資源描述：
《多路數據采集系統的設計》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關內容在教育資源-天天文庫。
1、多路數據采集系統的設計劉曉波張丕狀王曉升(中北大學電子測試技術國家重點實驗室山西太原030051)摘要：本文采用MSP430F149單片機作為控制器的核心器件，設計了一種通用的多路數據采集系統，可以通過USB接口對數據進行快速傳輸。該采集系統是由傳感器、信號調理、數據采集硬件、通用計算機、軟件等要素構成。為了滿足系統要求，硬件采用模塊化、開放性設計，由軟件來配置、控制。它具有8通道模擬量輸入、8通道開關量輸入/輸出、日歷時間等功能。整個系統由微處理器、日歷時鐘芯片、增益放大器、中文液晶顯示、大容量存儲器、USB等器件組
2、成。關鍵詞：數據采集，USB接口，單片機，A/D轉換中圖分類號：TN702文獻標識碼：BDesignonmulti-channeldataacquisitionsystemXiaoboLiu，PizhuangZhang，XiaoshengWang(NationalKeylaboratoryforElectronicMeasurementTechnology,NorthUniversityofChina,Taiyuan030051,China)Abstract:Thispaperusethesingle-chipMSP4
3、30F149asthecoredeviceofthecontrollertodesignagenericmulti-channeldataacquisitionsystem,itcantransmitdatarapidlyviatheUSBinterface.Theacquisitionsystemiscomposedofsensors,signalconditioning,dataacquisitionhardware,general-purposecomputers,softwareandotherelements
4、.Inordertomeetthesystemrequirements,thehardwareisdesignedmodularlyandopenlyundertheconfigurationandcontrolbysoftware.Ithassomefunctionssuchas8-channelanaloginput,8-channeldigitalinput/output,calendartimeandsoon.Thesystemconsistsofamicroprocessor,acalendarclockch
5、ip,gainamplifier,Chineseliquidcrystaldisplay,large-capacitymemory,USBdevices.Keywords:dataacquisition,USBinterface,microprocessor，A/Dconvert0引言隨著現代電子技術的飛速發(fā)展，數據采集技術也日新月異，采集速度和精度不斷提高，而功耗和體積卻在不斷下降，特別是小型化、便攜式解決方案在數據采集中開始占據越來越大的比重，并越來越多地傾向于低電壓、低功耗、微型化設計，廣泛應用在工業(yè)、農業(yè)、商業(yè)
6、、交通、物流、倉儲等行業(yè)。因此，根據當前數據采集發(fā)展的實際情況，研制開發(fā)符合生產需要的多功能智能化的數據采集器具有現實意義。本文采取了軟件與硬件相結合的開發(fā)方法設計8路數據采集器，整個系統采用電池供電，具有體積小、功耗低、可靠性高、即插即用等特點，非常適合于野外數據采集；也可以采用穩(wěn)壓電源，在工業(yè)控制領域進行實時采集監(jiān)控。系統具有很好的實用價值和推廣價值。1系統方案整個硬件系統主要由傳感器、放大電路、多路開關、采樣/保持器、AD轉換器、按鍵、存儲、時鐘、USB、I/O擴展、單片機等部分組成。其中采樣/保持器、AD轉換器
7、及單片機是使用MSP430F149來實現的。系統主要完成的功能有：對微弱信號的放大、濾波、隔離、對信號進行處理使之轉換成AD轉換器所要求的信號范圍、多路選擇、信號采樣/保持、AD轉換、數據存儲、數據收發(fā)等，其中單片機與PC的通信采用USB標準,如圖1.1所示。圖1.1整體硬件系統框圖2硬件電路的設計數據采集系統由多路開關、放大電路、AD轉換電路、單片機、時鐘、存儲、USB等部分組成。2.1低通濾波電路在設計含有ADC的系統時，必須在轉換器前使用一個抗混疊濾波器，以提高數據轉換系統的性能指標，選用TI公司的THS4052
8、。它是一種70MHz低成本高速電壓反饋放大器。工作電壓可設為士5V，失真度、轉換速率、穩(wěn)定時間都能滿足要求。低通電路設計為12dB/OCT的巴特沃次(最平坦特性)濾波器，對頻率高于31.25KHz的信號濾波。電路截止頻率為fL=1/2R1C1=31.25KHz，，Q值為0.5。一片THS4052內是雙通道輸入，因此8路模擬信號通道
