基于以太网及串口的数据采集模块设计
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《 工业控制计算机》 ２ Ｏ １ ３年 第 ２ ６卷第 １ １ 期
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基于以太网及串 口的数据采集模块设计
Ｄｅ ｓ ｉ ｇｎ ｏ ｆ Ｄａ ｔ ａ Ｃｏ ｌ ｌ ｅ ｃ ｔ ｉ ｏ ｎ Ｍｏ ｄｕ ｌ ｅ Ｂ ａ ｓ ｅ ｄ ｏ ｎ Ｅ ｔ ｈ ｅ ｒ ｎ ｅ ｔ
５１ ｓ ｅｒ ｉ ｅ ｓ Ｍ ＣＵ ａ ｓ ｔ ｈ ｅ ｍ ａ ｓ ｔ ｅｒ ｃ ｈｉ ｐ， ａｎ ｄ ｔ ｈｅ ｕ ｓ ｅ ｏ ｆ ｔ ｈ ｅ Ｐ ｒ ｏ ｔ ｅ１ ９９ ＳＥ ｃ ｉ ｒ ｃｕ ｉ ｔ ｄｅ ｓ ｉ ｇｎ ｓ ｏ ｆ ｔ ｗａｒ ｅ ｄ ｅｓ ｉ ｇｎ ｓ ｃｈ ｅ ｍａ ｔ ｉ ｃ ａｎ ｄ ＰＣＢ， ｕ ｓ ｅ Ｌ ａｂ Ｖｌ Ｅ Ｗ， Ｋｅ ｉ ｌ ｔ ￣ ２ ｄｅ ｖ ｅｌ ｏｐｍｅｎ ｔ ｅ ｎｖ ｉ ｒ ｏ ｎｍ ｅ ｎ ｔ ｆ ｏｒ ｓ ｏ ｆ ｔ ｗａ ｒ ｅ ｄｅ ｖ ｅｌ ｏｐｍｅｎ ｔ ， ｔ ｈ ｅ ａ ｌ ａ ｒ ｍ ｐ ａｎ ｅ ｌ ｗｉ ｔ ｈ Ｓｉ ｅ ｍｅ ｎｓ Ｓ７—２０ ０ ｓ ｅｒ ｉ ｅ ｓ ＰＬ Ｃ ａ ｎｄ Ｓｉ ｅｍｅｎ ｓ ｔ ｏｕ ｃｈ ｓ ｃｒ ｅ ｅｎ ｃｏ ｍ ｍｕｎ ｉ ｃ ａ ｔ ｉ ｏｎ ｖ ｉ ａ Ｍｏ ｄｂｕ ｓ ＲＴＵ．
关键 词 ： 以太 网 ， 数据采 集， 串口， 嵌 入 式 系统 ， Ａ Ｒ Ｍ
Ａｂ ｓ ｔ ｒ ａ ｃ ｔ Ａ ｓ ｅ ｔ ｏｆ ｍ ｕｌ ｔ ｉ —ｃｈ ａｎ ｎ ｅｌ ｄ ａｔ ａ ｃ ｏ ｌ ｌ ｅ ｃ ｔ ｉ ｎ ｇ ｓ ｙ ｓ ｔ ｅ ｍ ｉ ｓ ｄｅ ｓｉ ｇｎ ｅｄ Ｉ ｔ ｈ ａ ｓ ｖ ａｒ ｉ ｅ ｔ ｉ ｅｓ ｗａｙ ｓ ｏ ｆ ｄａ ｔ ａ ｔ ｒ ａ ｎ ｓ ｍｉ ｓ ｓ ｉ ｏｎ． Ｄａ ｔ ａ ｃ ａｎ ｂ ｅ ｔ ｒ ａ ｎｓ —
Ｋｅ ｙ ｗｏｒ ｄ ｓ： Ｅ ｔ ｈ ｅｒ ｎｅ ｔ ， ｄ ａｔ ａ ｃｏ ｌ ｌ ｅｃ ｔ ｉ ｏｎ ｄｅ ｖ ｉ ｃ ｅ， ｓ ｅ ｒ ｉ ａ ｌ ｐ ０ｒ ｔ ｓ ， ｅ ｍ ｂｅ ｄｄｅ ｄ ｓ ｙ ｓ ｔ ｅｍ ， ＡＲＭ
由 于 经济 发 展诸 多方 面 的需 要 ，对 于 数 据 采 集 系统 的性 能 要 求 越来 越严 格 ， 也 对 数 据 采 集 模 块 提 出 了更 高 的 要求 。 除 了要
笪 月 君 （ 镇 江四 洋 电气工程 有 限公 司 ， 江苏 镇 江 ２ １ ２ ０ ０ ３ ）
摘
要
将 设 计 并 实现 一套 多通 道 数 据 采 集 模 块 。该数 据 采 集模 块 具 有 多种 数 据 传 输接 口， 可 以 实现 不 同 方式 传 输 数 据 。课 题 主要 研 究 一 款 通 用 开 关 量报 警板 的设 计 开发 过 程 ， 实现 报 警 板 从 无 到 完 整 产 品 的 设 计 开 发 。 采 用 Ｓ Ｔ Ｃ１ １ Ｆ ３ ２ Ｘ Ｅ增 强 型 ５ １ 系列 单 片 机 作 为主 控 芯 片 ， 利用Ｐ ｒ ｏ ｔ ｅ １ ９ ９ Ｓ Ｅ 电路 设 计 软 件 进 行 电路 原 理 图 和 Ｐ ＣＢ的 设 计 ， 使用 Ｌ ａ ｂ Ｖ Ｉ Ｅ Ｗ、 Ｋ ｅ ｉ ｌ ｔ ￣ ２等 开发 环境 进 行 软 件 开发 ， 通 过 Ｍｏ ｄ ｂ ｕ ｓ Ｒ Ｔ Ｕ 实现 了报 警 板 与 西 门子 Ｓ ７ — ２ ０ ０系列 Ｐ Ｌ Ｃ 以及 西 门子 触摸 屏 的 通信 。
ｆ ｅ ｒ ｒ ｅ ｄ ｔ ｏ Ｐ Ｃ ｔ ｈ ｒ ｏ ｕ ｇ ｈ ｄ ｉ ｆ ｆ ｅ ｒ ｅ ｎ ｔ ｗａ ｙ ｓ ． Ｔ ｈ ｅ ｓ ｕ ｂ ｊ ｅ ｃ ｔ ｏ ｆ ａ ｎ ｕ ｎ ｉ ｖ ｅ ｒ ｓ ａ ｌ ｓ ｗｉ ｔ ｃ ｈ ａ ｌ ａ ｒ ｍ ｂ ｏ ａ ｒ ｄ ｍａ ｉ ｎ ｌ ｙ Ｓ ｔ ｕ ｄ ｙ ｔ ｏ ｄ ｅ ｓ ｉ ｇ ｎ ａ ｎ ｄ ｄ ｅ ｖ ｅ ｌ ｏ ｐ ｍｅ ｎ ｔ ｐ ｒ ｏ ｃ ｅ ｓ ｓ ｏ ｆ ｔ ｈ ｉ ｓ ｓ ｙ ｓ ｔ ｅ ｍ． ａ ｎ ｄ ｈ ｏ ｗ ｔ ｏ ｒ ｅ ａ ｌ ｉ ｚ ｅ ｔ ｈ ｅ ａ ｌ ａ ｒ ｍ ｂ ｏ ａ ｒ ｄ ｔ ｏ ａ ｃ ｏ ｍｐ ｌ ｅ ｔ ｅ ｐ ｒ ｏ ｄ ｕ ｃ ｔ ． Ｔ ｈ ｉ ｓ ｓ ｕ ｂ ｊ ｅ ｃ ｔ ｕ ｓ ｅ Ｓ Ｔ Ｃ１ １ Ｆ ３ ２ Ｘ Ｅ Ｅ ｎ ｈ ａ ｎ ｃ ｅ ｄ
具 有高性 能 、 高精度 、 大数据量 ， 还 要 求 数 据 采 集 系 统 能 适 用 于
不 同 的实 验 环 境 。 为 了达 到这 个 目标 ， 该 数 据采 集模 块 必 须 要 小 巧、 便于携带 、 操作 便 捷 方 式 多样 、 数 据 存 储 方 式灵 活 、 多种接 口
分构成 ： 信 号调 理 电路 板 、 采 集Байду номын сангаас电路 板 、 底板 。 硬 件 平 台整 体 结 构
图如 图 １ 所示 ： 其 中 信 号 调理 电路 板 由信 号 调 理 电路 、 光 祸 隔 离 电路 和 ＡＤ 构 成 ， 主要完成对 输入信号 进行放大 、 滤 波等处理 ，
把处 理后 的信号 隔直后输 入到 Ａ Ｄ芯 片 ， Ａ Ｄ 芯 片 通 过 底 板 与 Ａ Ｒ Ｍ 相 连 ；采 集 电路 板 由 Ａ Ｒ Ｍ 核 心板 Ｓ Ｔ Ｍ３ ２ Ｆ １ Ｏ ３ Ｖ Ｃ 及 外 围 接 口 电路 构 成 ， 主要完成对数据采集的控制 、 传 输 等工 作 ； 底 板 主要 是提 供 电路 所 需 要 的所 有 电源 ，把 信 号 调 理 电路 板 和数
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基于以太网及串 口的数据采集模块设计
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关键 词 ： 以太 网 ， 数据采 集， 串口， 嵌 入 式 系统 ， Ａ Ｒ Ｍ
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将 设 计 并 实现 一套 多通 道 数 据 采 集 模 块 。该数 据 采 集模 块 具 有 多种 数 据 传 输接 口， 可 以 实现 不 同 方式 传 输 数 据 。课 题 主要 研 究 一 款 通 用 开 关 量报 警板 的设 计 开发 过 程 ， 实现 报 警 板 从 无 到 完 整 产 品 的 设 计 开 发 。 采 用 Ｓ Ｔ Ｃ１ １ Ｆ ３ ２ Ｘ Ｅ增 强 型 ５ １ 系列 单 片 机 作 为主 控 芯 片 ， 利用Ｐ ｒ ｏ ｔ ｅ １ ９ ９ Ｓ Ｅ 电路 设 计 软 件 进 行 电路 原 理 图 和 Ｐ ＣＢ的 设 计 ， 使用 Ｌ ａ ｂ Ｖ Ｉ Ｅ Ｗ、 Ｋ ｅ ｉ ｌ ｔ ￣ ２等 开发 环境 进 行 软 件 开发 ， 通 过 Ｍｏ ｄ ｂ ｕ ｓ Ｒ Ｔ Ｕ 实现 了报 警 板 与 西 门子 Ｓ ７ — ２ ０ ０系列 Ｐ Ｌ Ｃ 以及 西 门子 触摸 屏 的 通信 。
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分构成 ： 信 号调 理 电路 板 、 采 集Байду номын сангаас电路 板 、 底板 。 硬 件 平 台整 体 结 构
图如 图 １ 所示 ： 其 中 信 号 调理 电路 板 由信 号 调 理 电路 、 光 祸 隔 离 电路 和 ＡＤ 构 成 ， 主要完成对 输入信号 进行放大 、 滤 波等处理 ，
把处 理后 的信号 隔直后输 入到 Ａ Ｄ芯 片 ， Ａ Ｄ 芯 片 通 过 底 板 与 Ａ Ｒ Ｍ 相 连 ；采 集 电路 板 由 Ａ Ｒ Ｍ 核 心板 Ｓ Ｔ Ｍ３ ２ Ｆ １ Ｏ ３ Ｖ Ｃ 及 外 围 接 口 电路 构 成 ， 主要完成对数据采集的控制 、 传 输 等工 作 ； 底 板 主要 是提 供 电路 所 需 要 的所 有 电源 ，把 信 号 调 理 电路 板 和数