课程设计---数据采集及处理系统的设计

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1、 1 课程设计任务书课程设计任务书 题题 目目: : 数据采集及处理系统的设计 初始条件：初始条件： 设计一个 64 路巡回数据采集及处理系统，系统循环周期为 1 秒，16 路模拟信号输入，16 路开关信号输入，16 路模拟输出，16 路 数字输出。 要求完成的主要任务要求完成的主要任务: : 1.输入通道及输出通道设计（020mV 输入） ， （010V 输出） 2.每周期内各通道采样 10 次； 3.对模拟信号采用一种数字滤波算法； 4.完成系统硬件电路设计，软件流程及各程序模块设计； 5.完成符合要求的设计说明书 时间安排：时间安排： 2011 年 6 月 20 日2010 年 6 月

2、30 日 指导教师签名：指导教师签名： 年年 月月 日日 系主任（或责任教师）签名：系主任（或责任教师）签名： 年年 月月 日日 2 摘要 数据采集是指从传感器和其它待测设备等模拟和数字被测单元中自动采集 信息的过程。数据处理就是从采集到的原始数据中，删除干扰噪声、无关信 息和不必要的信息，提取出反映被测对象特征的重要信息。随着计算机技术 的发展，数据采集系统可以通过 A/D 转换把模拟信号转换成数字信号，并且可 以方便的实现数字信号存储、处理及再现,因此该系统得以越来越广泛的应用。 数据采集和处理是计算机控制系统的重要组成部分， 在工业控制机和生产过 程之间，要对生产过程进行实时控制，就要实

3、时的了解生产状态，这就要求采集 大量的模拟信号或数字信号进行分析，并输出有一定意义的、更直观和易于理解 的模拟量或数字量，以对控制进行指导，调整控制方案。 针对目前实时存盘采集系统存在体积大、设计复杂、成本较高等不足之处， 本课题设计了一种基于高速串行总线和数字信号处理器的多路数据采集系统,具 有成本较低、集成度较高等特点，同时具有一定数字处理能力。 关键词：数据采集和处理，A/D 转换，D/A 转换，采样保持 3 目录 1 设计任务及要求的分析 . 4 1.1 设计任务及要求 . 4 1.2 要求分析 . 4 2 方案比较及认证 . 5 3 硬件电路原理 . 6 3.1 多路模拟开关 . 6

4、 3.2 模拟输入输出通道及处理 . 6 3.2.1 模拟输入通道 6 3.2.2 算数平均值数字滤波算法 7 3.2.3 模拟输出通道 8 3.3 数字输入输出通道及处理 . 9 3.3.1 数字输入通道 . 9 4.3.4 数字量的输出电路 . 12 5 软件设计及程序 13 5.1 软件思想 13 5.2 流程图 13 5.2.1 模拟通道系统框图 13 5.2.2 数字通道系统框图 14 6 总结 15 7 参考资料 16 附录一 芯片资料 . 17 附录二 硬件电路图 . 21 附件三 程序清单 . 22 4 1 设计任务及要求的分析 1.1 设计任务及要求 本课题要求设计一个64路巡回数据采集及处理系统， 系统循环周期为1秒， 16 路模拟信号输入，16 路开关信号输入，16 路模拟输出，16 路数字输出。输 入 020mV，输出 010V；每周期内各通道采样 10 次，并对模拟信号采用一种 数字滤波算法。设计系统硬件电路、软件流程及各程序模块。 1.2 要求分析