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基本信息
- 項(xiàng)目名稱：
- 高精度多路數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)
- 來(lái)源：
- 第十二屆“挑戰(zhàn)杯”省賽作品
- 小類：
- 信息技術(shù)
- 大類：
- 科技發(fā)明制作A類
- 簡(jiǎn)介：
- 數(shù)據(jù)采集是從一個(gè)或多個(gè)信號(hào)獲取對(duì)象信息的過(guò)程。在各種測(cè)控系統(tǒng)中，往往需要對(duì)一些參數(shù)進(jìn)行測(cè)量并送回計(jì)算機(jī)進(jìn)行監(jiān)控及處理，因此多路數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)被廣泛應(yīng)用于廣泛應(yīng)用于工農(nóng)業(yè)等需要監(jiān)控電信號(hào)如電壓、電流等和非電信號(hào)如溫度、濕度、壓力、聲音、光等以及混合信號(hào)的場(chǎng)合。數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)作為溝通模擬域與數(shù)字域的必不可少的橋梁，地位十分重要。
- 詳細(xì)介紹：
- 本次設(shè)計(jì)的高精度多路數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)采用51系列單片機(jī)作為MCU板的核心控制元件，利用MAX197構(gòu)成的采樣電路進(jìn)行精確采樣。通過(guò)按鍵及LCD顯示器實(shí)現(xiàn)多機(jī)多通道數(shù)據(jù)采集及顯示。 技術(shù)指標(biāo)：該系統(tǒng)采樣芯片采用由Maxim公司生產(chǎn)具有12位測(cè)量精度的高速A/D轉(zhuǎn)換芯片MAX197。此芯片采用逐次逼近工作方式。只需單一電源供電，100 kb/s采樣率，其轉(zhuǎn)換時(shí)間只有6μs，1/2 LSB的線性度，可用軟件選擇的輸入量程（±10 V，±5 V，0 ~10 V，0 ~ 5 V）。 技術(shù)關(guān)鍵：三態(tài)數(shù)據(jù)I/O口用作8位數(shù)據(jù)總線，其并行輸出口與單片機(jī)接口，在中高速數(shù)據(jù)采集中得到廣泛應(yīng)用。 創(chuàng)新點(diǎn)：構(gòu)建高精度數(shù)據(jù)采集模塊。實(shí)現(xiàn)快速傳輸、處理、響應(yīng)功能。 本系統(tǒng)采用由ATMEL公司生產(chǎn)的AT89C51單片機(jī)，它具有低功耗、功能強(qiáng)大、集程度高、處理功能強(qiáng)、可靠性好、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、價(jià)格低廉、易于使用等優(yōu)點(diǎn)。使得系統(tǒng)硬件電路得以簡(jiǎn)化。 采用2塊MAX197芯片可實(shí)現(xiàn)對(duì)16位模擬信號(hào)的采集，采集精度較高，可滿足一般場(chǎng)合的應(yīng)用。其轉(zhuǎn)換速度快，價(jià)格低廉，可以直接將直流電壓轉(zhuǎn)換為計(jì)算機(jī)可以處理數(shù)字量?？紤]到本系統(tǒng)是采用5伏電池供電，選用了低功耗的LCD顯示器件，以滿足其在終端顯示采集結(jié)果的需求。還可以通過(guò)蜂鳴來(lái)判斷具體采集到的信號(hào)所在信道。
作品圖片
作品專業(yè)信息
設(shè)計(jì)、發(fā)明的目的和基本思路、創(chuàng)新點(diǎn)、技術(shù)關(guān)鍵和主要技術(shù)指標(biāo)
- 數(shù)據(jù)采集是從一個(gè)或多個(gè)信號(hào)獲取對(duì)象信息的過(guò)程 。在各種測(cè)控系統(tǒng)中，往往需要對(duì)一些參數(shù)進(jìn)行測(cè)量并送回計(jì)算機(jī)進(jìn)行監(jiān)控及處理，因此多路數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)被廣泛應(yīng)用于廣泛應(yīng)用于工農(nóng)業(yè)等需要監(jiān)控電信號(hào)如電壓、電流等和非電信號(hào)如溫度、濕度、壓力、聲音、光等以及混合信號(hào)的場(chǎng)合。數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)作為溝通模擬域與數(shù)字域的必不可少的橋梁，地位十分重要。該系統(tǒng)通常采用一些功能相對(duì)獨(dú)立的單片機(jī)系統(tǒng)來(lái)實(shí)現(xiàn)，作為測(cè)控系統(tǒng)不可缺少的部分，數(shù)據(jù)采集的性能特點(diǎn)直接影響到整個(gè)系統(tǒng)。本次設(shè)計(jì)的高精度多路數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)采用51系列單片機(jī)作為MCU板的核心控制元件，利用MAX197構(gòu)成的采樣電路進(jìn)行精確采樣。通過(guò)按鍵及LCD顯示器實(shí)現(xiàn)多機(jī)多通道數(shù)據(jù)采集及顯示。 技術(shù)指標(biāo)：該系統(tǒng)采樣芯片采用由Maxim公司生產(chǎn)具有12位測(cè)量精度的高速A/D轉(zhuǎn)換芯片MAX197。此芯片采用逐次逼近工作方式。只需單一電源供電，100 kb/s采樣率，其轉(zhuǎn)換時(shí)間只有6μs，1/2 LSB的線性度，可用軟件選擇的輸入量程（±10 V，±5 V，0 ~10 V，0 ~ 5 V）。 技術(shù)關(guān)鍵：三態(tài)數(shù)據(jù)I/O口用作8位數(shù)據(jù)總線，其并行輸出口與單片機(jī)接口，在中高速數(shù)據(jù)采集中得到廣泛應(yīng)用。 創(chuàng)新點(diǎn)：構(gòu)建高精度數(shù)據(jù)采集模塊。實(shí)現(xiàn)快速傳輸、處理、響應(yīng)功能。
科學(xué)性、先進(jìn)性
- 該系統(tǒng)采用由ATMEL公司生產(chǎn)的AT89C51單片機(jī)，它是在8051的基礎(chǔ)上增強(qiáng)了一些特性，如時(shí)鐘，更優(yōu)秀的是由Flash（程序存儲(chǔ)器的內(nèi)容至少可以改寫(xiě)1000次）存儲(chǔ)器取帶了原來(lái)的ROM（一次性寫(xiě)入），低功耗、功能強(qiáng)大具有集程度高、處理功能強(qiáng)、可靠性好、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、價(jià)格低廉、易于使用等優(yōu)點(diǎn)。使得系統(tǒng)硬件電路得以簡(jiǎn)化。 采用2塊MAX197芯片可實(shí)現(xiàn)對(duì)16位模擬信號(hào)的采集，采集精度較高，可滿足一般場(chǎng)合的應(yīng)用。其轉(zhuǎn)換速度快，價(jià)格低廉，可以直接將直流電壓轉(zhuǎn)換為計(jì)算機(jī)可以處理數(shù)字量?？紤]到本系統(tǒng)是采用5伏電池供電，選用了低功耗的LCD顯示器件，以滿足其在終端顯示采集結(jié)果的需求。 通過(guò)蜂鳴來(lái)判斷具體采集到的信號(hào)所在信道。
獲獎(jiǎng)情況及鑒定結(jié)果
- 無(wú)
作品所處階段
- 中試階段
技術(shù)轉(zhuǎn)讓方式
- 無(wú)
作品可展示的形式
- 實(shí)物、產(chǎn)品
使用說(shuō)明,技術(shù)特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì),適應(yīng)范圍,推廣前景的技術(shù)性說(shuō)明,市場(chǎng)分析,經(jīng)濟(jì)效益預(yù)測(cè)
- 對(duì)于一般的工、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)以及居民生活等對(duì)數(shù)據(jù)精度要求高的場(chǎng)所，具有很好的性能表現(xiàn)，其優(yōu)秀的性價(jià)比具有很好的普及潛力。體積小、操作方便、功能選擇性強(qiáng)、性能穩(wěn)定等特點(diǎn)使其具有較高的應(yīng)用和推廣價(jià)值。同時(shí)易于現(xiàn)場(chǎng)安裝、連線與調(diào)試。其次，無(wú)論是單片機(jī)還是數(shù)據(jù)采集芯片都采用的目前應(yīng)用領(lǐng)域主流的產(chǎn)品，使該系統(tǒng)具有良好的擴(kuò)展能力，通過(guò)增加通訊串口可以實(shí)現(xiàn)與PC的數(shù)據(jù)通訊和交換，這對(duì)于數(shù)據(jù)的分析和研究等的深層開(kāi)發(fā)提供了便利；當(dāng)然，對(duì)于實(shí)際中的需要，還增加了語(yǔ)音輸出模塊，實(shí)現(xiàn)報(bào)警功能！同時(shí)也可加上不同的傳感器以滿足對(duì)不同信號(hào)的采集。
同類課題研究水平概述
- 高精度多路數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)采用2塊MAX197芯片可實(shí)現(xiàn)對(duì)16位模擬信號(hào)的采集同類產(chǎn)品相比，采集數(shù)據(jù)、采集精度都有超越，廣泛應(yīng)用于工農(nóng)業(yè)等需要監(jiān)控電信號(hào)如電壓、電流等和非電信號(hào)如溫度、濕度、壓力、聲音、光等以及混合信號(hào)的場(chǎng)合，可滿足一般場(chǎng)合的應(yīng)用。MAX197芯片有100 kb/s采樣率，轉(zhuǎn)換時(shí)間只有6μs，1/2 LSB的線性度，其轉(zhuǎn)換速度快，價(jià)格低廉，可以直接將直流電壓轉(zhuǎn)換為計(jì)算機(jī)可以處理數(shù)字量，通過(guò)模數(shù)轉(zhuǎn)換，可以將非電量信號(hào)轉(zhuǎn)化為電量信號(hào)，間接對(duì)非電量信號(hào)進(jìn)行測(cè)量。同時(shí)本系統(tǒng)是采用5伏電池供電，選用了低功耗的LCD顯示器件，可以滿足其在終端顯示采集結(jié)果的需求。對(duì)于國(guó)內(nèi)外同類產(chǎn)品系統(tǒng)功耗比較大、集成度不夠高，而本系統(tǒng)具有集程度高、處理功能強(qiáng)、可靠性好、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、價(jià)格低廉、易于使用等優(yōu)點(diǎn)。使得系統(tǒng)硬件電路得以簡(jiǎn)化可以被廣泛應(yīng)用到實(shí)際生產(chǎn)之中。
