术和先进工艺研制成功的第四代集成运算放大器。
它具有以下主要特点: 输入失调电压-温度漂移0.01μV P℃, 时间漂移100nV P月; 输入偏流≤10pA ; 开环增益≥120dB ; 转换速率215V PμS;单位增益带宽达2MHz ; 运算时具有内部补偿;输入P输出端仅有极小的斩波尖峰泄漏; 具有内调制补偿电路。
若将ICL7650 用于设计高精度、高放大倍数的放大电路, 必须选用噪声比较低的高性能稳压电源依据运算放大器的原理: 反相KV = R2/R1 ;同相KV = 1 + (R2/R1 ) 。
ICL7650具有≥130dB 的共模抑制比, 具有很高的抗干扰能力。
ICL7650 的电源电压范围±3V～±8V这可采用微型计算机的电源电压±3V。
记忆电容采用温度漂移最小的高阻抗金属聚脂电容Ca = Cb = 0.1μf 。
输出端连接RC(R = 100KΩ,C = 1μf ) 低通滤波器,有效滤除微小的尖峰脉冲。
为进一步保证放大电路的精度,两比例电阻应选用温度系数较小的精密电阻, 其阻值( R2 和R1 ) 应在±0.01 %的误差范围[4]。