会员注册 | 登录 | 微信快捷登录 支付宝快捷登录 QQ登录 微博登录 | 帮助中心 人人文库renrendoc.com美如初恋!
站内搜索 百度文库

热门搜索: 直缝焊接机 矿井提升机 循环球式转向器图纸 机器人手爪发展史 管道机器人dwg 动平衡试验台设计

数据采集系统的设计.doc数据采集系统的设计.doc -- 6 元

宽屏显示 收藏 分享

资源预览需要最新版本的Flash Player支持。
您尚未安装或版本过低,建议您

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,故可不予考虑,但至少要小于题目要求的1ms,这是可以达到的。(2)AD位数的选择A/D转换器的位数决定着信号采集的精度和分辨率。要求精度为10位。输入为0~5V时,分辨率为0049.01251210NFVV设计要求10位精度的10路模拟量,通过查阅资料,TLC1543芯片满足要求。TLC1543是一种开关电容结构的逐次逼近式A/D转换器,片内提供转换时钟,12位或8位串行数据输出。可采集11路模拟输入电压,由片内多路开关选通,并采样保持。数字量的采集设计中要求是20路数字量,可利用单片机的I/O口直接采集,但需要20个I/O口与之对应,这样,就浪费了芯片的管脚资源,可采用并行采集、串行输出的办法,进行I/O口扩展。武汉理工大学计算机控制技术课程设计说明书4传输方式分析通过串行通讯方式RS485向工控机传送。3系统硬件设计3.1模拟量的输入采集设计模拟电压量的输入需要经过A/D转换才能进行采集,此设计要求10路模拟量的10位精度A/D转换,可采用芯片TLC1543。3.1.1TLC1543功能介绍A/D采样模块采用TLCl543。TLC1543具有以下特点10位精度、11通道、三种内建的自测模式、提供EOC(转换完成)信号等,串行输出,内部时钟,转换时间21μS,线性度±1.0LSB,该芯片与单片机的接口采用串行接口方式,引线很少,与单片机连接简单TLC1543的控制端CS、I/OCLOCK、ADDRESS和数据输出端DATAOUT遵循串行外设接口SPI协议。TLC1543和微处理器的串行接口之武汉理工大学计算机控制技术课程设计说明书5间可通过一个4线接口高速传输数据。图2是TLC1543的引脚示意图TLC1543为20脚封装的CMOS10位开关电容逐次A/D逼近模数转换器封装和时序图如图2所示A0A10为11路模拟输入端,图2TLC1543管脚图REF和REF为基准电压正负端,ADDRESS为串行数据输入端用于输入4位端口地址,DATAOUT为A/D数据输出端,I/OCLOCK为数据输入输出提供同步时钟,芯片内部有一个14通道多路选择器,可以选择11路模拟输入通道和3路内部自测电压中的任意一路进行测试,片内设有采样保持电路。在转换结束时EOC置高,表明转换完成。TLC1543具有高速转换时间,高精度10位分辨率,最大1LSB不可调整误差和低噪声的特点。当EOC为高时将CS置低A/D开始工作,由ADDRESS端送入4位地址的最高位B3在B3有效期间输入一个I/OCLOCK信号,将地址最高位移入A/D地址寄存器,同时从DATAOUT端口读出前一次采样转换的10位数据的最高位A9,然后送入B2,同时输入一个I/OCLOCK信号,将B2移入A/D地址寄存器,从DATAOUT读出A8,按此时序进行直到将4位地址送入A/D,同时读出前一次采样转换结果的A9、A8、A7、A6高四位,然后输入6个I/OCLOCK信号,将A5A0读出,10个I/OCLOCK信号后,EOC将置低此时A/D进入转换过程转换完成后EOC置高。3.1.2单片机与TLC1543芯片的接口方法TLC1543的三个控制输入端CS、CLOCK、ADDRESS和一个数据输出端DATAOUT遵循串行外设接口SPI协议,51系列单片机未内置SPI接口,不过仅需通过软件模拟SPI协议即可硬件方面将TLC1543的CS、CLOCK、ADDRESS、DATAOUT、EOC五个端口与AT89C52的5个I/O口相连接AT89C52的其余27个I/O口足以完成其它功能。采样电路连接如图3所示,仅占用P1.0P1.1P1.2P1.3P1.4端口就实现了具有10路的数据采集系统。该系统具有结构简单、可靠、容易扩展、精度高、武汉理工大学计算机控制技术课程设计说明书6高性价比等优点。P1.0、P1.1、P1.2、P1.3和P1.4分别与EOC、时钟、地址、数据、片选端分别相连。图3TLC1543与单片机的连接3.2数字量的输入采集设计数字量可直接与单片机的I/O口相连进行采集,但考虑到有20路数字量,管脚利用量较多,可采用74ls165芯片进行并行采集,串行输出,减少管脚用量。3.2.1数字量的得到通过接地和和接5V电源将可得到数字量图4数字量的得到武汉理工大学计算机控制技术课程设计说明书73.2.274ls165功能介绍74LS165芯片是8位并行输入串行输出移位寄存器,使用此芯片可以扩展一个或多个8位并行I/O口。引脚图如下图图574ls165的引脚图74ls165有16个引脚,引脚功能如下D0D7并行输入端,可同时输入8路电平信号。SH数据置入控制端,当其为低电平时,并行数据D0D7被置入寄存器CLKINH片选使能端,低电平使能,使能时数据随着脉冲的输入而输出CLK时钟脉冲输入端QH/QH串行输出端,两输出电平时反向的。SER串行附加输入端3.2.3单片机与74ls165芯片的接口方法单片机与74ls165芯片的接口如图所示,可以采集24路数字量
编号:201311211216149187    大小:268.00KB    格式:DOC    上传时间:2013-11-21
  【编辑】
6
关 键 词:
专业文献 学术论文 精品文档 数据采集
温馨提示:
1: 本站所有资源如无特殊说明,都需要本地电脑安装OFFICE2007和PDF阅读器。图纸软件为CAD,CAXA,PROE,UG,SolidWorks等.压缩文件请下载最新的WinRAR软件解压。
2: 本站的文档不包含任何第三方提供的附件图纸等,如果需要附件,请联系上传者。文件的所有权益归上传用户所有。
3.本站RAR压缩包中若带图纸,网页内容里面会有图纸预览,若没有图纸预览就没有图纸。
4. 未经权益所有人同意不得将文件中的内容挪作商业或盈利用途。
5. 人人文库网仅提供交流平台,并不能对任何下载内容负责。
6. 下载文件中如有侵权或不适当内容,请与我们联系,我们立即纠正。
7. 本站不保证下载资源的准确性、安全性和完整性, 同时也不承担用户因使用这些下载资源对自己和他人造成任何形式的伤害或损失。
  人人文库网所有资源均是用户自行上传分享,仅供网友学习交流,未经上传用户书面授权,请勿作他用。
0条评论

还可以输入200字符

暂无评论,赶快抢占沙发吧。

当前资源信息

4.0
 
(2人评价)
浏览:20次
liyun上传于2013-11-21

官方联系方式

客服手机:13961746681   
2:不支持迅雷下载,请使用浏览器下载   
3:不支持QQ浏览器下载,请用其他浏览器   
4:下载后的文档和图纸-无水印   
5:文档经过压缩,下载后原文更清晰   

相关资源

相关资源

相关搜索

专业文献   学术论文   精品文档   数据采集  
关于我们 - 网站声明 - 网站地图 - 友情链接 - 网站客服客服 - 联系我们
copyright@ 2015-2017 人人文库网网站版权所有
苏ICP备12009002号-5