脉冲式电表的数据采集器设计毕业论文

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脉冲式采集记录系统的设计与实现

脉冲式采集记录系统的设计与实现

脉冲式采集记录系统的设计与实现黄玉学;刘明波【期刊名称】《计算机工程与设计》【年(卷),期】2009(030)022【摘要】Aimed at the signal character of modern radar and the idiographic requirement of the acquisition and recording system of pulse-record system, at the base of detailed analyzing about the particular characters of pulse' s acquiring and recording, it brings forward a way which is propitious to pulse-record system, and at the base of this, finishes the design, compliment and test of the system. The system can accommodate the signal timing of pulse-radar which works in statuses of distance-detecting with m-code and avoiding blind-area, adapts the ways of abrupt acquiring and continuous transfers or storage, finishes the high-speed acquiring, transfers and storage of objective echo-signal with200MHz abrupt sampling rate.%针对现代脉冲雷达信号特点和脉冲式采集记录系统的具体需求,在详细分析了脉冲式采集与记录特性的基础上,提出了一种适合于脉冲雷达中频信号高速采集记录系统的实现方案,在此基础上完成了系统的设计与实现,并进行了有效的测试.系统能够适应脉冲雷达伪码测距和避盲时的信号时序关系,以脉冲突发式采集,连续性传榆与存储的方式,完成了200MHz突发采样速率下的目标回波信号的高速采集、传榆与存储.【总页数】5页(P5261-5265)【作者】黄玉学;刘明波【作者单位】中国卫星海上测控部,江苏,江阴,214431;中国卫星海上测控部,江苏,江阴,214431【正文语种】中文【中图分类】TM935.37;TP311.11【相关文献】1.基于AFDX的高速数据采集记录系统设计与实现 [J], 翟正军;羊昌燕;易川;焦航2.VSP数据采集与记录系统主控软件的设计与实现 [J], 程涛;宋克柱;曹平3.深拖式地震数据采集记录系统软件设计与实现 [J], 宋山;张正炳;裴彦良;吴爱平4.基于红外图像采集技术的车载预警记录系统设计与实现 [J], 许美珏;李庆;陈刚5.基于镜像口抓包的数据采集记录系统设计与实现 [J], 程翔;任磊;张绍泽;李苑青因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。

电气工程及其自动化专业毕业论文

电气工程及其自动化专业毕业论文

电气工程及其自动化专业毕业论文I 电力载波通信抄表集中器硬件设计摘要随着我国电力事业的迅速发展,传统的用电抄收管理方式己经不能满足市场需求。

本文在大量收集查阅国内外有关远程抄表系统资料、深入用户及用电管理部门广泛调研的基础上,提出了一种采用低压电力线载波通信技术的远程自动抄表系统。

该系统具有三层网络结构,即上位机管理系统、集中器和载波电表。

重点分析研究了集中器及其与各组成部分的通信。

由于我国低压电力线上存在的高削减、高噪声、高变形,必须采用特殊的通信技术。

本文首先分析了高频信号在电力线中的传输特性;重点讨论了扩频通信技术在电力线载波通信中的应用;深入研究了以扩频调制解调技术通信技术为基础的、高性能的电力线载波专用MODEM芯片SSC P300的内部工作原理。

在此基础上,采用SSC P300实现了远程抄表系统中集中器与终端载波电表之间可靠的数据传输。

集中器是连接上位机与终端载波电表之间的枢纽,起着上传下达的作用。

根据中华人民共和国电力行业标准规定的集中器的主要功能及性能指标要求,本文重点研究设计了集中器的硬件系统。

其中硬件系统主要包括主控制器、外部扩展数据存储器、时钟模块、看门狗模块、上位机通信接口电路以及电力线载波通信电路及其外围电路等。

关键词:电力线载波,扩频通信技术,集中器,抄表系统Hardware Design of Power Line CommunicationMeter Reading ConcentratorABSTRACTWith the rapid development of power undertaking of our country, the traditional ways of meter reading can not satisfy the demand of market any more. Based on the vast collecting and consulting of the concerned information of the remote meter reading system of the home and abroad and going deep into the consumers and power consumption administrative departments to investigate and research widely, a remote meter reading system adopting carrier communication technology of the low-voltage power line communication (PLC) had been proposed in this paper. It had network structure of three layers,i.e. the computer administrative system,concentrator and carrier meter. And the functions and characteristics of the whole system together with its every component had been analyzed. Because high attenuation,high noise and high distortion exist in the low-voltage power lines of our country ,special communication technology must be adopted.First of all, the transmission characteristic when high-frequency signal was transmitted through power lines was analyzed. Secondly, the application of spread spectrum communication technology to carrier communication of the power line was emphatically discussed. Thirdly,the interior principle of the special MODEM IC SSC P300 adopting Spread-spectrum modem communication technology was deeply studied. Based on this,SSC P300 was selected to the reliable data transmission between the concentrator of the long-distance meter reading system and the terminal signal carrier ammeter. Being the heart of the automatic meter reading system,the concentrator connected the computer with the terminal carrier meter. The hardware system of the concentrator was emphatically designed according to the main functions and the demands for performance targets of the concentrator stated in the power trade standard of PRC. It was mainly composed of MCU external expanded RAM,clock module,watchdog module,the computer communication interface circuit and the PLC communication circuit together with its peripheral circuits·KEYWORDS:carrier power line, spread spectrum communication technology, concentrator, meter reading system目录摘要 (I)ABSTRACT (II)1 绪论 (1)1.1电力线载波通信的意义及发展状况 (1)1.2低压电力线通信的特点 (1)1.3国内外研究现状和动态 (2)1.4设计电力载波抄表集中器的目的和意义 (2)1.5课题的可行性分析 (3)1.6本文的主要任务 (3)2 电力线载波通信技术 (4)2.1电力线载波通信中信号传输特性分析[8] (4)2.2常用的低压电力线载波通信技术[13] (5)2.3扩频通信技术 (6)2.3.1扩频通信的工作原理 (6)2.3.2扩频通信的特点[4] (6)2.4电力线载波通信的实现 (7)2.4.1国外的电力线载波专用Modem芯片 (7)3 电力载波抄表系统总体设计 (9)3.1自动抄表系统的组成 (9)4 电力载波抄表集中器的硬件设计 (11)4.1电力线载波远程抄表系统集中器的硬件设计 (11)4.1.1集中器的功能及技术指标[8] (11)4.1.2集中器的结构框图 (11)4.2集中器主控器的设计 (12)4.2.1 主控器的作用[11] (12)4.2.2 主控器的选型[11] (12)4.2.3 单片机W77E58的简单介绍 (13)4.3数据存储器的扩展 (15)4.3.1数据存储器RAM的选择 (15)4.3.2硬件电路设计 (16)4.3.3 存储器的掉电保护 (17)4.4时钟模块 (18)4.4.1设计思想 (18)IV4.4.2 时钟模块的选择[15] (18)4.4.3 时钟模块与单片机的连接[14] (19)4.5电力线载波通信电路设计 (19)4.5.1载波通信芯片SSCP300的发送与接收原理 (20)4.5.2单片机与SSCP300通信的控制工作过程 (23)4.6主控器与MODEM通信接口 (24)4.6.1 MODEM简介 (25)4.6.2 主控器与MODEM通信接口电路 (26)4.7电源电路 (27)4.8本章小结 (28)5 电力线载波抄表系统集中器软件的设计 (29)5.1通信协议的制定 (29)5.2集中器软件设计 (29)5.2.1主程序设计 (30)5.2.2 集中器向上位机的数据传输 (31)5.2.3单片机与扩频芯片SSCP300的数据传输 (32)5.3本章小结 (34)6 结论 (35)6.1总结 (35)6.2结束语 (35)致谢 (36)参考文献 (37)附录 (38)电力载波通信抄表集中器硬件设计 11 绪论1.1电力线载波通信的意义及发展状况当今世界,作为输送能源的电力线是一个近乎天然、入户率绝对第一的物理网络。

电路设计课题研究论文(五篇):脉冲数显与电压指示电路设计分析、高速数字电路设计技术应用分析…

电路设计课题研究论文(五篇):脉冲数显与电压指示电路设计分析、高速数字电路设计技术应用分析…

电路设计课题研究论文(五篇)内容提要:1、脉冲数显与电压指示电路设计分析2、高速数字电路设计技术应用分析3、FPGA下的汽车尾灯控制电路设计4、谈数字逻辑电路课程教学改革5、集成电路领域产业投资若干思考全文总字数:18310 字篇一:脉冲数显与电压指示电路设计分析脉冲数显与电压指示电路设计分析摘要:目前,对脉冲信号的计数主要采用计数器。

文章设计的脉冲数显与电压指示电路包括磁控电路、RS触发器、同步加法计数器、译码驱动器、数码显示电路、权电阻数/模转换电路和电源电路等部分。

当磁钢依次靠近干簧管时,磁控电路产生的一个时间上有先后的负脉冲,被依次送至RS触发器的置“0”端和置“1”端,IC2计数器的脉冲输入端接收RS触发器输出的负向矩形脉冲,当脉冲上升沿到来时,计数器加1,由计数器输出的四位二进制数码,同时送给IC3和权电阻数/模转换电路。

前者经过译码、驱动数码管显示一位十进制数,后者经过IC4-2反相后输出一个与计数结果大小成正比的模拟电压。

随着计数增加1,输出电压相应增加0.1V,电压变化范围为0~1.5V。

关键词:脉冲计数;数码显示;电压指示电路引言脉冲信号应用广泛,如数字脉搏测试仪[1]、压电式种子计数系统[2]、基于MCU+CPLD的新型光栅数显示系统[3]。

对脉冲信号的测量,主要采用计数器,如基于STC89S52的低成本可编程计数器[4]、基于STC89C51单片机的自动计数器[5]、用于脉冲信号测量的数显表[6]、电表脉冲数传仪[7]等。

由磁控电路、RS触发器、计数器、译码驱动器、数码显示电路、权电阻数/模转换电路构成的脉冲数显与电压指示电路,采用的芯片主要为74HC00、74HC161、MC4512B、LM324等。

计数器输送信号给运算放大器及权电阻数/模转换电路,通过调节对应的电阻值就能使电流与该数码的权值成正比,运算放大器对电流进行求和运算,之后经反相器输出一个与计数数值成正比的模拟电压[8]。

基于PL3200的自动抄表系统采集器的设计

基于PL3200的自动抄表系统采集器的设计

基于PL3200的自动抄表系统采集器的设计随着电力市场的不断扩大,当前大量存在的人工抄表这种费时费劲效率低下的方式已远不能满足现代化管理的需要。

为了解决此问题,提高用电管理的水平, 应采纳自动抄表系统,不但可以节省劳动力、提高工作效率,而且可以避开人工抄表存在的误抄及漏抄,避开了各种人为因素的电量、电费损失。

笔者讨论的电力线扩频载波自动抄表系统主要由电能表、数据采集器、集中器、主控站和通信信道组成,系统框图1。

本文主要描述采集器设计。

图1 自动抄表系统框图采集器是自动抄表系统安装在现场的低端设备,其作用是将多台电能表衔接起来,对用户电能表的脉冲举行数据采集处理,接收来自集中器发来的各种操作指令,向集中器回送电能表数据,对违章、欠费用户实施警告和控制。

采集器主要由中心处理单元、数据采集存储单元、载波调制解调单元组成。

本设计是基于51兼容芯片PL3200的,对4路电能表的脉冲举行实时采集、计算,变成各路电表的用电量数据举行保存。

通过RS485串行通讯口可利用外设对系统初始化设置和数据抄录。

初始化设置包括系统编号、电表常数和表底数设置,系统依据这些参数举行电量转换。

系统内配有电源监视器和,保证系统牢靠运行。

同时,还具备或其他方式的通信功能,以便在采集器与外界联系中断时,采纳半自动的方式举行抄表。

PL3200芯片是北京福星晓程公司开发的多功能智能型电能计量芯片。

PL3200是内嵌了805 1命令的高速微处理器芯片,其软件易于开发,具有8/16位双模式ALU,能够8倍速于标准805 1处理器,运行速度快,数据处理能力强。

该芯片还具有两个全双工UART,一个可配置为38kHz的红外通信模式,另一个可配置为RS485通信模式,提供了多种便利的数据传输方式。

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基于FPGA的脉冲信号数据采集卡的设计与实现的开题报告

基于FPGA的脉冲信号数据采集卡的设计与实现的开题报告

基于FPGA的脉冲信号数据采集卡的设计与实现的开题报告一、选题背景和意义随着科技的发展和应用的深入,脉冲信号(例如雷达信号、激光信号、超声波信号等)的采集和处理在许多领域中扮演着重要的角色,如医学、生物、地质勘探、工业和军事等。

在实际应用中,如何高效准确地采集脉冲信号数据是一个关键问题。

而FPGA(Field Programmable Gate Array,现场可编程门阵列)作为一种高度灵活可配置的数字逻辑网络,已经广泛应用于数据采集和处理领域。

本课题将设计一款基于FPGA的脉冲信号数据采集卡,旨在提高脉冲信号采集的效率和精度,实现快速数据传输和处理,为相关领域的研究和应用提供优秀的数据采集平台。

二、研究内容和技术路线1. FPGA系统设计。

本课题的核心是利用FPGA实现脉冲信号采集卡的系统设计,其中包括FPGA内部逻辑电路和外部接口电路的设计。

本研究将基于高性能低功耗型FPGA芯片,结合Verilog HDL语言进行设计,建立数据收集、处理、传输和控制的流程。

并针对脉冲信号的特点,设计一套高效的数据收集方案,实现快速、连续、准确地采集脉冲信号数据。

2. 驱动电路设计。

为了确保系统的稳定性和可靠性,本研究将对系统中的各种外设进行适配和驱动,包括时钟发生器、采样电路、存储器和数据传输电路等。

3. 软件开发。

本研究将针对不同的用户需求开发相应的软件界面和控制程序,实现数据的显示、存储和处理。

软件开发过程中,可以利用MATLAB等工具进行算法开发和优化,进一步提高系统的性能。

技术路线如下:FPGA系统设计→驱动电路设计→软件开发→系统测试和优化。

三、预期成果和创新点1. 设计一款基于FPGA的脉冲信号数据采集卡,实现连续的高速数据采集、传输和存储功能,可提供高速、可靠、稳定的数据处理平台。

2. 系统硬件设计和软件界面设计合理、简洁、易用,能够满足用户在不同领域的需求。

同时,在系统设计过程中考虑可扩展性和灵活性,方便后续的改进和升级。

远程智能电表抄表系统的设计(论文)开题报告

远程智能电表抄表系统的设计(论文)开题报告
基于电力载波通讯的智能抄表系统:就目前电表数据采集中存在的种种弊端,提出智能抄表系统利用电力载波通讯模块KQ-100E尽心集中抄表:由主站通过电力线载波通讯道将多个电能表点能量的记录值的信息进行集中抄读的系统。系统主要是由载波电表,集中器,信道和上位机等设备组成。实践证明,装有载波收发模块的智能抄表系统拥有采集数据快,通讯成功率高,抗雷击性能好等特点,这种智能表将实现真正意义上的“本地网”,统一计费,统一营收”,做到整个社会范围内的能源管理自动[3]。由CAN/RE-485组成的双层网络结构实现用户计量仪表数据远程传输的网络结构设计,给出了协议转换网桥的硬件设计和软件流程。实践测试表明,所设计的系统成本较低,可靠性高,扩展性能好,抗干扰能力强,达到了设计要求[4]。
在远程智能电表抄表设计中,作为电力抄表等非实时系统的主要通道,GPRS技术能满足电力系统远动通信对速度、质量和可靠性等的要求,可以作为远动通信的备用通道,也可以作为电力抄表等非实时系统的主要通道.文中分析了GPRS技术的特点和电力通信网对通道的要求,从技术角度和经济角度对GPRS技术应用于电力通信的可行性进行分析,并给出两种典型应用结构[5].《单片机典型模块设计实例导航》[6]中详细说明了以单片机的功能为模块,以外围器件、相关电路设计的实际应用内容,以实例问答的方式向读者介绍了如何将单片机硬件、程序和外围器件的选择合理地实施到项目开发中。《关于低压用户集中抄表系统综述》[7]中,归纳了低压用户集中抄表系统的基本结构,简要分析由专线、无线电、电力线载波等信道构成的集中抄表系统的发展过程和特点。根据目前试用情况,提出低压电力集中抄表系统推广应用中有待解决的系统规划设计、传输规约和配电网络资源管理等问题。在《三线一表远端抄表系统的研制》[8]介绍一种三表一线远端抄表系统,该系统可以通过一根电话线远端抄取用户的电表读数、水表读数和煤气表读数。本文介绍了该系统的构成原理,并着重介绍了通信系统的组成。《自动抄表系统原理与应用》[9]一书中,对远程自动秒表系统的设备工作原理与系统的构成,低压电力载波自动秒表系统,自动抄表系统的智能表,智能自动抄表硬件系统,远程抄表监控系统软件,典型远程自动抄表系统的应用实例等都作了介绍。半导体技术提供了一种低成本,可靠和低功耗的方法来完成远程自动抄表[10].

智能电表数据采集系统设计与实现

智能电表数据采集系统设计与实现

智能电表数据采集系统设计与实现智能电表数据采集系统是一种基于现代信息技术的电能计量设备,它能够采集电力系统中的各种数据,包括电能、电压、电流、功率等,并将这些数据传输到云端,帮助用户实时监控和管理电力系统,提高用电效率,降低能源消耗,达到节能环保的目的。

本文将介绍智能电表数据采集系统的设计和实现过程。

首先,系统主要由两部分组成,一部分是智能电表,另一部分是数据采集模块。

智能电表负责实时采集电力系统中的各种数据,包括电能、电压、电流、功率等,然后将这些数据传输到数据采集模块中进行处理和分析。

数据采集模块可以通过各种通信方式,包括有线通信和无线通信等,将采集到的数据传输到云端,供用户进行查询和分析。

接下来,我们具体介绍系统的设计和实现过程。

首先,智能电表的设计需要考虑采集的数据类型和精度等因素,这将决定电表的硬件配置和软件编程。

硬件配置主要包括电表芯片、传感器、功率分析器、存储器等。

软件设计主要包括电表编程、通信协议、数据处理和分析等。

在硬件配置和软件设计方面,需要根据具体需求进行精细化设计和编程,确保采集的数据能够准确、稳定地传输到数据采集模块中。

其次,数据采集模块的设计需要考虑通信协议、数据解析、存储和传输等因素。

数据采集模块可以通过有线通信方式,包括串口通信和以太网通信等,将采集到的数据传输到云端。

同时,也可以通过无线通信方式,比如GPRS、NB-IoT等,将数据传输到基站或云端。

在数据的解析、存储和传输等方面,也需要根据需求进行精细化设计和编程,确保数据的安全、稳定和高效传输。

最后,为了实现智能电表数据采集系统的高效运行和长期可持续发展,需要考虑一系列的因素,包括系统的维护和升级、采集数据的完整性和可靠性、用户数据的保密和安全等。

这些因素都将对系统的性能和效果产生重要影响,需要高度重视和精心考虑。

综上所述,智能电表数据采集系统是一种基于现代信息技术的电能计量设备,它能够采集电力系统中的各种数据,并将这些数据传输到云端,帮助用户实时监控和管理电力系统,达到节能环保的目的。

基于单片机的脉冲信号采集与处理分析论文

基于单片机的脉冲信号采集与处理分析论文

基于单片机的脉冲信号采集与处理分析论文1单片机脉冲信号采集1.1单片机模拟信号采集单片机系统采集器的信号有模拟电压信号、PWM信号和数字规律信号等,其中,应用较广泛的是模拟信号采集。

模拟信号指的是电压和电流,采纳的处理技术主要有模拟量的放大和选通、信号滤波等。

由于单片机测控系统有时需要采集和掌握多路参数,假如对每条路都单独采纳一个较为冗杂且本钱较高的回路,就会对系统的校准造成较大影响,几乎不能实现。

因此,可以选用多路模拟开关,便利多种状况下共用。

但在选择多路模拟开关时,要留意考虑通道数量、数漏电流设计、切换速度、通导电阻、器件封装、开关参数的漂移性和每路电阻的全都性这几点。

信号滤波是为了削减或消退工作过程中的噪声信号,滤波常用的有模拟滤波电路和数字滤波技术,后者在单片机系统中进展较快。

1.2随机脉冲信号采集卡的设计随机脉冲信号采集卡的硬件组成主要有输入输出接口、单片机运行和掌握、复读采集和掌握、信号重放和主机接口掌握这五个电路模块。

该系统的主要硬件电路包括单片机主系统中的随机脉冲放大和限幅电路、脉冲幅度、脉冲宽度测量电路、高速信号采集、存储电路以及由EPLD等构成的掌握信号电路等。

单片机除了负责随机脉冲信号的采集以外,还要将相关的数据与随机脉冲数据组织成一个完好的信号数据结构。

1.3单片机脉冲信号采集优化模式单片机脉冲信号的采集应用必需要做好相关软硬件的应用、采集模式等的剖析预备工作。

在硬件系统中,需要主机板与接口板设备的协作。

在应用软件子系统过程中,要采纳模块化分区结构,确保脉冲信号的有效采集和处理。

在单片机脉冲信号采集过程中,要注意对单片机CPU的选择,确保其与接口板等设备相协调。

优化编制程序结构,使其满意脉冲信号采集的需求。

例如SOC单片机嵌入系统,该系统的应用效果良好,是单片微掌握器设备的延长。

采集单片机脉冲信号时,需要单片微掌握器的协作,才能应用多个微处理器协调接口板,实现CCL信号、信号、t信号等的应用。

基于单片机的脉冲数据采集电路设计

基于单片机的脉冲数据采集电路设计

基于单片机的脉冲数据采集电路设计朱超;孙万麟;宋莉莉【摘要】脉冲数据采集系统是以单片机AT89S52为核心的八通道数据采集系统,该数据采集系统具有结构简单、原理清晰、功耗低、可靠性高等优点,能实现对多路模拟通道信号的数据采集与处理.并将采集的数据传送A/D转换电路,将非电信号转换为模拟信号,再由模拟信号再转化为数字信号并且通过数显器显示脉冲数据从而驱动控制电机.【期刊名称】《电子设计工程》【年(卷),期】2015(023)004【总页数】4页(P158-160,164)【关键词】单片机;数据采集系统;脉冲数据;转换电路【作者】朱超;孙万麟;宋莉莉【作者单位】新疆昌吉学院物理系,新疆昌吉831100;新疆昌吉学院物理系,新疆昌吉831100;新疆昌吉学院物理系,新疆昌吉831100【正文语种】中文【中图分类】TP274+.1脉冲信号的丢失往往是造成误差的主要因素,特别是对一些非电信号的检测,比如说位移量转化为脉冲信号,而精确的测量位移然后准确的转化为脉冲数据就显得尤为重要,现阶段市场上有很多一起可以直接将脉冲数据转化为位移、速度等物理量,如数字显示器,但很少有将位移量转化为脉冲信号的,因此,我们可以设计一种可以直接将位移量转化为脉冲数据的,并且可以通过显示器显示的测量电路,这将给我们测量带来诸多便利。

1 AT89S52数据采集指标分析常见的数据采集系统提出采用上位机和下位机两层结构模式。

下位常采用单片机完成前端的多路数据采集,上位机则通常用PC机或工控机来实现系统的控制和相关的数据处理机结果显示。

有线常用RS-232或RS-485通信协议等,其上可以运行地址或数据等不同的信号类型,之间采用分时或编码的方式加以区分。

由于采用主从双MCU系统,所以这部分问题的核心在于选择什么芯片[1]。

设计要求采样八通道,精度为4位,因此可以采用8位的ADC芯片,选用RS-232串口,由于RS-232性价比高,在短距离传输稳定等优点,在本设计中完全可以满足要求。

用于脉冲电源模块的数据采集与管理系统设计

用于脉冲电源模块的数据采集与管理系统设计

2023-10-30•系统概述•数据采集模块•数据存储模块目录•数据管理模块•系统测试与评估•结论与展望01系统概述脉冲电源在工业领域应用广泛,如焊接、激光切割等。

脉冲电源模块的性能监测与控制对生产过程具有重要影响。

数据采集与管理工作在脉冲电源模块的运行中起着至关重要的作用。

背景介绍系统需求分析监测脉冲电源模块的电压、电流、频率等参数。

提供报警功能,及时发现异常情况。

实现数据实时采集与远程监控。

对采集的数据进行存储、分析、处理。

系统架构设计数据采集层:负责实时监测脉冲电源模块的各项参数,通过串口或网络将数据传输至数据处理层。

数据处理层:对采集的数据进行存储、分析、处理,将结果通过数据传输层发送至应用层。

应用层:实现人机交互,展示实时数据、历史数据、报警信息等,可远程控制脉冲电源模块的运行参数。

数据传输层:将处理后的数据传输至应用层,采用TCP/IP协议或RS485/232串口通信协议。

采用分层设计,包括数据采集层、数据处理层、数据传输层与应用层。

02数据采集模块采集脉冲电源模块输出的电压、电流等模拟信号,作为系统输入。

信号来源将模拟信号转换为数字信号,便于系统处理。

信号转换根据需求选择合适的采样频率,确保数据准确性和实时性。

采样频率采集脉冲电源模块输出的数字信号,作为系统输入。

信号来源对数字信号进行解码和解析,提取有用的数据。

信号处理将采集到的数据存储到本地或传输到其他模块进行处理。

数据存储1数据预处理23去除采集到的数据中的噪声和干扰,提高数据准确性。

去噪处理对采集到的数据进行滤波处理,平滑数据,减少波动。

滤波处理将采集到的数据进行标准化处理,统一数据单位和量纲,便于后续处理和分析。

标准化处理03数据存储模块数据存储方案选择集中式数据存储方案将数据集中存储在中心服务器上,方便统一管理和维护。

分布式数据存储方案将数据分散存储在多个节点上,提高数据可靠性和容错性。

云存储方案将数据存储在云端,可实现数据共享、备份和恢复等功能。

一种高速脉冲信号采集电路设计

一种高速脉冲信号采集电路设计

• 120•设计了一种基于高速、高分辨率ADC08D1000的高速脉冲采集电路,该电路与其他普通采集卡比具有相对低的功耗、更高的采集频率、较宽的模拟带宽。

主要用到的器件有AD8009运算放大器、ADA4939单端转差分器、ADC08D1000高速模数转换器、BPS 高压模块和电源芯片等。

主要介绍了采集卡的电路设计方案,仿真验证设计电路的模拟带宽能够达到130MHz 。

实测电路板电源噪声小于30mV-pp ,能不失真采集上升时间15ns 的脉冲信号。

基本能够实现高速脉冲信号的采集工作。

随着我国电子技术的飞速发展,高速脉冲信号的获取在各个行业变得越来越重要。

尤其是在核技术、车载雷达、无线通信等领域(曾国强,盛磊,卿松,基于高速电流脉冲前放的数字式电荷积分型能谱仪系统设计:湘潭大学自然科学学报,2018;郭志大,刘卫国,贺安超,基于CPLD 的高速脉冲信号采集系统设计:测控技术,2011)。

传统的低速电压脉冲信号的采集电路,无法满足现在设备的更新以及技术需求,而从国外进口的采集板性能又会受到限制。

因此高速采集电路现在成为电子技术研究比较热门的方向。

本文针对现有问题提出一种高速脉冲信号采集电路,应用高性能国产器件同时结合合理的电路设计,得到一种制作简单、价格便宜、应用范围广的高速脉冲采集电路。

1.电路总体结构高速脉冲信号采集电路主要由电源部分,模拟部分两个主要内容组成,总体结构图如图1所示,其中电源部分包括模拟电源、数字电源(蒲文涛,基于DSP/FPGA 的多波形数字脉冲压缩系统硬件的研究与实现:电子科技大学,2006)和高压电源电路。

模拟部分包括由AD8009构成的放大电路,ADA4939单端信号转差分信号电路,高速ADC08D1000采集电路和偏置与参考电压电路。

图1 总体结构图脉冲数据采集部分采用数字化信号获取与处理的思想,将模拟输入的脉冲信号通过两个重要步骤进行预处理。

先将模拟脉冲信号通过主运算放大电路进行信号的放大、滤波和反向,为后级ADC 采样提供信噪比更好的输入信号。

基于A/D转换的多路脉冲数据采集器的设计

基于A/D转换的多路脉冲数据采集器的设计

数据 采集包 括模 拟信 号和 脉 冲信 号 的数 据采 集 两大部 分 , 中模 拟 信 号 的采 集 直接 采 用 A/) 其 I 转换 器将 模拟 信 号转 换 为数 字 信 号 , 然后 与 单 片 机接 口进行相 应 的数 据处 理 ; 脉 冲信号 的采 集 而 有 两种 方法 u , 中一 种 是 由计 数 器 或 单 片机 直 】其 接计数 采集 , 方法 的 主要 优 点是 系统 软件 设 计 该
Байду номын сангаасVo.5N . 12 o 4
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文章编 号 :62—36 (0 60 17 77 20 )4~0 5 —0 00 4
基于 A/ D转换的多路脉冲数据 采集器的设计
吴清 收
( 东科技 大学 机械电子 工程 学院, 山 山东 青 岛 2 6 1 ) 6 50
摘 要 : 出 一 种 多路 脉 冲数 据采 集和 电 源 管理 的典 型 设 计 方 案 。 冲数 据采 用 A D 转 换 器采 集 。 在 软 提 脉 /
中 圈分 类号 : 9 5 TM 3 文献 标 识 码 : A
De in o / Tr n f r a in- a e u t・o t leDa a Co lc o sg fA D a s o m to b s d M lir u ePu s t le t r ・
W U n ・h u Oigs o
me tb sn D ta so mig d vc olc us aa ns fwaed sg n y u ig A/ rn fr n e i t c l tp led t .I o t r e in,t esse s c esu y s e o e h y tm u csf U r tan h n efrn e b a so nq es fwae sr i s e rist e i tree c y me n fu iu o t r tan.Th igec i coo p tri sd i e sn l hp mirc m u e s u e n ・

电能表数据采集器的设计与应用

电能表数据采集器的设计与应用

电能表数据采集器的设计与应用作者:刘志国钟志彬来源:《数字技术与应用》2010年第02期[摘要]本文介绍了一种基于STC89C52单片机的电能表数据采集系统,实现了从老式电能表以脉冲采集的方式读取电量并按通讯规约传输给采集终端,研究了从老电表到新电表的改进设计,给出了电能表数据采集器的总体构思和软硬件设计,达到了实时时钟、数据存取和掉电数据保护等功能,解决了从老式电表到新式电表的改装问题,增强了新式电能表的性能,成为一套旧表改进设计的低成本的优良方案。

[关键词]电表改造数据通讯数据采集数据存取[中图分类号]F42[文献标识码]A[文章编号]1007-9416(2010)02-0102-02目前很多小区用户已经改装了新式电能表,新式电能表较老式电能表有一定的优点。

这种新式电能表一般是通过脉冲计数的方式来获得用户用电量,然后将电量按通讯规约远程传输到采集终端,实现了自动抄表功能,与老式电能表相比,降低了人工抄表在读取和记录电表数据过程中的误差率,在一定程度上提高了电力部门的管理效率和减少了抄表费用,同时也给居民带来了方便。

但改装新式电能表的费用相对比较高,给用户带来了额外的费用,因此为了充分利用原有的老式电表并达到减少改装费用的目的,设计了基于STC89C52单片机的电能表数据采集器,该采集器可以同时对14户居民的用电量进行计量,然后将用电量远程传输到数据采集终端,达到了现代新式电表的功能需求。

1 设计要求随着电子科技的进步,电能表设计也在不断的更新发展,为了满足用户和电力部门的需求,设计了数据采集器,它的主要功能有六点:(1)最少支持14路脉冲数据同时采集;(2)能够准确采集到一定范围内的不同宽度的脉冲个数;(3)可以将所有的数据存储到超大容量的非易失性铁片存储器中;(4)具有掉电保护设计,(5)通过485口将数据传递给采集终端,实现数据的通信;(6)通过指令可以对电表数据的设置、修改和校正;数据采集器采集来自多路分线连接的电表信号并进行数据处理、存储,通过远程串口通讯将数据传输于采集终端,再由采集终端将数据发送给计算机。

电能表脉冲采集器设计中PIC单片机的应用

电能表脉冲采集器设计中PIC单片机的应用

电能表脉冲采集器设计中PIC单片机的应用作者:罗进来源:《科学与财富》2019年第18期摘要:目前很多电子式电能表不具备通信功能,因此该仪器在远程抄表中会出现一些问题。

本文在分析电子式电能表的过程中主要是站在PIC单片机基础上,对电力线载波通信与DL/T645通信协议两个模块进行整合,并设计出能够实现现场维护与远程通信功能的电能表脉冲采集器。

在对采集器的测试中发现,该采集器具有良好的可靠性与稳定性,并能有效实现电能计量和远程通信功能。

本文在PIC单片机基础上对电能表脉冲采集器的设计进行研究,希望为相关工作人员提供一些参考意见。

关键词:PIC单片机;电能表;脉冲采集器;载波通信这些年在计算机技术与信息科学技术的快速发展下,电网优化改造的步伐在不断加快,这就使得我国电能计量抄表系统逐渐向自动化远程抄表系统的方式前进,并且已经取得很大成效。

在智能电表与传统电表共存的方式下,基于PIC单片机的电能表脉冲采集器设计具有重要意义,能够将传统的电表向数字化电表进行合理转换,并且在实践中能够取得良好的效果。

因此对PIC单片机基础上的电能表脉冲采集器设计进行研究具有重要价值。

1.PIC单片机概述PIC单片机是一种用来开发和控制外围设备的集成电路,在应用中具有良好的分散作用,在多任务功能的CPU作用下,能够实现信息共享。

PIC共享其实可以类比为人的神经系统,CPU则可类比为人的大脑。

PIC单片机包括集成电路、小计算、程序容量等多种功能,在电能表脉冲采集器设计中发挥着重要作用。

2.硬件设计在PIC单片机基础上设计电能表脉冲采集器,首先就要对硬件进行设计,总体设计图纸如图1所示。

在现有电力线资源的充分利用下,低压电力载波通信技术在应用中,不但能够对远程通信线路布置中存在的问题进行合理解决,还能降低成本支出,提升企业的经济效益,该技术在电力集抄系统中的广泛应用,已经逐步成为一种主流方式,并且具有广泛的市场前景。

在RISC指令集的指挥下,PIC单片机能够实现高效的命令执行,并且具有灵活的编程方式。

基于单片机的电集中抄表毕业设计

基于单片机的电集中抄表毕业设计

引言我国城市居民住宅的水、电、煤气等生活能耗计量收费工作多采用逐月入户验表收费方式,不仅耗费大量人力,而且对居民生活也是一种干扰,有时还给不法分子入室犯罪以可乘之机。

随着改革的深入,住宅商品化的发展,住宅单元个性化和独立性的增强,这种能耗计量收费方式愈来愈显得与社会发展不相适应。

另一方面,随着科学技术的进步和人们物质文化生活水平的提高,住宅中的家用电器数量、种类、容量日益增加,相应地水、电、煤气等生活能耗量也将显著提高。

同时国家建设部在居民住宅的有关技术规定中已明确要求3表(水表、电表、煤气表)必须出户。

鉴于上述情况,建立住宅抄表自动系统成为当前住宅建筑技术,尤其是智能型住宅建筑中不可缺少的重要组成部分,具有十分重要的实践意义。

目前,电子水表、电子煤气表、电子电表的远程抄表系统日趋成熟。

抄表自动系统基本原理是采用计算机技术,通过专用设备对3表进行远距离的自动抄录。

一般通过数据采集器对表计的脉冲进行记数,然后传输控制器将信号送至计算机中心,由计算机对数据进行处理、显示、存储、打印,再通过与银行联网,实现自动收费。

控制中心可显示小区内主要设备的运行状况,并可通过软件控制设备,使设备运行于最经济合理的模式中。

当设备发生故障时,控制中心发生声光报警并通知管理人员处理事故。

本次课题是设计基于AT89C51的电集中抄表,面向的对象主要是感应式电能表是在该电能表的基础上将其改装为具有自动抄写、仿盗电,报警以及自动断电等功能的新型集中抄表。

1.集中抄表系统的发展及概况1.1电集中抄表系统自动抄表(Automatic Meter Reading-AMR)是指采用通讯和计算机网络等技术自动读取和处理表计数据。

发展电能自动抄表技术是提高用电管理水平的需要,也是网络和计算机技术迅速发展的必然。

在用电管理方面,采用自动抄表技术,不仅能节约人力资源,更重要的是可提高抄表的准确性,减少因估计或誊写而造成帐单出错,使供用电管理部门能及时准确获得数据信息。

多路电能表脉冲数据采集装置的设计

多路电能表脉冲数据采集装置的设计

78交通科技与管理技术与应用0 引言 智能电表的普及应用,对计量的精度有了更高的要求。

电表计量检测需要对脉冲输出与计量电量的一致性进行衡量,对脉冲输出的精度和输出脉宽也有相应检测规范[1]。

为了检测电能表脉冲输出的准确性和脉冲宽度的合理性,需要合适的工具计量脉冲个数和查看输出脉冲宽度。

电能表脉冲输出通常有以下常见问题:无脉冲和误差显示,低频脉冲输出不触发误差计算器,只有高频脉冲,脉冲无法输出[2]。

为了检测脉冲输出的准确性,当前通用的单路测试系统中脉冲个数采集方法有中断检测法和电平检测法[3]。

中断检测法对抗电磁干扰要求高但实现方法简单,电平检测法抗干扰能力强但软件实现复杂。

电量测试中,脉冲宽度检测必不可少,需要测量电表的当前脉宽,查看电能计量产生的脉冲宽度是否达到技术要求,通常测试需要用示波器检测脉冲宽度,增加了测试脉冲输出的复杂度。

电表一般需要检测有功和无功2路计量输出,需要对两种计量脉冲输出进行检验。

脉冲检测端子一般有电脉冲和光脉冲的区分,部分电表仅有光脉冲,无电脉冲,而且光脉冲和电脉冲输出会有上升沿和下降沿输出差别,文献[4]提出的电平检测方法对脉冲精确性采集上有很大提高,但脉冲处理上仅可检测上升沿脉冲,下降沿脉冲未做区分,也无法检测脉冲宽度。

一路采集无法满足同时采集光脉冲和电脉冲的区分,需要多个通道对光电脉冲分别处理,也可同时测量有功无功通道。

为了解决上述存在的问题,结合电能表测试要求,本文设计了一种高精度计量电能表输出的脉冲个数和脉冲宽度,多路同时采集脉冲数据的采集装置。

在脉冲判断上选用电平检测法来保证脉冲个数判断准确,在检测脉宽上采用中断检测法能快速计算有效脉宽;电路设计四路采集输入,可同时采集光脉冲和电脉冲解决多余工装问题和测试效率低的问题;电源电路选用电表开关电源电路来更好适应采集装置连接电表随台测试;增加警报模块,满足一定采集个数会触发声警报,测试人员可根据采集需求设置警报阈值;同时添加红外和485通信功能,使用智能电表通信协议,为后续采集装置软件升级和设置参数提供支撑。

基于CAN总线的脉冲电表远程抄表采集模块研究

基于CAN总线的脉冲电表远程抄表采集模块研究

基于CAN总线的脉冲电表远程抄表采集模块研究1、引言脉冲电表是目前电力系统用户侧较为常见的一种电子电量表计。

对于远程电子抄表系统,要实现对脉冲表输出脉冲的可靠、精确计量。

本文研究探讨了对于脉冲表可靠脉冲捕捉、脉冲计量,特别研究了脉冲电表信号输出线路的断线报警、掉电数据存储等关键问题,并对区域脉冲表群抄表需要的现场总线进行了研究,提出用CAN 总线为数据通信的脉冲电表群的模块化解决方案。

2、脉冲采集模块设计CH1 脉冲采集的主要任务是对CH2 CH3 脉冲电表输出脉冲的实时、准确计数,CH4 是所有电量统计的基础。

脉冲采集模块CH5 的好坏直接影响整个系统的可靠性和CH6 准确性,因此在整个抄表系统中占据着CH7 重要的地位。

2.1 脉冲采集板的结构采集板的具体结构如图1 所示。

主要以单片机P87C591 为核心,设计对8 路电表进行数据采集,并可以将数据存入SEEROM 中,另外带有掉电保护及通信接口等模块。

采集模块配有电源断电监视、数据保护功能,当监测到掉电情况时,及时在掉电前进行数据备份,防止突发断电导致数据丢失。

2.2 脉冲采集模块的硬件设计根据系统的设计要求,每个采集模块完成8 个电表的采集任务,需要占用单片机的8 个I/O 接口。

单个经过光电隔离的脉冲数据采集电路如图2 所示。

图中D0 为VCC 保护二极管,R0 为限流电阻,来保护光耦中的发光二极管。

C10 和R10 组成RC 低通滤波器,D10 为钳位二极管,处理尖峰类的干扰信号。

R4 和R5 为分压电阻。

R3 为上拉电阻,起限流作用。

电表输出的脉冲信号采用的是5V 直流电。

经滤波后,进入光耦,然后电阻分压到4V 的电平信号进入单片机。

通过单片机P87C591 的P2 口来对脉冲信号进行采集,在图2 中还可以看到由于是上接上拉电阻,所以使得光耦输出脉冲波形与电表输出脉冲波形刚好反向。

2.3 脉冲采集模块的软件设计脉冲采集的软件设计主要处理脉冲的准确采样,。

基于PIC单片机的电能表脉冲采集器设计

基于PIC单片机的电能表脉冲采集器设计

基于PIC单片机的电能表脉冲采集器设计
包琴
【期刊名称】《电工技术》
【年(卷),期】2018(000)006
【摘要】针对不具备通信功能的电子式电能表的远程抄表问题,以PIC单片机为核心器件,整合DL/T645通信协议和电力线载波通信模块,设计了具有远程通信和现场维护功能的电能脉冲计量采集器.通过测试验证,电能脉冲采集器能够可靠地实现电能计量和远程通信功能.
【总页数】4页(P10-12,14)
【作者】包琴
【作者单位】福建工程学院福建省汽车电子与电驱动技术重点实验室,福州350118;福建省北斗导航与智慧交通协同创新中心,福州350118
【正文语种】中文
【中图分类】TP23
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脉冲式电能表集成采集终端的设计

脉冲式电能表集成采集终端的设计

脉冲式电能表集成采集终端的设计
孙晓松;何志明;傅先凤
【期刊名称】《电子工程师》
【年(卷),期】2003(29)9
【摘要】针对脉冲式电能表 ,设计了集成采集终端 ,该终端能以电力线载波方式和其它设备进行通信。

采用双CPU共用数据存储器技术解决了脉冲计数和电力线载波通信的实时性问题 ;采用脉冲处理硬件电路和CRC循环冗余编码解码技术 ,实现了低成本、高可靠、抗干扰脉冲采集和远程脉冲信号检测。

相关技术可广泛应用于其它脉冲式压力或流量仪表。

【总页数】4页(P39-42)
【关键词】脉冲式电能表;数据采集;CPU;电力线载波;远程信号检到;数据存储器【作者】孙晓松;何志明;傅先凤
【作者单位】重庆大学机械工程学院
【正文语种】中文
【中图分类】TM933.4
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脉冲式电表的数据采集器设计毕业论文1 前言本章主要说明设计脉冲式电表的数据采集器的目的、意义、围以及技术要求,在设计过程中遇到的主要问题以及解决方案。

1.1脉冲式电表设计的目的计算机的普及应用为自动化管理及自动控制创造了条件。

如果将目前变电站、供电所及发.电厂使用的感应式电表改造一番,使其能输出电能脉冲,就与计算机配套使用,进行自动检测、自动记录、自动控制。

这样一方面大大减轻变电站值班人员的劳动强度;另一方面还可消除人工记录时的人为错误和计算错误。

1.2数据采集器设计的意义数据采集器属于信息科学的一个重要分支,它是以传感器技术、信号检测和处理技术、电子技术、计算机科学等技术为基础形成的一门综合应用技术学科。

人类从诞生开始就离不开信息活动,但是信息真正成为科学研究对象并发展成为一门科学,确是始自20世纪40年代中期。

发展至今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。

数据采集是工业控制的基础部分,无论是集中式数字控制系统、集散式控制系统、还是现场总线控制系统,都必须首先将多个地点的诸如温度、湿度。

统得到了极大的发展,开始出现了通用的数据采集与自动测试系统。

20世纪80年代后期,数据采集系统发生了极大的变化,工业计算机、单片机和大规模集成电路的组合,用软件管理使系统的成本降低、体积减小、功能成倍增加、数据处理能力大大加强。

20世纪90年代至今,在国际上,技术先进国家的数据采集技术已经在军事、航空、电子设备、宇航技术及工业等领域被广泛应用。

随着现场总线技术和网络技术的发展,数据采集系统向分布式系统结构和智能化方向发展,可靠性不断提高,可以更好地实现生产环节的在线实时数据采集与监控。

而在本文中,脉冲式电表的数据采集器,依旧有着至关重要得作用。

最简单来说,它可以使脉冲式电表的使用变得更加的完善。

1.3脉冲式电表(功能、组成、对比其他类型电表优势)脉冲电能表为综合自动化变电站、远程自动化监测提供了采集电能、负荷监控、数据传输等方面的功能。

脉冲电能表主要由电能测量部件和脉冲装置两大部分组成。

电能测量部件即为感应式电能表;脉冲装置包括脉冲采样信号发生电路和脉冲输出电路两部分。

脉冲电表是通过累积脉冲来计量电能的,脉冲指示灯不会常亮,只会闪烁,而且闪烁快慢根据负荷大小确定。

脉冲电表灵敏度很高,家中电器指示灯亮都会计量电能。

1.4数据采集器(功能、组成、种类及各自优缺点对比)数据采集器具备实时采集、自动存储、即时显示、即时反馈、自动处理、自动传输功能。

它具有微处理器,数据采集模块,读写存储器(RAM)、键盘、屏幕显示器、与计算机接口、A/D转换接口、D/A转换电路、V/I电路。

数据采集器可分为两种:2.1批处理数据采集器离线式工作,数据批量采集器后,通过USB线或串口数据线跟计算机进行通信。

数据采集器装有一个嵌入式操作系统(各个生产厂家独立研制开发,互不兼容),应用程序需要在操作系统上独立开发。

采集器带独立置存、显示屏及电源。

目前这种数据采集器已经用的很少,主要是缺乏数据处理能力,和移动工作的能力(只能通过USB和电脑有线连接)。

(2)工业数据采集器数据采集器通过无线网络(WIFI,GPRS或Bluetooth)时时连接到本地应用软件数据库,数据进行时时更新。

数据采集器装有一个WINCE、windows mobile或andrios操作系统,置无线通讯模块(WIFI,GPRS或Bluetooth)。

采集器带独立置存、显示屏及电源。

2.1设计重点脉冲式电表的数据采集器,适用围要广,效率要高,时间要久。

2.2 数据采集器总体结构规划虽然基于CAN线技术的实时运行控制在典型控制系统中已经实现,但是这些控制系统在国诸多领域的运用中,控制功能仍然由上位机完成,没有达到控制功能的彻底分散,如果上位机出现故障,整个控制系统将不能正常工作,系统运行的危险仍然集中在上位机。

没有完全发挥现场总线的优点。

为此,本文将液位控制功能下放给智能数据采集器,真正地做到危险分散化。

实现现代工业控制思想的核心“分散控制,集中监控”。

2.3数据采集器总体功能分析智能数据采集器中数据采集模块,主要完成模拟信号输入到数字信号的转换即将现场传感器(PT100热阻、压力变送器等)测得的信号转化为数字信号后送入单片机,在单片机中经过运算处理后,形成控制信号。

控制信号再经D/A转换器返送至调节阀,通过调节调节阀的开度实现控制。

数据采集器中的CAN通讯模块,主要完成CPU与CAN现场总线之间的数据传输。

即通过CAN通讯模块使不同的数据采集器之间相互通信,并将需要监控的信号送到CAN总线上,总线上其它智能数据采集器或根据事先设计好的验收码和屏蔽码,来判断是否接收该信息。

传送到的信息,可以通过监控软件进行显示、控制、记录。

同时CAN通讯模块还负责将接收的数据和控制参数传送给数据采集器。

即系统的控制参数由CAN通讯模块通过设定。

初始化与PID调节等功能由数据采集模块完成。

同时所有的状态信息在线的通过CAN通讯模块传送至上位机进行监控,并可以根据需要在线修改控制参数。

2.4设计方法数据采集器硬件设计该数据采集器为本安型设计并经防爆和性能测试,由无线通信电路、数字显示电路、自动复位电路、大容量存储电路、电源管理电路和时钟电路组成。

无线通信电路该电路采用FC-201SP 微功率无线数传模块,该模块具有无需申请频点、高抗干扰能力与低误码率、传输性能优良、低功耗、高可靠性,体积小,重量轻等特点。

该电路实现了与井下压力检测主机、地面通信接口之间的数据传输,并通过数据通信指示灯指示数据传输是否正在进行。

数字显示电路四位数码管显示采集器的工作状态,指示数据传输过程中是否有错误数据。

自动复位电路防止单片机死机或跑飞问题,提高数据采集器工作的可靠性和稳定性大容量存储电路该电路采用大容量存储器M25P16 实现数据存储,在该存储器中可存储2 天的压力数据。

M25P16 是一个16Mbit(2M×8)的串行Flash 存储器,有先进的写保护机制,通过高速SPI 兼容总线进行读取。

可以用页编程指令进行页写操作,一次可写1~256 字节。

M25P16 由32 个段组成,每段包括256 页,每页有256 字节。

这样,整个存储器可以被看成由8192 页或2097152 字节构成。

可以用片擦除指令擦除整个存储器,或者用段擦除指令进行段擦除,一次只擦除一段。

电源管理电路该数据采集器由锂电池供电,在使用过程中要不断检测电池的电量,以及时充电。

该电路实现了电量的检测与状态指示。

钟电路该电路采用时钟芯片PCF8563 来实现时钟功能,用于记录数据采集的时间信息。

PCF8563 是低功耗的CMOS 实时时钟日历芯片,它提供一个可编程时钟输出,一个中断输出和掉电检测器,所有的地址和数据通过 I2C 总线接口串行传递,最大总线速度为400Kbits/s,每次读写数据后,嵌的字地址寄存器会自动产生增量。

软件设计软件设计主要完成3个方面的工作:(1)按系统的功能要求编制相应的软件;(2)按器件的操作要求编制相应的软件;(3)计算机对数据处理的相应软件。

系统的软件要实现双机通讯,以发送命令、接收数据,操作读键。

根据按键的次数,完成不同的工作。

为了避免在无意间碰压按键,只设置一个按键,各种功能的完成是靠按压的次数和时间间隔以及指示灯的配合来完成。

比如当电池电压不足需要更换电池时,可以按住键不放5s,待指示灯亮放开,灯亮3次,灯灭时再按住不放,如此3次,程序部停止读数、存数等操作,处于等待状态,此时可以更换电池,更换完毕再按住3s,系统又重新开始工作,这样程序运行正常,保证读数、存数不会紊乱出错;对器件操作软件主要针对3个器件:实时时钟、闪存。

高性能、低功耗的贴片式时钟芯片是串行数据接口,程序通过单片机的I/O对该芯片进行操作。

初始化后先写入命令字,跟随在输入写命令字节的8个SCLK周期之后,在下8个SCLK周期的上升沿开始输入数据,数据从“0”位开始输入,这时即可把修改的时间参数写入。

读取时钟的数据也是先写命令字,而后跟随在输入读命令字的8个SCLK周期之后,在下8个SCLK周期的下降沿输出数据字节。

如果使/RST保持在高电平,输入有额外SCLK周期,则可连续发送数据字节,实现连续多字节读出的功能,其数据也是从“0”位开始输出。

时、分时数据读出后,即按顺序存入闪速存储器中,因为时、分都是2位数,所以占用2个存单元,地址计数器加2。

温度传感器的数据输出线只有(根,所以,也是串行接口式的数据输出。

程序先要对其进行初始化,然后读取温度数据,先读低)位,后读高)位,读出的数据稍微处理即可存入闪存,排在时、分数据的后面。

对闪速存储器的操作,主要是擦除、写、读3种方式。

每种方式操作之前都要写入相关的命令字。

对存储器空间的查询,是在闪存的片外完成,通过单片机的计数单元进行计数,每存入一次数据进行一次计数查询,计满为止。

数据处理的软件是在计算机完成的。

当各种数据传送给计算机时,先把数据存放在数据库中作为原始数据,然后根据需要进行相应的处理。

一般常用的就是时间、温度的显示,按时间查阅、列表、最大值、最小值等等。

在我们进行对比的实验中,还兼有统计方面的程序。

2.5 微处理器的选择及其电路设计在数据采集器中,微处理器是核心,因此,在硬件设计时首先要考虑的是微处理器的选择,然后再确定与之配套的外围设备电路。

2.6 单片机芯片的选择单片机的出现,引起了仪器仪表结构的根本性变革。

以单片机为主体取代传统仪器仪表的常规电子线路,可以容易地将计算机技术与测量控制技术结合在一起组成新一代的“智能仪器”。

在测量控制仪表中采用单片机技术使之成为智能仪器后,能解决许多传统仪表不能或不易解决的难题,同时还能简化仪表电路,提高仪表可靠性,降低仪表成本以及加快新产品的开发速度。

本文研究的数据采集器采用单片机作为微处理器微处理器原则上只要能够满足实时控制调节需要的处理器都可以使用,但考虑到硬件设计的兼容性和成本,可采用80C51系列或兼容的51单片机。

从工厂实际生产的角度来说,最好使用嵌CAN控制器的单片机,可以减少使用成本和占用设备空间的开销但从设计的角度来说,这样设计的系统灵活性欠佳,协议无法有效的扩展和改进。

所以本文最终选择使用美国ATMEL公司的AT89C52单片机,片具有8KB 的可在线编程的Flash存储器,方便调试和系统升级。

2.7微处理器电路设计本文选用的AT89C52单片机是低功耗,高性能,采用CMOS工艺的8位单片机。

它与S-51产品完全兼容;片存储器包含8KB的Flash存储器,可在线编程,擦写次数不少于1000次;具有256字节的片RAM;工作电源电压为4.0~5.5V;全静态时钟为0~24MHz;具有可编程的32根I/O口线;中断系统具有8个中断源;具有可编程串口通信信道;2种低功耗节电工作方式,即空闲模式和掉电模式。

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