大学本科《数据采集技术》课程之我见

1、 大学本科数据采集技术课程之我见 1 背景 数据采集与处理是电子信息科学的一个重要分支， 是以传感 器、信号的测量与处理、 计算机等先进技术为基础而形成的一门 综合应用技术。 作为获取信息的工具， 数据采集在科学研究和国 民经济的各个领域，如通信、雷达、核电、冶金、航空航天等方 面有着非常重要的地位。 掌握数据采集与处理相关理论与技术对 学生综合运用多学科知识和从事相关领域工作的能力培养具有 重要意义。 数据采集技术 是甘肃农业大学信息科学技术学院针对电 子信息工程专业大三学生开设的一门专业选修课程， 该课程主要 讲述数据采集系统构成， 模拟信号的数字化处理， 模拟多路开关， 测量放大器，采样

2、 /保持器、模/数转换器、数 /模转换器、数据 的接口板卡采集、数字信号的采集、采样数据的预处理等内容。 为了提高教学质量，本文开展数据采集技术仿真实验和 实践教学实验相结合， 以期通过具体的实例， 让学生对数据采集 技术章节有一个更深的认识； 同时， 使学生综合运用所学理论知 识，解决实际问题，能够根据实际需求，设计合适的数据采集系 统，并对采集到的数据进行分析和处理。 2数据采集技术实验教学内容 2.1 模拟多路开关 多路模拟开关由于在 proteus 仿真软件中没有仿真模型， 因 此可以使用实验设备进行实验，采用本人开发的“基于凌阳 SPCE061A勺实验设备”，模拟多路开关型号CIN5

3、01进行实验。 2.2 测量放大器 测量放大器是一种带有精密差动电压增益勺器件。被 ?z 测 勺物理量经过传感器变换成模拟电信号， 往往是很微弱勺微伏级 信号，需要用放大器加以放大。 测量放大器型号AD620是一款低 功耗、廉价勺测量放大器，具有放大倍数 1 到 1000 可调，电压 范围（土 2.3 Vto+18 v）。采用proteus仿真软件，可以进行仿 真实验，这里对模拟信号放大了 10 倍，仿真结果如图 1 所示。 2.3 采样 / 保持器 采样/ 保持器型号 LF398 是一款通用采样 / 保持器，电压范围 在土 5V到18V,由于在proteus中没有采样保持器 LF398的仿

4、真模型，故采用“基于凌阳 SPCE061A勺实验设备”进行实验， LF398与凌阳SPCE061A单片机相连，使用示波器观察 LF398采 样阶段和保持阶段勺波形完成实验。 2.4 模/ 数转换器 模/数转换器芯片 ADC0809 ADC0809是一款8通道8位模/ 数转换器， 没有零点和满量程调整要求， 可以通过 proteus 仿真 软件进行仿真，ADC0809与单片机AT89C51相连，输出结果用LED 数码管显示，仿真结果如图 2 所示。 2.5 数/ 模转换器 数/模转换器芯片DAC0832也可以通过proteus仿真软件 进行仿真实验，仿真时与单片机 AT89C51相连，限于篇幅，

5、这里 不再上图。 2.6 数字信号采集 数字信号采集内容有 8255A, DS18820，RS-232串口实验。 8255A是可编程外围接口芯片，在 proteus中可以与单片机 AT89C51连接进行仿真实验，输出通过 LED数码管显示，仿真结 果如图 3 所示。 DS18820数字式温度传感器，可以通过proteus进行仿真， 采用AT89C51单片机与DS18E20相连，使用数码管显示温度，采 集程序已经有相应的程序直接调用即可，不需要编写采集程序， 这里也不再上图。 串口 RS-232接口可以通过proteus软件进行仿真，使用串 口调试工具和RS-232相配合进行仿真实验，这里也不再上图。 2.7 数字滤波 数字滤波方法有：平均值滤波法、中值滤波法、加权平均滤 波法、惯性滤波法。数字滤波可以通过 proteus 和 keil 软件相 结合，在 keil 中编写滤波方法，然后在 proteus 中显示结果， 也可以采用MATLAB件进行编程，完成数字滤波实验。 3 结束语 本文为提升数据采集技术课程的教学质量，采用仿真实 验教学和实践实验教学相结合，充分发挥学生的主动性和积极 性，让学生在学习理论知识的同时，学习实践知识，使学生理论