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数据采集系统的设计.doc

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数据采集系统的设计.doc

武汉理工大学《计算机控制技术》课程设计说明书1摘要数据采集系统,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。本课程设计对数据采集系统作了基本的研究。本系统主要解决的是采集10路模拟量(10位精度),20路开关量,采集的数据每隔1毫秒,通过串行通讯方式RS485向一台工控机传送的实现方法。关键字:数据采集、A/D转换、模拟量。数字量、串行通信武汉理工大学《计算机控制技术》课程设计说明书2数据采集系统的设计1设计内容及要求设计一个数据采集系统,系统要采集10路模拟量(10位精度),20路开关量,采集的数据每隔1毫秒,通过串行通讯方式RS485向一台工控机传送。要求:①选择合适的芯片;②设计原理电路(包含译码电路);③编制数据采集的程序段;④编制数据通信程序段;⑤撰写设计说明书。2数据采集系统原理及实现方案本课设是设计一个数据采集系统,系统要采集10路模拟量(10位精度),20路开关量,采集的数据每隔1毫秒,通过串行通讯方式RS485向一台工控机传送。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,10路模拟量A./D转换MCU工控机20路数字量RS485I/O扩展武汉理工大学《计算机控制技术》课程设计说明书3单片机,电平转换接口,接收端(单片机、PC或其它设备)组成。硬件设计应用电子设计自动化工具,数据采集原理图如图1所示:图1数据采集原理图由原理图可知,此设计主要分三大部分:模拟量的输入采集,数字量的输入采集,从机向主机的串行通信。信号采集分析:采集多路模拟信号时,A/D转换器前端需加采样/保持(S/H)电路。待测量一般不能直接被转换成数字量,通常要进行放大、特性补偿、滤波等环节的预处理。被测信号往往因为幅值较小,而且可能还含有多余的高频分量等原因,不能直接送给A/D转换器,需对其进行必要的处理,即信号调理。如对信号进行放大、衰减、滤波等。本题设计要求简单,模拟量和数字量直接给出,故信号采集部分可忽略,而将数据输出直接连接至A/D转换器输入端。模拟量的采集:A/D转换器的选取应考虑:(1)转换时间的选择: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。由于本系统的控制时间无具体要求,故可

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