基于单片机的高精度数据采集卡.docx
《基于单片机的高精度数据采集卡.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《基于单片机的高精度数据采集卡.docx(34页珍藏版)》请在第一文库网上搜索。
1、基于单片机的高精度数据采集卡摘要:随着计算机的应用和发展,在一些领域的的应用中,要求数据采集的精度高,测量特别精确。特别是工业环境下,现场工作的噪声非常高,给计算机控制带来了诸多不便。本文介绍的是基于单片机的高精度数据采集系统的软硬件设计,采用模块化的设计实现数据采集。数据采集及通信的控制都由AT89c2051实现,硬件部分以单片机AT89c2051为核心,还包括信号的滤波电路,放大电路,AD采集电路,串口通信电路。本系统采用CS5513模数转换器作为数据采集的核心器件,实现对2路信号的分别采集。CS5153将采集到的数据交给单片机进行处理,并将数据通过单片机串行口经过CP2102的UART和
2、USB的转换将数据发送到上位机,并由上位机对数据进行后期的处理制作。软件部分通过KeilC软件进行编程,实现数据的采集与发送。关键词:AT89C2051 数据采集 CS5513 CP2102目录目录11 引言21. 1数据采集系统的定义21. 2数据采集系统的发展历史及发展状况31. 3高精度数据采集系统设计的意义和发展状况42高精度数据采集系统的系统设计52. 1数据采集系统的体系结构52. 2本系统的设计思想53 .硬件电路设计63. 1单片机的选取61.1 2 AD 选取73.3 电源电路93.4 滤波电路的设计93.5 放大电路的设计93.6 光耦隔离电路103.7 两路信号采集的控制
3、电路113. 8 UART转USB通道设计124软件设计144. 1 . 1 简介 KeilUvision4 144.2主程序设计171.1 .1数据采集程序的设计171.2 . 2串行通信程序设计195系统调试22结 论错误!未定义书签。参考文献错误!未定义书签。致 谢错误!未定义书签。附录一电路25附录二实物电路25附录三附录程序261引言近年来,数据采集及其应用受到了人们越来越广泛的关注。随着计算机技术水平的不断提高和计算机应用的的迅猛发展,数据采集系统也有了很大的的发展,它被广泛的应用于各种领域。数据采集技术包括传感器技术、非电测量和电信号检测、接口技术,可编程控制器以及计算机控制技术
4、等先进技术发展起来的一门综合应用技术,作为获取信息的工具,数据采集是电子,机械制造,冶金,气象,航空航天等控制技术中至关重要的一环。在很多领域的数据检测过程中,经常需要即时的检测各环节的电压、电流、温度、湿度、流量、压力等环境参数。以便对控制系统进行控制1。数据采集与处理技术不仅设计采样技术基本理论,还涉及采集与处理系统经常采用的传感器技术以及常用的芯片的使用,PXK PCI总线技术,计算机接口通信控制系统,计算机控制系统的可靠性设计,以及系统的抗干扰性设计4。1.1数据采集系统定义数据采集是指将外部环境参数如温度、压力等模拟信号采集并转换完成数字量后,传输至CPU,再由控制器进行存储、处理、
5、输出的过程。这样的系统成为数据采集系统。数据采集,又被称为数据获取,是利用一种硬件设备,从系统外部采集数据,并将其输入到系统内部的一个接口,进而传给上位机。数据采集技术已经广泛的应用在了生活中的各个部分。例如信号检测、信号处理以及仪器仪表等领域。工业以及生活中的环境变量都需要各式各样的传感器来获取。严格来说,数据采集系统应该是利用由计算机来控制数据采检测采集并且对数据进行存储,后期处理,分析计算,从而获取有效信息的系统。数据采集系统无论应用在哪个领域的哪个控制系统,数据采集与处理的速度越快并且越及时,整个系统的工作效率就会越高,我们从中获得的经济效益就会越多1 O数据采集系统主要包括数据输入通
6、道,数据管理,数据后期处理,数据显示及输出等组成。数据输入通道完成对被测信号的监测及检测,信号采样以及信号模数转换工作。数据管理将采集到的数据存储到内存中,为后续的管理及调用提供方便。数据处理就是将采集到的原始信号进行干扰噪声的滤除,删除无关信息和不必要信息,从而获取能够真实反映环境情况的参数。数据输出部分将系统采集到的数据通过CPU接口上传至上位机,以便上位机进行更加复杂的处理。数据采集系统性能的好坏,主要取决于数据采集系统的精度和速度,在保证精度的条件下,应尽量加快数据采集的速度,以满足实时采集,实时处理和实时控制的系统要求。1. 2数据采集系统的发展历史及发展状况对数据采集系统的研究起始
7、于上世纪50年代,美国在1956年首先研制成功了一套应用在军事上的系统,测试任务由测试设备自动控制完成。由于该系统具有高速和灵活等特性,能够实现许多传统方法不能实现的数据采集及测试等任务,因而得到当时世人的初步认可。在70年代后期,随着微型机的发展,逐渐出现了采集器,并随之诞生了采集器和计算机相互结合的数据采集系统,由于系统优良,超过了以往任何一种数据采集系统,因而获得惊人的发展。在随后的发展中,数据采集系统慢慢分为两种,一种是应用在实验室的采集系统,另外一种是应用在工业现场的采集系统。80年代以后,计算机在全世界逐渐普遍,并对数据采集系统得发展产生了了巨大的影响。到80年代后期,数据采集出现
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 基于 单片机 高精度 数据 采集