杨毅敏：开题报告.doc

中 北 大 学 毕业设计开题报告 学 生 姓 名： 杨毅敏 学 号： 0606024127 学 院、系： 电子与计算机科学技术学院 专 业： 微电子学 设 计 题 目： 基于单片机的多参数实时采集系统设计 指导教师: 张晓明 2009 年12 月18日 毕 业 设 计 开 题 报 告 1．结合毕业设计情况，根据所查阅的文献资料，撰写2000字左右的文献综述： 文 献 综 述 1 绪论 在冶金、化工、医学、和电器性能测试等许多场合需要同时对多通道快变的模拟信号进行采集、预处理、暂存和向上位机传送、再由上位机进行数据分析和处理，信号波形显示、自动报表生成等处理，这些都需要数据采集系统来完成，但很多数据采集系统存在功能单一、采集通道少、采集速率低、操作复杂、并且对操作环境要求效高等问题。人们需要一种应用范围广、性价比高的数据采集系统。基于单片机的数据采集系统将来自传感器的信号放大、线性化、同步采样保持处理后，输入A/D转换器进行处理，然后通过单片机与PC机的通信将数据送到PC机进行外理，实现处理功能强大、显示直观，性性价比高、应用广泛等特点，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。 课题设计研究的背景和意义 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信号，并送入计算机，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测，其中一些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量。 数据采集系统的市场需求量大，特别是随着技术的发展，可用数据器为核心构成一个小系统,而目前国内生产的主要是数据采集卡，存在无显示功能、无记忆存储功能等问题，其应用有很大的局限性，所以开发高性能的，具有存储功能的数据采集产品具有很大的市场前景。 随着电子技术的迅速发展，，一些高性能的电子芯片不断推出，为我们进行电子系统设计提供的更多的选择和更多的方便，单片机具有体积小、低功耗、使用方便、处理精度高、性价比高等优点，这些都使得越来越广泛的选用单片机作为数据采集系统的核心处理器。一些高性能的A/D转换芯片的出现也为数据采集系统的设计提供了更多的方便，无论是采集精度还是采样速度都比以前有了较大的提高。其中一些知名的大公司如MAXIM公司、TI公司、ADI公司都有推出性能比效突出的A/D转换芯片，这些芯片普通具有低功耗、小尺寸的特点，有些芯片还具有多通道的同步转换功能。这些芯片的出现，不仅因为芯片价格便宜，能够降低系统设计的成本，而且可以取代以前繁琐的设计方法，提高系统的集成度。 国内外的研究现状 数据采集器是目前工业控制中应用效多的一类产品，数据采集器的研究在国内外已经相当成熟，而且数据采集器的种类不断增多，功能越来越强大，主要体现为体积小、功能多样、和使用方便等方面。比如美国FLUKE公司的262XA系列数据采集器是一种小型、便携、操作简单、、使用灵活的数据采集器。它可单独使用又可与计算机连接使用，它具有多种测试功能，多种数据存储功能和控制方式。在国内，由于数据采集技术不断发展，市场上出现各种新型的数据采集器。例如北京凯文斯系统集成系统有限公司E16（单端），可编程增益为1，2，4，8倍，分辨率为十六位，采用率为16位，采样最高频率决定于微机的CPU及处理速度，一般60~80KHZ。国内的数据采集器与国外的数据采集器相比，在技术上仍有一定的差距。目前国内的数据采集器在高精度、高速度、实时数据采集和数据采集器的现场处理能力等方面仍有不足，不能满足运动控制、爆炸检测、医疗设备、快速生产过程和变电站自动化等领域的要求。 4 数据采集系统的组成 4.1数据采集 单片机数据采集电路包括单片机电路、A/D转换电路、按键电路、显示电路、通信电路等。 4.2单片机技术 在信号采集系统中，单片机控制整个系统工作，将采集到的数据传输到上位机，若上位机有反馈信息、指令，单片机收到上位机发来指令后还需对外围设备进行相关的控制。常用的单片机有MSC51系列单片机、PIC系列单片机、AVR系列单片机，各系列单片机都有自己的特点。51系列单机应用非常广泛，有很多电气公司推出了与51单片机兼容的单片机如ATMEL公司的AT89S51、PHILIS公司系列的单片机、Silicon出品的C8051系列单片机。以现在常用的AT89C51为例：AT89C51是一种低功耗、高性能CMOS8位单片机，片内含4Kbytes可编程的Flash只读存储器，器件采用高密度、非易失性存储技术生产，集成有Flash程序存储器，既可在线编程又可用传统的方法编程。PIC单片机采用CISC结构，寄存器组采用RAM结构形式，只需要一个周期就可以完成访问与操作，具有指信令少、指行速度快、低电压、低功耗的优点。AVR单片机