基于单片机AT89C52的数据采集系统

研究与应用 化工自动化及仪表，2010，37(3)：110—112 ControlandInstrumentsinChemicallndust匆 基于单片机AT89C52的数据采集系统 张燕红，郑仲桥 (常州工学院电子信息与电气工程学院，江苏常州213002) 摘要：介绍由AT89C52、RAM、AD574、电源电路、模拟量输入采集处理等模块组成的数据采集系统。应用 12位高精度并行A／D转换芯片AD574和八通道故障保护模拟开关实现八路教据采集且利用串行实时时钟芯片 记录数据出现时间。该数据采集系统适用各种现场自动化监测及控制，具有性能稳定、可靠性高、响应速度快等 优点。 关键词：数据采集系统；单片机；模拟量；开关量 中图分类号：TP274文献标识码：A文章编号：1000-3932(2010)03-0110-03 1引 言 基于单片机的数据采集和处理系统是单片机应 用领域中使用最多的一类系统，主要是实时采集外 界非电量参数，也可以直接采集代表某些状态特性 的开关量。单片机系统对采集到的这些信号进行数 据处理，并根据用户的要求，将处理后的数据送到显 示设备进行显示，也可通过串行口送给其它计算机， 或者通过数／模转换器变换成模拟信号控制外部设 备，输出的开关量也可直接用于控制目的¨1。本文 所介绍的数据采集系统具有性能稳定、可靠性高、响 应速度快等优点，还可以方便地接入几种控制系统 中。 2系统总体 方案 气瓶 现场处置方案 .pdf气瓶 现场处置方案 .doc见习基地管理方案.doc关于群访事件的化解方案建筑工地扬尘治理专项方案下载 设计 根据整个系统的实际工作原理和应用，整个系 统由以下几个重要模块组成：CPU、RAM、AD574、电 源电路、模拟量输入采集处理模块等。其系统框图 如图l所示。 瓣爿戮惰输出．一篓篓嚣n拎制anl‘，1 IU源 模块 矧塑卜谗莲鞋 图1系统框图 3硬件设计 本系统采用AT89C52单片机作为中心控制单 元，应用12位高精度并行A／D转换芯片AD574和 八通道故障保护模拟开关实现八路数据采集；不仅 记录采集的数据，而且利用串行实时时钟芯片记录 数据出现的时间，有利于用户准确了解和把握生产 过程的状态；与上位机进行通讯，将采样数据和采样 时间存储在上位机文件中，便于数据的查询和分析， 给工业过程的长期运行和检查带来了很大的方 便旧1。下面主要介绍几个重要模块的硬件电路设 计。 3．1单片机控制模块 本数据采集系统采用ATMEL公司生产的 AT89C52，其控制电路如图2所示。 3．2模拟输入采集与A／D转换模块 模拟输入量的采集通过A／D转换器AD574 完成，如图3所示。AD574是12位逐次比较型A／ D转换器，内部包含有与微型计算机接口的逻辑 电路，可以很方便地与多种微型计算机系统相连， AD574内部具有参考电压源和时钟电路，给用户 提供了方便。再加上其转换速度快只有25“s，具 有良好的性能价格比等优点，使得AD574成为目 前在国内外应用较多的器件之一。AD574采用逐 次比较方式完成转换。当逻辑控制电路接到转换 指令时，立刻启动时钟电路，同时将逐次比较寄存 器SAR清0。这时输入信号首先同A／D转换器的 最高位输出的电压相比较。判断取舍，然后在时 钟的控制下，按顺序进行逐次比较，一直到A／D转 换器输出的数码都被确定，SAR向逻辑控制电路 送回结束信号时转换结束，时钟脉冲使输出状态 变低。当外部加入读数据指令时，逻辑控制电路 可以发出指令读出数据p’4J。 收稿日期：2009—12-22(修改稿) 基金项目：常州工学院自然科学项目(YN06061) 料虱囹翮 万方数据 第3期 张燕红等．基于单片机A1陷9C52的数据采集系统 +5V 一卜工 oflv．F J VI)I) SClK Ⅳf’ RSI’ 8 7 4 HTl380 VCC j6 广每禹[_———{忌——面 4 30pF吉I业吲 30pF PID IJl．1 P12 l’13 I’I-4 P15 Pl五 J’1．7 +5V +5V 0．JwFJ ÷o．1p’ VCC H10 ml IⅥ2 In3 I’04 H)5 m^ I仆S}丌1117 I】3D E^ IJ3．1 A址Ⅵ1{(X： 1"32 I§卜．、 lq3 I】27 P3_4 I’2^ I弓5 I’25 113j6，WRP24 I】=lM{I)P23 ×IAl2 P22 YlHI。l I’2l 、蝌I】2』) Arr89C52 +5V 31皇旦Q Z 38^nl3 35^IJ4 2 ll】 2D 3D 41) 5D 61) 7D 8D 【： OC 基IO >2Q 9 AO 8 ^1 4 a5 3 A6 10l74HC573 图2控制电路图 0⋯15 0 l +5V 24 陬丽弧t兰V，，。 S7I'S27 —■飞雪3整12铡 26 25 24 厂逦 司) ； E DB72，22 NAND上 8：：2n_T1'能芸： 2l +15V脬．蔻黼熏 20l9l8 i百尸lN川l叫¨’仃：h： l 7 16 ““、INLo14搽捕D揣15 AD574 图3模拟输入采集与A／D转换模块 其数据的转换程序如下所示： 0RG0000H MOVRo，踟H；数据氏首址 MOVDPTR．弹OFFF8H MO、Ⅸ@DPrR，A；启动A／D转换 LOOP：JBP3．0，LOOP；转换是否结束，未结束，等待 MOVxA，@DP豫；读高8位数据 MOV@聃，A；存高8位数据 INCRO lNCDPrR MOVxA，@DfrT’R；读低4位数据 ANLA，绚FH；屏蔽高4位 MOV@肋，A；存低4位数据 END 3．3通信模块 数据采集系统在数据通信时通过隔离器件 6N135与计算机进行通信，串口通信标准选用RS一 232通信协议。 在接口电路中还采用了高速光耦器件6N135。 高速耦合6N135是日本东芝公司生产的具有优良 特性的光电耦合器件，内封装一个高度红外放光管 o．1时 Q9 蹦 蹭 Q4 Q3 Q2 Q1 Q0 23 22 2上 2() 上旦 l 8 17 而 l5 ¨，^SH SI{、、1 I硷l2887 1)()245 匹1524 (；AL22V10 (：I．7109 和光敏三极管。它具有体积小、寿命长、抗干扰性 强、隔离高电压、高速度、与TTL逻辑电平兼容等优 点。该器件广泛用于线路隔离、开关电路、数／模转 换、逻辑电路、长线传输、过流保护、高压控制、电平 匹配以及线性放大等方面。 3．4电源模块 本系统中采用常用的稳压器7805来实现+5V 的稳压电源。其电路图如图4所示。 2 7805 图4电源电路图 4软件设计 数据采集系统的软件包括主程序和数据采集、 数据处理、对象控制等一系列子程序。这里主要介 绍通信模块子程序。 单片机采用中断方式发送和接受数据，当某台 奠)A(I东v丌 o●2345 6 7 89m¨一。 加叩钟叩W跚 蒸一 万方数据 ·l12· 化工自动化及仪表 第37卷 单片机与PC机发出的地址码一致时就发出应答信 号给PC机。某一时刻PC机只与一台单片机传输 数据。单片机与PC机沟通联络后，先接受数据，再 定时器卡U始化J 设置波特率l I 书{ill仞始化I I l设骨发送币"接受指针 (a)主程序 将机内数据发往PC机。 通信模块的功能通过设计的程序实现，本程序 分为主程序和中断服务程序两部分。如图5所示。 人【l 磊 址或数 否结求 回送OOH 接受数据二[ 发送数据 返回 (b)中断程序 图5通信模块流程图 5结束语 数据采集是获取信息的主要手段，数据采集技 术是信息科学的主要组成部分，它是以传感器技术、 信号检测与处理、电子电路学、计算机控制技术等方 面技术为基础而形成的一个综合应用技术学科，目 前各种各样的数据采集系统已得到广泛应用，新型 数据采集系统仍不断涌现。并且随着科学技术的发 展，尤其是计算机技术的发展与普及，数据采集技 术将有更为广阔的发展lii『景p1。 参考文献： 尤佳宁，方禹之，刘中元．用AVRMEGAl6单片机控制实现 的数据采集系统[J]．化工自动化及仪表，2006，33(3)：35 —38． 冯建华。等．单片机应用系统设计与产品开发[M]．北京：人 民邮电出版社，2004． 李中华．一种远程数据采集模块的设计[J]．化工自动化及 仪表，2003，30(2)：48—53． 何立民．单片机应用系统设计[M]．北京：北京航空航天大 学出版社，1990． 朱晓荣，周东辉．一种实用的分布式数据采集和控制系统 【J]．电子产晶世界，2003，(8)：34—36． DataCollectingSystemBasedonSCMAT89C52 ZHANGYah·hong，ZHENGZhong-qiao (SchoolofElectronicInformation&ElectricEngineering，ChangzhouInstituteofTechnology， Changzhou213002，China) Abstract：ThedataacquisitionsystemWaSintroducedwhichw鹅composedofAT89C52，RAM，AD574，powercir- cuit，analogquantityinputacquisitionmodule，etc．The8waysdataacquisitionsystemwasrealizedbyusing12bits high—precisionparallelA／DconverterchipAD574and8-channelfaultprotectionanalogswitch．Theserialreal-time clockchipwasusedtorecordthetimethatdataappeared．Thedataacquisitionsystemissuitableforavarietyofon— siteautomaticmonitoringandcontrol，withstableperformance，highreliability，fastresponseandSOon． Keywords：dataacquisitionsystem；SCM；analogquantity；switchquantity ·简讯· 艾默生和壳牌公司签署多年关于技术和服务的全球框架协议 美国德克萨斯州奥斯丁市(2010年2月10日)一艾默生公司(股票代码：EMR)所属业务部艾默生过程管理宣布与壳牌公 司签署一项为期5年的全球性框架协议，作为主要自动化承包商(MAC)为壳牌未来全球的新建项目提供服务。 基于此协议。艾默生将为主要自动化系统(MAS)提供工程和支持服务：包括分布式控制系统(DCS)和安全设备系统。该合 同包括为现有系统提供持续维护，并向改造工厂和新建工厂提供新系统。 壳牌公司拥有将MAC战略应用于下游业务的多年 经验 班主任工作经验交流宣传工作经验交流材料优秀班主任经验交流小学课改经验典型材料房地产总经理管理经验 ，并一直在扩展MAC概念，进而建立以此为中心的涉及整个企业的 自动化战略。 “全球框架协议标志着壳牌公司拥有一个新的完整解决方案。”壳牌上游投资组合经理NickCurley说，“它是长期的、复杂 的、协作的、达成双方重要价值的基于绩效关系的协议。在未来全球关键性的工程中，我们将持续关注并超越这种 方法 快递客服问题件处理详细方法山木方法pdf计算方法pdf华与华方法下载八字理论方法下载 。” 1J 1j 1J n 口 p M 峰 万方数据 基于单片机AT89C52的数据采集系统 作者： 张燕红， 郑仲桥， ZHANG Yan-hong， ZHENG Zhong-qiao 作者单位： 常州工学院,电子信息与电气工程学院,江苏,常州,213002 刊名： 化工自动化及仪表 英文刊名： CONTROL AND INSTRUMENTS IN CHEMICAL INDUSTRY 年，卷(期)： 2010，37(3) 被引用次数： 0次 参考文献(5条) 1.尤佳宁.方禹之.刘中元 用AVRMEGA16单片机控制实现的数据采集系统[期刊论文]-化工自动化及仪表 2006(3) 2.冯建华 单片机应用系统设计与产品开发 2004 3.李中华 一种远程数据采集模块的设计[期刊论文]-化工自动化及仪表 2003(2) 4.何立民 单片机应用系统设计 1990 5.朱晓荣.周东辉 一种实用的分布式数据采集和控制系统[期刊论文]-电子产品世界 2003(8) 相似文献(10条) 1.期刊论文 叶洪海.李丽敏.YE Hong-hai.LI Li-min 基于单片机的多路数据采集系统的设计与实现 -佳木斯大学 学报（自然科学版）2008,26(4) 本数据采集系统是基于单片机AT89S52为控制核心的数据采集系统,该数据采集系统具有电路简单、功耗低、可靠性高等优点,能实现对多路模拟通道 信号的数据采集与处理,并将采集的数据送LED显示器显示等功能.另外,该系统可作信号发生器使用产生频率为1kHz的方波测试信号. 2.学位论文 欧全梅 基于单片机的多通道数据采集系统 2006 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 快递公司问题件快递公司问题件货款处理关于圆的周长面积重点题型关于解方程组的题及答案关于南海问题 。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PC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PC机之间的通 信，实现数据的传送并将数据在Pc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PC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RS485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A/D转换为数字信号后由单片机 采集，然后利用单片机与PC机的通信将数据送到PC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。 3.期刊论文 彭文广.张秀红 浅谈基于单片机的数据采集系统 -黑龙江科技信息2010,""(14) 随着科学技术的发展,数据采集技术被普遍认为是现代科学研究和技术发展的一个重要课题,它在工业测控以及试验室研究方面的应用非常广泛.一方 面,数据采集系统向着高精度、高速度、稳定可靠和集成化的方向发展;另一方面,数据采集系统也向着实时系统方向发展,特别是逻辑和时序要求比较高 的系统.本文设计了一款基于串口的数据采集系统,包括上位机软件与下位机的硬件电路.其适用于中小规模的数据采集任务与后期的数据处理. 4.期刊论文 芦艳.裴东.梁西银.吕恩胜.LU Yan.PEI Dong.LIANG Xi-yin.L(U) En-sheng 基于PIC单片机的多路数 据采集系统 -西北师范大学学报（自然科学版）2008,44(6) 提出了一种以PIC16F877单片机作为核心器件的多路数据采集系统的设计和实现方法.该系统利用PIC单片机自身具有的8路10位A/D转换模块及多种输 入输出端口,以最小的硬件开销,实现了对8路数据的循环采集、固定通道采集、实时处理及显示的功能.具有电路简单、精度高、功耗低、抗干扰能力强 、通用性强的特点. 5.学位论文 范章华 基于USB总线接口的便携式数据采集系统研制 2005 本论文以基于通用串行总线(USB)的数据采集系统的研制过程为主要内容，阐述了利用Philips公司的PDIUSBD12芯片与Atmel公司的AT89S52单片机等 芯片组成一套数据采集系统的设计方案、开发方法和开发过程，并给出了具体的实现方案。 论文简要介绍了USB总线、WDM驱动程序的相关理论内容，详细的阐述了数据采集系统硬件的设计过程、固件程序的实现、驱动程序的设计方法和用 户程序的实现。 硬件设计部分详细介绍了数据采集模块和USB接口通信模块的设计。在数据采集模块给出了AD转换电路以及利用高速FIFO存储电路实现数据采集模块 与USB接口通信模块高速数据共享的方法；在USB接口通信模块中给出MSC51系列单片机与Philips公司的PDIUSBD12芯片协同工作方法。 软件设计部分主要介绍了该数据采集系统所包含的单片机固件程序、计算机驱动程序、应用程序三大部分。单片机固件程序主要实现解析来自主机 的命令、实现数据采集、依据USB协议来完成对采集数据的打包并将采集数据送至主机的功能；驱动程序作为底层硬件与应用程序之间的桥梁，采用 WDM模型，以IRP作为消息传播的载体，以DriverStudio作为开发工具，来实现与Windows系统底层核心机制交互的功能。本设计还应用VC6.0编写了一个 能与USB数据采集卡进行通信的应用程序，应用程序虽然界面简单，但可以完成对数据采集卡的基本操作，比如采集数据显示，保存等，在功能上还可以 进一步拓展。 6.期刊论文 毛剑琳.伍星.Mao Jianlin.Wu Xing 单片机数据采集系统与TMS32OC31通信技术的研究 -振动、测试与 诊断2000,28(Z1) 本文就硬件构成原理和软件设计方法,介绍了DSP芯片与基于传统单片机的数据采集系统通信的技术.实践表明,由此方法设计的硬件简洁明了,且系统 具有很好的灵活性和可扩展性,此方法有很强的实用价值. 7.学位论文 吴来杰 热熔钻进实验数据采集系统的研制与应用 2006 在新的世纪里，随着人类生产与生活领域的不断扩大，尤其是随着大洋钻探、大陆科学钻探、极地冰层钻探和海湖沉积钻探等计划的开展，以及地 质灾害防治和市政基础建设工程的需要，为解决各种复杂条件下钻进工程技术的难题，促进着现代钻探技术与方法的发展，并由此产生了包括热力钻进 法、热熔岩石钻进法、超高频电加热机械切削组合钻进法以及激光钻进法等在内的一些非传统钻进方法。 其中，热熔法作为一种新型的非传统的钻进方法，由于具有一些特有的优点，如不需要复杂的机械设备、钻进方法具有普遍适用性、在钻进过程中 岩石被熔化使孔壁加固而不必使用套管、应用方便而不污染环境等，因此具有广泛的应用前景。目前世界上一些国家包括俄罗斯、美国、日本等正在积 极开展相关的研究，但从总体上说，当前热熔钻进技术的应用还处于试验阶段，人们对热熔钻进法的理论研究还有待于全面深入，有关热熔钻进的工艺 方法与钻具材料还需要在实践中进行探索。热熔法作为一种新型的钻进技术，要进行推广应用还需要解决一系列的技术问题，因此对其进行全面深入的 研究是必要的，尤其是要重点研究热熔作用机理、热熔钻头材料与结构、热熔钻进效率影响因素、固孔用易熔胶结材料等。热熔钻进实验台作为开展热 熔法钻进技术研究的实验工作平台，用于模拟热熔法钻进的过程，研究热熔钻进的机理与规律，目前开展热熔钻进实验研究的手段还是比较简单与原始 的，主要是通过手工的方式来改变有关实验参数(如工作电流、钻压等)，然后再测量另外一些参数的变化(如钻进进尺、熔体温度等)，由于没有专用的 仪器，实验过程中参数的调节与检测都是采用手工操作的方式，同时受仪器功能的制约，难以同时且连续地获得多项测试数据，大量数据的记录与整理 工作也是用手工完成的，因此实验的过程繁琐而重复，工作效率不高，测试数据的获取缺少实时性，不能获得实验过程中动态变化的数据和曲线，实验 测试过程缺少自动化与信息化的特性，不利于深入开展热熔法钻进理论的研究。因此，从开展热熔法钻进技术研究的需要出发，研制一套热熔钻进实验 数据采集系统是很有必要的，它对提高研究水平具有重要的意义，作为热熔钻进技术实验室建设的一个重要组成部分，也是一项紧迫的、需要优先完成 的工作。 　　论文的选题面向热熔钻进技术这一前沿性课题，并从热熔钻进实验的需要出发，目标在于研究并开发制作出一套热熔钻进实验数据采集系统，用于 在热熔钻进实验过程中调控相关的实验参数(包括热熔钻头的工作电流、钻压等)，然后实时采集钻进过程中热熔钻头的温度、电功率消耗、钻进进尺以 及钻头周围温度场的分布等参数，利用数据采集系统所获得的测试数据，可以研究热熔钻进的过程和机理，分析热熔钻进的效率及影响因素，绘制相应 的关系曲线，为深入研究热熔钻进技术提供可靠的依据。热熔钻进实验数据采集系统可以克服手工操作实验的不足，获取实验过程中的一系列动态曲线 ，实现热熔钻进实验过程的检测自动化与信息化。 　　论文共分七章。第一章介绍了热熔钻进技术的发展应用情况和研究现状，并在此基础上论述了选题的目的及意义，指出研制热熔钻进实验数据采集 系统，对开展热熔法钻进技术的研究具有重要的作用，可以提供一种高效而先进的实验手段，实现热熔钻进实验过程的检测自动化与信息化。 　　第二章在介绍热熔钻进实验台功能和组成的基础上，根据热熔钻进实验的需要，论述了热熔钻进实验数据采集系统应满足的要求，进一步明确了系 统研制的目标与任务，在此基础上确定了系统采用上下位机式的总体方案，说明了系统的组成及各部分的功能。 　　第三章下位机子系统设计，是论文工作的重要内容之一。本章详细讨论了热熔钻进实验过程中有关实验参数的检测原理与方法，并根据测试的需要 合理选择传感器的类型，设计相关的信号调理电路。实验中需要检测的参数包括：①热熔钻头温度，选用红外测温仪，量程600～2400℃，测量精度为 18℃；②热熔钻头工作电流，选用霍尔电流传感器，量程0～200A，测量精度为2A；③热熔钻头工作电压，选用霍尔电压传感器，量程0～100V，测量精 度为0．5V：④钻头周围岩(土)体测点温度，提出了一种用软件插值计算来简化硬件补偿电路、获得高精度的温度测量方法，选用接触式热电偶，量程 0～1600℃，测量精度为8℃；⑤钻进进尺，提出了一种大量程、高精度、低成本和高可靠性的位移测量方法，选用增量式光电旋转编码器，进尺量程为- 0.7m～+1.8m，测量精度为0.05mm；⑥钻压，采用油压传感器检测给进腔油压的间接测量方法，钻压的量程为0～48KN，测量误差小于0.24 KN。在确定检 测方法和接口电路的基础上，进行了单片机系统设计，包括系统基本单元、输入单元、输出单元以及数据通讯接口单元等，并确定了实验参数的调节方 法，完成了数据采集系统的机电液接口的设计与制作。 　　第四章上位机软件设计部分，详细说明了上位机软件的各组成部分及其功能，包括串口通讯模块、实验项目模块、数据文件管理模块和实验参数调 整模块。在串口通讯模块中，确定了数据采集周期和上位机数据采集 工作流程 财务工作流程表财务工作流程怎么写财务工作流程图财务工作流程及制度公司财务工作流程 ，说明了在VB开发环境下串口通讯方法；在实验项目模块中，根据热熔钻 进实验的需要划分为热熔钻头测试、热熔钻进实验和温度场测试等三个实验项目模块，论述了从接收到的测试数据中提取与实验项目相关的数据，进行 处理、显示与保存以及绘制实时曲线的方法；在数据文件管理模块中，将各实验项目的测试数据文件自动转换为Excel数据文档，并绘制原始的实验数据 曲线，以便于进一步的数据处理与分析；在实验参数调整模块中，将实验参数调节值(钻头工作电流和钻压)转换为控制代码，由通讯模块发送给下位机 ，从而实现实验过程中的参数调整。 　　第五章讨论了系统的可靠性问题。由于热熔钻进实验室环境条件较为恶劣，现场存在严重的电磁干扰源(直流电源、电机、继电器和电磁阀等)，周 围空气中还含有少量的烟雾和灰尘，各类干扰都有可能通过电源和传输导线等途径窜入数据采集系统中，造成较大的测试误差甚至影响系统的可靠工作 。为此，分别从信号检测、单片机系统和数据通讯等环节采取了一系列有效措施，包括合理配置传输线路、信号多环节滤波处理、单片机系统软硬件抗 干扰设计以及RS-485差分总线串口通讯等，实验证明这些措施有效地提高了系统的抗干扰能力。 　　第六章介绍了数据采集系统的实验应用情况。在热熔钻头测试实验中，通过检测钻头表面的温度、钻头工作电流、工作电压和电功率消耗等参数 ，建立了钻头温度与工作电流(t—I)、钻头温度与功率消耗(t—P)之间的关系曲线，为深入研究热熔钻头的材料、结构等因素与发热效率之间的关系提 供了依据，该实验模块也可用于对直流电源设备作应用 性测试。在热熔钻进实验中，以亚粘土为土样，利用数据采集系统获得了热熔钻进过程中 钻 头工作电流、电功率消耗、钻压、钻进进尺等实时曲线，并由此得到在某些特定条件下 的平均机械钻速数据。在热钻温度场测试实验中，以粉沙土作 为实验土样，检测钻头周围 6个测点的温度值，利用所获得的各测点温度实时曲线，建立了在粉沙土热钻条件下关于 温度场分布规律的“温度——距 离”关系曲线。 　　第七章对论文的研究工作进行了总结，并提出了实验室下一步研究工作的建议。研制热熔钻进实验数据采集系统，作为一项创新与探索性的研究工 作，涉及机械、电子以及地质工程等诸多学科领域，在论文研究中能够综合应用相关学科的理论知识，并在系统构架、实验参数检测方法以及测试数据 处理软件等方面有以下技术创新点：①对钻进进尺的检测，提出了一种大量程、高精度、低成本和高可靠性的测量方法；②对多路热电偶的实时测温 ，提出了一种用软件插值计算来简化硬件补偿电路，获得高精度的温度测量方法；③合理采用上下位机式系统构架，通过完善的数据采集流程和通讯协 议，实现可靠的数据采集工作；④对测试数据的良好管理功能，能够自动生成ExCEL实验数据报表和实时曲线，有利于减小数据后续处理的工作量，提高 实验效率，实现实验结果的可视化。 　　综上所述，论文研究工作从热熔钻进实验研究的需要出发，论述了热熔钻进实验数据采集系统的总体方案，详细说明了有关的测试项目及要求，并 在此基础上合理地选择了各传感器的类型及其工作参数，设计并制作了电气与机械接口，完成了系统软硬件(包括上下位机)的开发与调试，并成功地应 用于热熔钻进的实钻实验。 　　从实验应用的效果看，数据采集系统能够实现预期的功能，符合实验所要求的技术指标，可以满足热钻实验的需要，并且系统的人机界面友好，实 时数据显示直观，操作简单。通过热钻实验同时也证明，数据采集系统可以在实验室较为恶劣的环境条件下可靠地工作。尽管实验现场既有严重的电磁 干扰源，空气中还含有少量的烟尘，但由于合理地采用了电磁场屏蔽、工作电源滤波、信号电缆屏蔽以及系统正确接地等技术措施，并在机箱结构设计 中注意了防静电和防尘等问题，仪器在连续几个小时的实验过程中一直工作良好，所获得的测试数据是连续的、可信的。 　　目前，热熔钻进实验台及数据采集系统已顺利通过学校“211”建设项目的验收。数据采集系统为深入研究热熔钻进技术提供了一种先进的实验手段 ，可以克服手工操作实验方式的不足，获得大量的实时测试数据，实现实验过程的高效率和测试自动化，同时也可实现实验数据管理的高效和共享。热 熔钻进技术实验室的建成，标志着我国拥有了首个设备先进、实验条件齐全，可开展多方面综合研究的热熔钻进技术研究平台，它将为深入研究热熔钻 探技术与方法，发展新型钻探技术，提高我国钻进技术水平发挥重要的作用。 8.会议论文 陈广华 单片机数据采集系统主要参数的设计 1998 该文以具体实例对单片机应用最密切的数据采集部分几个主要参数及相互关系进行设计讨论，并进行具体分析计算和确定。 9.会议论文 刘强生.戴再平 适用于单片机数据采集系统的自适应预测压缩方法 1997 数据采集系统所采集数据，它们间的相关性一般较大，针对这一特点，该文介绍一种应用自适应滤波理论及位图法对数据进行压缩的方法，并以 ８０９８汇编实现。经过测试，对于相关性较大的序列，自适应预测压缩能达到很高的压缩率。 10.学位论文 庄坤领 基于ADuC845数据采集系统的研究与设计 2009 数据采集系统是信号与信息处理系统不可缺少的组成部分，现代微电子技术、计算机技术和通信技术的发展，对数据采集的精度和速度要求也就越 来越高。高速度、高精度数据采集系统的开发受A/D变换器芯片发展水平的限制。目前，国内已有一些开发高速数据采集系统的报导，采样率都基本上达 到了相当高的水平，但分辨率一般都很低，分辨率太低限制了整个信号处理系统的质量，随着A/D变换器芯片产品性能的提高，在保持较高采样率的同时 提高数据采集系统分辨率是当前急需解决的重要课题，研究和设计高速的数据采集系统是本课题的主要任务。 本文研究与设计了一种基于高速SoC单片机ADuC845的数据采集系统，系统充分利用了ADuC845具有多通道高速数据采集特性，用来实现对温度、湿度 、压力等信号的采集和处理功能；ADuC845具有2个独立的高分辨(24位)的△-∑ADC，温漂和失调系数都很小，符合数据采集系统的要求，在理论分析的 基础上，完成了对系统硬件电路和软件流程的设计，并探讨了高速数据采集系统的设计与实现中的若干技术问题。 在文章的开始首先介绍了整个系统设计的流程，其次对数据采集系统做了粗略的介绍，然后介绍了组成系统的芯片选型；本文第三章详细介绍系统 的硬件设计，采用的是模块化的设计思想，最后分析了设计中所遇到的问题和解决办法；第四章介绍了系统的软件设计部分，介绍了一些重要函数的功 能，软件的设计也是采用模块化的思想，对整个系统进行模块化的设计有利于系统的维护、升级和扩展操作，并在本章最后介绍了系统的噪声分析和误 差分析的处理方法。通过系统的性能指标可以看出该系统基本上能够满足高精度实时的数据采集的要求，最后提出了一些关于提高系统性能的方法和今 后从事课题的研究方向。 本文链接：http://d.g.wanfangdata.com.cn/Periodical_hgzdhjyb201003027.aspx 授权使用：石家庄学院(sjzxy)，授权号：ec89659a-2842-4134-b04b-9e34011672f9 下载时间：2010年11月20日