微機原理與接口技術(shù)課程設(shè)計-數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)系統(tǒng)設(shè)計

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1、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)課程設(shè)計專用紙機制專業(yè)0704班微機原理與接口技術(shù)課程設(shè)計任務(wù)書一、主要任務(wù)與目標(biāo)任務(wù)：數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)系統(tǒng)設(shè)計被采集模擬量共8個，共用一個A/D轉(zhuǎn)換器，約每分鐘采集一次。A/D轉(zhuǎn)換器為8位，有一個啟動轉(zhuǎn)換控制信號和轉(zhuǎn)換狀態(tài)輸出信號。將8個模擬量對應(yīng)的A/D轉(zhuǎn)換結(jié)果分別存入內(nèi)存的8個連續(xù)單元，循環(huán)采集8個模擬量，用新數(shù)據(jù)更新舊數(shù)據(jù)。1.設(shè)計查詢式數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖。2.設(shè)計完整的數(shù)據(jù)采集匯編語言程序目標(biāo)：通過本題目的課程設(shè)計，使學(xué)生對所學(xué)的《微機原理與接口技術(shù)》課程知識有一個全面深刻的認(rèn)識，熟悉系統(tǒng)設(shè)計的基本方法和過程；提高學(xué)生的動

2、手能力和實踐能力。二、主要內(nèi)容（1）熟悉設(shè)計任務(wù)，明確設(shè)計及目標(biāo)。（2）根據(jù)設(shè)計要求和已學(xué)過的設(shè)計流程，擬定系統(tǒng)工作原理圖。（3）計算各元件的參數(shù)并驗算。（4）元件選型。（5）編制語言程序。三、工作量要求完成規(guī)定的任務(wù)，總字?jǐn)?shù)3000～4000字。四、時間要求本課程設(shè)計于2010-6-27前完成11數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)課程設(shè)計專用紙機制專業(yè)0704班目錄一、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)介紹二、A/D轉(zhuǎn)換器原理三、數(shù)據(jù)采集說明四、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)所需程序五、設(shè)計小結(jié)六、參考文獻七、感想設(shè)計內(nèi)容設(shè)計說明及計算過程備注數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)介紹1.數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)原理數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)一

3、般包括模擬信號的輸入輸出通道和數(shù)字信號的輸入輸出通道。數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的輸入又稱為數(shù)據(jù)的收集;數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的輸出又稱為數(shù)據(jù)的分配。2.數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的分類數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)形式多種多樣，用途和功能也各不相同，常見的分類方法有以下幾種：根據(jù)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的功能分類：數(shù)據(jù)收集和數(shù)據(jù)分配;根據(jù)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)適應(yīng)環(huán)境分類：隔離型和非隔離型,集中式和分布式，高速，中速，低速型；根據(jù)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的控制功能分類:智能化數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，非智能化數(shù)據(jù)采集系統(tǒng);根據(jù)模擬信號的性質(zhì)分類：電壓信號和電流信號，高電平信號和低電平信號，單端輸入（SE）和差動輸入(DE)，單極性和

4、雙極性;根據(jù)信號通道的結(jié)構(gòu)方式分類：單通道方式多通道方式。3.數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的基本功能數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的任務(wù)，具體地說，就是采集傳感器輸出的模擬信號并轉(zhuǎn)換成計算機能識別的數(shù)字信號，然后送入計算機，不同的需要由計算機進行相應(yīng)的計算和處理，得出所需的數(shù)據(jù)根據(jù)。與此同時，將計算得到的數(shù)據(jù)進行顯示和打印，以便實現(xiàn)對某些物理量的監(jiān)視。4.數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)形式從硬件方向來看，數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)方式主要有兩種：一種是微型計算機數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)：另一種是集散型數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)微型計算機數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)是傳感器,模擬多路開關(guān),程序放大器,采樣/保持器,AD轉(zhuǎn)換器,計算機及外

5、設(shè)等部分組成。集散型數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)是計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的產(chǎn)物，它有若干個“數(shù)據(jù)采集站”和一臺上位機及通信線路組成。數(shù)據(jù)采集站一般由單片機數(shù)據(jù)采集裝置組成，位于生產(chǎn)設(shè)備附近，可獨立完成數(shù)據(jù)采集處理，還可以數(shù)據(jù)以數(shù)字信號的形式傳送上位機。5.數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)設(shè)計的基本原則對于不同的采集對象，系統(tǒng)設(shè)計的具體要求是不相同的。但是，由于數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)是由硬件和軟件兩部分組成的，因此，系統(tǒng)設(shè)計的基本原則大體是相同的6.數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的發(fā)展趨勢微電子技術(shù)的一系列成就以及微型計算機的廣泛應(yīng)用，不僅為數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的應(yīng)用開拓了廣闊的前景，也對數(shù)據(jù)采集技術(shù)的發(fā)展產(chǎn)生了深刻的影

6、響。數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的發(fā)展趨勢主要表現(xiàn)在以下幾個方面。(1)新型快速、高分辨率的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換部件不斷涌現(xiàn)，大大提高了數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的性能。(2)高性能單片機的問世和各種數(shù)字信號處理器的涌現(xiàn)，進一步推動了數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的廣泛應(yīng)用。(3)智能化傳感器(Smartsnor)的發(fā)展，必將對今后數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的發(fā)展產(chǎn)生深遠的影響。(4)與微型機配套的數(shù)據(jù)采集部件的大量問世，大大方便了數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)在各個領(lǐng)域里應(yīng)用并有利于促進數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)技術(shù)的進一步發(fā)展。(5)分布式數(shù)據(jù)采集是數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)發(fā)展的一個重要趨勢11數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)課程設(shè)計專用紙機制專業(yè)0704班設(shè)計內(nèi)容設(shè)計說

7、明及計算過程備注A/D轉(zhuǎn)化器原理A/D轉(zhuǎn)換器逐次逼近型雖然ADC的種類很多，工作原理各異，但是逐次逼近型ADC是應(yīng)用較多的類型之一。在8FX系列單片機中配置的就是這種ADC。因此，這里我們就以這種ADC為代表，讓讀者了解其工作原理。這種ADC以DAC為基礎(chǔ)，在加上模擬電壓比較器、逐次逼近寄存器、置數(shù)控制邏輯以及輸出鎖存器組成。其結(jié)構(gòu)圖如圖所示。11數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)課程設(shè)計專用紙機制專業(yè)0704班其實，轉(zhuǎn)換過程中的逐次逼近就是按照對分比較或者對分搜索的原理進行的。其信號轉(zhuǎn)換的工作原理如下：在啟動信號控制下，首先置數(shù)控制邏輯給逐次逼近寄存器最高位D

8、n-1置1，其它位都清0。寄存器的這個內(nèi)容，經(jīng)過DAC轉(zhuǎn)換成模擬量Vc，約為滿量程電壓的一半，與輸入的模擬量Vx進行比較，由電壓比較器輸出結(jié)果。如果Vx≥Vc，則電壓比較器輸出0