1、数据采集大作业报告 课程名称: 数据采集与智能仪器 姓名: 学号: 专业班级: 数据采集与智能仪器课程考核(大作业) 参考书 赵茂泰 智能仪器原理及应用(第三版) 电子工业出版社程德福 智能仪器(第二版)机械工业出版社第1章 概述本章要求掌握的内容:智能仪器分类、基本结构及特点、智能仪器设计的要点考试题(10分)1 智能仪器设计时采用CPLD/FPGA有哪些优点?第2章 数据采集技术本章要求掌握的内容:数据采集系统的组成结构、模拟信号调理、A/D转换技术、高速数据采集与传输、D/A转换技术、数据采集系统设计考试题(30分)1 设计一个MCS-51单片机控制的程控增益放大器的接口电路。已知输入信
2、号小于10mv,要求当输入信号小于1mv时,增益为1000,而输入信号每增加1mv时,其增益自动减少一倍,直到100mv为止。(15分)评分标准:正确设计硬件电路图(5分);正确编写控制程序(5分);完成仿真调试,实现基本功能(5分);2 运用双口RAM或FIFO存储器对教材中图2-22所示的高速数据采集系统进行改造,画出采集系统电路原理图,简述其工作过程。(15分)评分标准:正确设计硬件电路图(10分);正确描述工作过程(5分);第3章 人机接口 本章要求掌握的内容:键盘;LED、LCD、触摸屏考试题(30分)1 设计8031单片机与液晶显示模块LCM-512-01A的接口电路,画出接口电路
3、图并编写上下滚动显示XXGCXY(6个大写英文字母)的控制程序(包含程序流程图)。评分标准:正确设计硬件电路图(10分);正确画出程序流程图(5分);正确编写控制程序(5分);完成仿真调试(10分)第4章数据通信本章要求掌握的内容:RS232C、RS485串行总线,USB通用串行总线,PTR2000无线数据传输考试题(30分) 1 设计PC机与MCS-51单片机的RS232C数据通信接口电路(单片机端含8位LED显示),编写从PC机键盘输入数字,在单片机的6位LED上左右滚动显示的通信与显示程序。评分标准:正确设计硬件电路图(5分);正确画出程序流程图(5分);正确编写单片机通信程序(5分);
4、在开发系统上运行,实现基本功能(10分);制作实物,实现基本功能,效果良好(5分)。第1章.概述1.智能仪器设计时采用CPLD/FPGA有哪些优点?FPGA/CPLD芯片都是特殊的ASIC芯片,他们除了ASCI的特点值外,还有以下优点:1.随着VLSI工艺的不断提高,FPGA/CPLD的规模也越来越大,所能实现的功能也越来越强。2.FPGA/CPLD的资金投入小,研制开发费用低。3.FPGA/CPLD可反复的编程、擦除、使用或者在外围电路不动的情况下用不同的EPROM就可以实现不同的功能。4.FPGA/CPLD芯片电路的实际周期短。5.FPGA/CPLD软件易学易用,可以使设计人员能集中精力进
5、行电路设计,FPGA/CPLD适合于正向设计,对知识产权保护有利。第2章.数据采集技术1.设计一个MCS-51单片机控制的程控增益放大器的接口电路。已知输入信号小于10mv,要求当输入信号小于1mv时,增益为1000,而输入信号每增加1mv时,其增益自动减少一倍,直到100mv为止。(15分)评分标准:正确设计硬件电路图(5分);正确编写控制程序(5分);完成仿真调试,实现基本功能(5分)。设计与分析: 输入信号大小 放大倍数0-1mv 10001-2mv 5002-3mv 2503-4mv 1254-5mv 62.55-6mv 31.256-7mv 15.6257-8mv 7.812 当输入
6、信号大于7mv时,放大倍数为7.875,达到小于100mv,故该程控放大器可设计为8个档,可用8路模拟开关实现。具体实现过程:将小于10mv的信号通过两级放大器放大500倍,输入ad转换器的信号幅度为0-5v。通过ad转换,程序选择信号不同峰值,控制8路模拟开关的导通,得到不同的放大倍数。1.硬件电路图2.程序 #include #include #define uchar unsigned char #define uint unsigned int sbit cs=P35; sbit wr=P36; sbit rd=P37; sbit A1=P10; sbit B1=P11; sbit C
7、1=P12; uchar ad4; void delay(uchar xms) uchar k,j; for(k=xms;k0;k-) for(j=110;j0;j-); uchar AtranD() /AD转换 /第一次 cs=0; wr=1; _nop_(); wr=0; /wr一段时间0,读取数据; _nop_(); wr=1; delay(1); P0=0xff;/ 读取到P1之前全置1; rd=1; _nop_(); rd=0; _nop_(); ad0=P0; _nop_(); rd=1; _nop_(); /第二次 wr=1; _nop_(); wr=0; _nop_(); wr
8、=1; delay(1); P0=0xff; rd=1; _nop_(); rd=0; _nop_(); ad1=P0; _nop_(); rd=1; _nop_(); /第三次 wr=1; _nop_(); wr=0; _nop_(); wr=1; delay(1); P0=0xff; rd=1; _nop_(); rd=0; _nop_(); ad2=P0; _nop_(); rd=1;while(1) if(ad1ad0&ad1ad2) return ad1; /丢弃第一次 ad0=ad1; ad1=ad2; wr=1; _nop_(); wr=0; _nop_(); wr=1; del
9、ay(1); P0=0xff; rd=1; _nop_(); rd=0; _nop_(); ad2=P0; _nop_(); rd=1; void main() uchar a; a=AtranD(); while(1) wr=1; _nop_(); wr=0; _nop_(); wr=1; delay(1); P0=0xff; rd=1; _nop_(); rd=0; _nop_(); ad3=P0; _nop_(); rd=1; if(ad3a) a=ad3; if(a=25) C1=0; B1=0; A1=0; else if(a=51) C1=0; B1=0; B1=0; A1=1;
10、else if(a=178) C1=1; B1=1; A1=0; else C1=1; B1=1; A1=1; A1=1; else if(a=76) C1=0; B1=1; A1=0; else if(a=102) C1=0; B1=1; A1=1; else if(a=127) C1=1; B1=0; A1=0; else if(a延时清屏显示第二行延时循环。1.硬件电路2.流程图3.程序 #include typedef unsigned char uint8; /typedef unsigned int uint16; sbit RS=P20; sbit RW=P21; sbit EN=P25; sbit BUSY=P07; unsigned char code str1=LUOSHUYU; void delay() uint8 i,j; for(i=0;i255;i+) for(j=0;j111;j+); void wait() P0=0xff; do RS=0; RW=1; EN=0; EN=1; while(BUSY=1); EN=0;
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