计算机控制技术课程设计数据采集系统.pdf

计算机控制技术是现代工业自动化和信息化领域中的核心技术之一，数据采集系统则是计算机控制技术中的重要组成部分。本课程设计旨在让学生深入理解数据采集系统的原理、结构和应用，通过实际操作提升其设计与实现能力。 1. **数据采集系统简介** 数据采集系统（Data Acquisition System，简称DAS）是用于测量、记录和分析物理或工程参数的系统。这些参数可能包括温度、压力、速度、电流等，广泛应用于科研、工业生产、环境监测等多个领域。 1. **数据采集系统的分类** 数据采集系统通常按照硬件配置和功能特性分为模拟式、数字式、混合式以及网络式等类型。模拟式DAS主要处理模拟信号，数字式DAS则以数字信号处理为主，混合式结合两者，而网络式DAS则利用网络通信技术实现远程数据采集。 1. **基本功能** 数据采集系统的核心功能包括信号的采集、转换、存储、显示和传输。其中，信号采集是获取原始信息，转换是将模拟信号转化为数字信号，存储用于保存数据，显示提供实时反馈，传输则涉及数据的远程共享。 1. **结构形式** 数据采集系统通常由传感器、调理电路、A/D转换器、微处理器、存储器、接口和通信模块等构成。传感器负责感知物理量，调理电路对信号进行预处理，A/D转换器完成信号转换，微处理器进行数据处理和控制，存储器保存数据，接口和通信模块实现系统内外的交互。 1. **发展趋势** 随着科技的进步，数据采集系统正向高速、高精度、低功耗、智能化方向发展。同时，无线通信技术的应用使得分布式、远程监控成为可能，物联网技术的融入进一步拓宽了DAS的应用领域。 1. **课程设计内容与要求** 课程设计要求学生了解并掌握DAS的基本原理，设计一个具体的数据采集系统。内容包括硬件选择、系统架构设计、编程实现等，同时需要考虑系统的可靠性和实用性。 2. **总体方案设计** 在方案设计阶段，学生需要确定硬件组成，比如选择8253定时/计数器、ADC0809模数转换器和89C51单片机等核心组件。此外，还需要进行方案论证，比较不同设计方案的优缺点，并确定最终的总体方案。 3. **硬件电路设计及描述** 硬件设计包括各个组件的连接和工作原理介绍，如8253的时序控制、ADC0809的转换过程、89C51的指令系统及I/O操作，以及LED显示部分的驱动电路等。 4. **主程序设计思路** 在软件设计中，主程序需实现对硬件的初始化，设置中断服务程序，处理数据采集、转换和存储，并可能包含通信协议的设计，以确保数据的正确传输和处理。 计算机控制技术课程设计中的数据采集系统项目，涵盖了硬件选型、系统架构、硬件电路设计、软件编程等多个方面，旨在全面锻炼学生的综合技能，使其能够独立设计并实现一个实用的数据采集系统。