文档介绍：目录
1
引言 1
选题意义 3
国内外研究现状及应用展望 3
本论文的结构 5
6
数据采集系统简介 6
数据采集技术概述 6
数据采集系统的组成 6
信号分析与处理 7
信号调理电路 8
信号调理电路概述及其设计原则 8
信号调理电路中的关键技术及其实现 9
ADC及外围电路 10
常用ADC的类型及其主要特征参数 10
常用ADC的应用实现 11
系统软件的功能及实现方法 12
基于单片机的智能车辆车载加速度采集系统设计 13
15
采集系统的CPU模块 15
采集系统的前向通道 17
加速度传感器ADXL105 17
信号调理电路(带宽设定和滤波) 20
A/D转换选择及与单片机的接口电路 21
AD7705/06的特点 22
AD7705/06的片内寄存器 23
AD7705/06的输入采样率 23
单极性/双极性输入 24
AD7705/06的接口时序 24
AD7706与单片机的接口电路 25
串行通信接口(SCI)电路 26
普通串行口RS-232 26
USB通用串行总线 28
DC/DC电源变换器 30
33
单片机软件设计 33
主程序设计 33
中断服务程序设计 34
数据采集(A/D转换)模块 35
通信模块 36
,虚拟仿真及系统抗干扰 39
系统软硬件结合仿真的方法 39
系统的抗干扰 39
41
附录: 42
参考文献 47
致谢 49
引言
数据采集与信号处理已经成为现代信息产业技术的核心,它涉及了传感技术、计算机技术和信息技术三大支柱性技术,对社会发展、科技进步起着重要的作用[1]。
随着计算机技术的发展和成熟,计算机的应用也越来越广泛。在自动化领域,计算机已经成为控制系统的首选平台,应用计算机对生产和试验进行实时、远程监控是现代自动化发展的主要方向。将计算机应用于工业实时控制的前提是现场数据的实时获取。数据采集就是将被测对象(外部世界、现场)的各种参量(可以是物理量,也可以是化学量、生物量等)通过各种传感元件做适当转换后,再经信号调理、采样、量化、编码及传输等步骤,最后送到计算机或其它微处理器进行数据处理会记录的过程。在许多自动化控制中,经常要进行现场数据的实时采集,实现工艺或特性参数的调节和控制,出现了许多带各种功能的数据采集模块、系统,但很多产品成本较高,而基于单片机的多通道模拟信号数据采集系统,通过总线扩展,实现现场数据采集与通信控制,具有结构简单,成本低,性能可靠等特点。
传感器作为数据采集与信号处理系统中最前端的部件,直接面向被测量的对象,是各种信息的感知、采集、转换、测试、处理的重要技术工具,已成为国际上研究的热点,特别是智能传感器的研究,因此传感技术也是当代科学技术迅猛发展的重要标志。传感器是按一定规律将被检信号转换成便于进一步处理的物理量(一般是电压、电流、电脉冲等)的器件,理想的传感器应该能够将各种被检测信号转换成高输出电平的电量,能够提供零输出阻抗、噪声,并具有良好的线性与重现性。加速度传感器作为传感器的一个重要分支,人们很早就开始对其进行研究。其中压电加速度传感器作为一种重要的传感器,主要用于冲击和振动信号的获取。它具有等效阻尼比小,在0–,满足不失真转换条件,传感器输出的电荷信号不仅与被测加速度波形相同,而且无时移等优点。因此压电加速度传感器信号的获取与分析在科学研究中显得尤为重要。但是,压电加速度计的内阻可视为无穷大,测振时,压电片产生的电荷极其微弱。要将此电荷信号不失真地转换为电压信号,就要求后续的放大器有极高的输入阻抗和灵敏度以及很低的电噪声。在振动测试中,常采用电荷放大器作为压电式传感器的前置放大器,它能很好的满足上述要求,将电荷信号转换为电压信号。其输出电压幅值适当,输出阻抗低,并有一定的功率负载能力,便于连接后续测试仪器。有些电荷放大器还具有模拟积分功能,可将振动加速度的电压信号积分为振动速度或位移的电压信号
[2,3]。将上述电路与传感器集成在一块,即成为内置电路压电式(ICP)传