文档介绍：华中科技大学硕士学位论文摘要由于数据采集系统的应用范围越来越宽、所涉及到的测量信号和信号源的类型越来越多、对测量的要求也越来越高,国内现在已有不少数据测量和采集的系统,但很多系统存在功能单■、采集通道少、采集速率低、操作复杂,并且对测试环境要求较高等问题。人们需要一种应用范围广、性价比高的数据采集系统。在分析了不同类型的单片机的特点及单片机与机通信技术的基础上,设计了单片机控制的采集系统,并通过串口通信实现单片机与:机之间的通信,实现数据的传送并将数据在机上显示及存储,完成单机的多通道数据采集系统的设计及实现。研究了机与多单片机通信的分布式结构的通信方式及总线特点,设计了基于总线的多机多通道的数据采集系统,并给出了该系统硬件、软件实现的方法及该系统的性能测试及分析。基于单片机的多通道数据采集系统是由将来自传感器的信号通过放大、线性化、滤波、同步采样保持等处理后,输入疍转换为数字信号后由单片机采集,然后利用单片机与机的通信将数据送到机进行数据的存储、后期处理与显示,实现了数据处理功能强大、显示直观、界面友好、性价比高、应用广泛的特点,可广泛应用于工业控制、仪器、仪表、机电一体化、智能家居等诸多领域。关键词:多通道数据采集单片机通信
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华中科技大学硕士学位论文髀引言在现实中要通过计算机对现实世界中的信息进行处理和显示,首先必须将计算机和现实世界联系起来,这需要将真实世界中的各种信号莆DD庑藕转化为计算机可以识别、存储的信号莆J中藕,这一过程即是数据采集。数据采集技术是以前端的模拟信号处理、模拟信号数字化、数字信号处理和计算机控制技术等高科技为基础而形成的综合技术。它在许多领域得到了广泛的应用。数字技术促进了上述这些领域的发展,而反过来又对数据采集系统提出了愈来愈高的要求。一个大型的数据采集系统由以下几个部分组成:数据测量、数据采集、数据传送、数据存储、数据处理、数据分析和数据显示等俊随着计算机技术的发展和计算机技术在信号处理中的广泛应用,现代的测量系统在数字信号处理方面的能力也大大加强了,,并转换成电信号,然后进行信号调理和疍转换,使之转换成为能够在数字系统中进—步处理的数字信号。具体来说,就是将电压、电流、温度、压力等物理信号转化为数字量并传递到计算机中。作为信息源头的传感器对计量测试技术的发展有着重要作用;目前,传感器正不断朝着多功能性和智能性方向发展。在当今网络化时代,以4淼募扑慊缤ㄐ诺姆⒄购陀τ萌〉昧饲所未有的突破和成功,网络化测量、采集和酝幸瞧魃璞傅控制技术正随着网络技术的发展而迅速发展M缁⒎植际降氖莶杉攀铺逑衷冢采集范围扩大,处理能力增强,信息索取更加方便,并且能够适应场合变更的需要。凭借这些优良的性能,网络化测量和控制已经成为数据采集技术发展的必然趋势。传感器技术、计算机技术和网络技术的长足发展以及由此所产生的测量需求成为数据采集技术发展的不竭动力,并对数据采集技术提出了更新、更高的要求:测量的方法、可测量的种类和范围应不断拓宽和更新,准确度要提高,可靠性要增强,并能
华中科技大学硕士学位论文国内外研究现状够适应各种不同的实验环境需要。简而言之,数据采集技术的发展离不开传感器和计算机控制技术,网络化测量、采集和控制是其发展的必然趋势。,但是也有一部分系统存在功能单一、采集通道少、采集速率低、操作复杂,并且对测试环境要求较高等问题。本文在研究单片机技术、单片机数据采集及单片机通信技术的基础上,设计并实现了基于单片机的多通道数据采集系统,该系统具有构造简单、性能稳定、造价低廉、便于维护等特点,可广泛应用于工业控制、仪器、仪表、机电一体化、智能家居等诸多领域。数据采集与处理的发晨趋势数据采集系统的任务,就是采集传感器输出的模拟信号转换成计算机能识别的数字信号,并送到计算机,然后将计算得到的数据进行显示或打印,以便实现对某些物理量的监视,其中一部分数据还将被生产过程中的计算机控制系统用来控制某些物理数据采集系统性能的好坏,主要取决于它的精度和速度。在保证精度的条件下,应有尽可能高的采样速度,以满足实时采集、实时处理和实时控制对速度的要求当计算机技术应用到各个领域中并取得不俗表现后,测量技术又经历了一场全面数字化的变革。传统的数据采集过程包括了:测、处、管、控四个部分,应用了计算机技术之后,这四个环节的工作在时间和空间上的界限就不再那么明显了,换句话说当数据采集电路通过传感器将测量值采集、量化之后,通过计算