数据采集系统——操作说明书.pdf

凌阳科技大学计划教育推广中心 北京海淀上地信息产业基地中黎科技园 1 号楼 5 层 凌阳科技大学计划教育推广中心 北京海淀上地信息产业基地中黎科技园 1 号楼 5 层 tel: 86-10-62981668 fax: 86-10-62962425 e-mail: http:/www: 数数数数 据据据据 采采采采 集集集集 系系系系 统统统统 操操操操 作作作作 说说说说 明明明明 书书书书 v1.0 2005.11.29 版权声明版权声明 凌阳科技股份有限公司保留对此文件修改之权利且不另行通知。凌阳科技股份有限公司 所提供之信息相信为正确且可靠之信息, 但并不保证本文件中绝无错误。请于向凌阳科技股 份有限公司提出订单前, 自行确定所使用之相关技术文件及规格为最新之版本。若因贵公司 使用本公司之文件或产品, 而涉及第三人之专利或著作权等智能财产权之应用及配合时, 则 应由贵公司负责取得同意及授权, 本公司仅单纯贩售产品, 上述关于同意及授权, 非属本公 司应为保证之责任. 又未经凌阳科技股份有限公司之正式书面许可, 本公司之所有产品不得 使用于医疗器材, 维持生命系统及飞航等相关设备。 目 录目 录 1 数据采集系统概述1 1.1 功能简介.1 1.2 电气参数.1 1.3 注意事项.1 2 硬件连接说明2 2.1 硬件框图.2 2.2 部件设置说明.2 2.3 硬件部分连线对照.3 3 操作说明4 3.1 下位机操作说明.4 3.2 上位机操作说明.4 4 常见问题6 5 附录7 5.1 电路原理图.7 5.2 资料获取途径.7 5.3 公司联系方式.8 数据采集系统操作说明书 sunplus university program e-mail: ? 1 ? 1 数据采集系统概述 1 数据采集系统概述 本方案利用spce061a集成的adc直接将采集到的模拟信号转化为数字信号， 为了保证转换的精度， 在数据处理方面采用 16 次平滑滤波；在控制方面采用数字 pid 控制方案，控制效果十分理想；在进 行数据处理的同时将当前的温度结果直接通过 usb 接口传送至上位 pc， 可以直接在 pc 端观察温度 的变化曲线，并根据需要进行相应的数据分析和处理。 1.1 功能简介功能简介 ? 温度的实时采集显示； ? 对温度的变化能够做出及时的处理，应用 pid 调节； ? 通过 usb 接口实现上下位机通信，并在上位机上显示温度的变化曲线。 1.2 电气参数电气参数 ? 单片机部分采用 dc5v 供电； ? 加热部分采用 ac220v-1kw 电热器(容量为 1l)加热； 1.3 注意事项注意事项 ? 电源不能接反； ? 注意强电部分安全操作，切勿触电。 数据采集系统操作说明书 sunplus university program e-mail: ? 2 ? 2 硬件连接说明 2 硬件连接说明 2.1 硬件框图硬件框图 系统整体硬件设计如图 2-1 所示，整个系统以 spce061a 为核心，前向通道包括传感器及其信号放 大电路，按键输入电路；后向通道包括三部分：led 显示电路，上位机通信电路以及控制加热器的 继电器驱动电路。由于 spce061a 内部有 8 路 10 位精度的 ad 转换器，所以直接将传感器输出信号 放大后输入 spce061a 的 ad 转换通道即可，不需要外接 adc。spce061a 实时采样温度，并根据 采样结果控制加热器，调节加热功率大小；同时将当前温度信息通过数码管在下位机显示出来，并 通过 usb 接口传送上位 pc 机。 spce061a 信号放大调理电 路 key led 继电器 uart-usbpc 电热器 pt100传感器 adin ioa4 ioa03 ioa815 iob7 iob9 seg dig pa7 pa6 key14 iob10 gndgnd row1vcc iob02 图 2-1 系统整体框图 2.2 部件设置说明部件设置说明 硬件部分主要包括 spce061a 核心控制器以及 ad 输入、led 键盘模组、usb/uart 转换模组、功 率驱动四大模块，其中 spce061a 采用最小系统开发板 61 板，led 键盘模组和 usb/uart 转换模 组均采用配套模组，用户只需自行设计制作 ad 部分电路以及功率驱动部分电路即可，该部分电路 的设计制作可参考数据采集应用方案中的硬件设计部分。 led 键盘模组和 usb/uart 转换模组的使 用请参照下面的设置： led 键盘模组使用设置： 下图所示为 led 键盘模组的连接示意图，需要注意的是： 1. keytype 模式，选择 1*8 模式，按 a 所示的方式将两个排针短接； 2. 1*8 按键的公共端为高电平，所以将 b 所示排针与 vcc 连接； 3. 按键接在 ioa 的 03，如图中 c 所示； 4. 显示使用数码管的高三位，所以将 dig13 与 iob 的 02 连接，如图中 d 所示； 5. 数码管的段码由 ioa 的高 8 位提供，所以将 ioah 与 seg 端口连接，如图中 e 所示。 数据采集系统操作说明书 sunplus university program e-mail: ? 3 ? a b dec 图 2-2 led 键盘模组设置示意图 usb/uart 模组使用设置： 直接将 usb/uart 模组的 pa6 与 61 板的 iob10 连接，pa7 与 iob7 连接，然后两部分共地即可， 该部分连接比较简单，不再画示意图。 2.3 硬件部分连线对照硬件部分连线对照 硬件部分的接口参照下表： ioa03 key14 ioa4 ad 输入 ioa815 seg（af,dp） iob02 dig13 iob7 pa7 iob9 继电器控制 iob10 pa6 注意： 1. 1*8 按键公共端接高电平； 2. 各模块共地。 数据采集系统操作说明书 sunplus university program e-mail: ? 4 ? 3 操作说明 3 操作说明 3.1 下位机操作说明下位机操作说明 下载代码：下载代码： 正确的连接完硬件以后，通过 probe 将 61 板与 pc 机连接起来，然后运行参考代码中的 temperature_ctrl.spj 工程文件，编译链接无误后将代码下载到 spce061a。 设置目标温度：设置目标温度： 程序成功下载到 61 板后，全速运行程序，3 位数码管显示 00.0，这时可以通过按键设置目标温度： 按 key1 键设置十位数的大小，每按下一次 key1 键，十位数值加 1，达到 9 之后自动返回 0；然后 通过 key2 设置个位数的大小，个位数的设置同十位数设置，然后通过 key3 设置小数位，成功地 设置十位、个位和小数位以后，按 key4 启动系统，进入控制状态。进入控制状态，数码管显示内 容为当前温度值，且 key1key3 键在控制状态下无效。 重新设置目标温度：重新设置目标温度： 任意时间可以通过 key4 键重新设置目标温度，按下 key4 键即进入设定模式，通过 key1key3 设定目标温度，目标温度设定完成，通过 key4 重新切换到控制模式。 3.2 上位机操作说明上位机操作说明 usb 驱动安装：驱动安装：请参照 usb/uart 模组说明书 tempview.exe 的使用的使用： 在上位机正确安装 usb 驱动后， 会在计算机设备上虚拟出一个 com 口（可 以通过“我的电脑/属性/硬件/设备管理器/端口”来查看虚拟出来的 com 口，如图 3-1 所示，一般 为 com3 或者 com4）。然后在 tempview 选中此 com 端口；选择通信的波特率、数据格式等， 上下位机的格式要一致（默认为 9600,n,8,1）。完成以上操作，点击“连接”，然后再点击“开始刷 新”即可。如果在点击“连接”时提示 invalid port number，证明端口选择错误，重新检查驱动是否 正确安装，端口选择是否正确。 数据采集系统操作说明书 sunplus university program e-mail: ? 5 ? 图 3-1 设备管理器视图 例如虚拟的端口为 com4， 通信格式为(9600,n,8,1)， 则执行步骤为： 选择 com4、 数据格式(9600,n,8,1) 连接开始刷新。成功联机后的运行界面如图 3-2 所示：（图中的温度分辨率为 10 摄氏度） 图 3-2 tempview 运行界面 数据采集系统操作说明书 sunplus university program e-mail: ? 6 ? 4 常见问题 4 常见问题 q：为什么按键无效？ a：请检查 1*8 按键的公共端 row1（在 led 键盘模组 1*8 排针的最右侧）是否与正电源 vcc 连 接。 q：温度不准确怎么办？ a：在程序中温度是由公式 ft = (adc_data * k) b 确定的，只需要合理的调整 k、b 的值即可，如 果非线性误差很大，可以考虑分段标定系数 k、b。 q：pid 参数怎么整定？ a：参照应用方案文档中介绍的原则进行整定。 q：联机不成功怎么办？ a： 1.查看 pc 端的 usb 驱动是否正确安装，详见附件 usb/uart 模组说明书； 2.如果 pc 端的 usb 驱动以正确安装，可以通过“我的电脑“我的电脑/属性属性/硬件硬件/设备管理器设备管理器/端口”端口”查看 虚拟出来的 com 口，然后在 tempview 窗口的串行端口设置栏选择该 com 口即可。 q：联机成功，但是接受数据是错误的？ a： 1.检查 tempview 程序的串行口波特率设置是否和下位机一致（下位机采用 9600bps）； 2.如果不是波特率设置的问题，请检查模组的接线是否正确。 q：数据严重上下波动是怎么回事？ a：如果出现数据严重波动的情况，请用示波器检测一下 ad 的输入信号，如果 ad 的输入信号波 动证明传感器部分受到了严重的干扰，将 pt100 的外壳与地相连接可以减小干扰。 数据采集系统操作说明书 sunplus university program e-mail: ? 7 ? 5 附录 5 附录 5.1 电路原理图电路原理图 r3 150 r4 150 pt100 r1 330 vcc r510k r610k r8 100k r7100k 3 2 1 u1a lm358a 5 6 7 u2lm358b r9 10k r11100k r10 10k r2 100 d1 tl431 r12 240 ioa4 图 5-1 温度传感器部分电路原理图 q1 npn8050 r1 470 k? relay-spst d1 led d2 in4007 r2 5.1k ac 220v vcc iob9 图 5-2 功率驱动部分电路原理图 5.2 资料获取途径资料获取途径 您可以通过网站下载专区下载更多的技术资料。 数据采集系统操作说明书 sunplus university program e-mail: ? 8 ? 5.3 公司联系方式公司联系方式 尊敬的客户：尊敬的客户： 感谢您对凌阳的厚爱感谢您对凌阳的厚爱,若您收到的产品有损坏的情形， 请您于收到日起七日内与我们联系若您收到的产品有损坏的情形， 请您于收到日起七日内与我们联系, 我们将会立即办理换货手续。我们将会立即办理