数据采集培训

数据采集技术数据采集系统的结构原理数据采集系统的控制结构原理数据采集系统的主要构件数据采集数据采集技术数据采集系统的应用典型的数据采集系统结构模拟信号的数字化数据采集技术是信息科学的重要分支之一，它研究信息数据的采集、存储、处理、控制等问题。是以传感器、信号的测量与处理、微型计算机等高技术为基础而形成的一门综合应用技术。传感器信号处理ADCDAC计算机显示检测预处理转换调理界面数字量模拟量信号处理模拟世界数据采集系统和外部模拟世界的关系典型数据采集系统结构图MUX/SHA延迟编程与时钟缓冲器DACDAC微机接口电路数据缓冲微机系统ADCMUXV1V2…VnIASHADAC转换器地址逻辑缓冲器控制数据数据控制微机总线模拟地数据采集器模拟量输出……数据采集器微机接口电路DAC转换器应用软件模拟信号数字化研究模拟量处理的意义模拟量的量化和编码：四舍五入，采样频率的选择孔径时间：数字化方式选择：实时采样和等效时间采样返回数据采集系统的结构原理数据采集系统的分类数据采集系统的结构形式传感器放大器滤波器模拟多路切换器采样与保持时间程序A/D转换器控制计算机数据总线其它模拟通道数据收集系统（输入）计算机数据总线缓冲锁存器缓冲锁存器D/A转换器D/A转换器执行器执行器过程参数译码与控制控制过程参数数据分配系统（输出）按功能：（1）数据收集：模拟信号、数字信号的输入（2）数据分配：模拟、数字信号的输出数据采集系统分类：按适应环境：（1）隔离型与非隔离型（2）集中式与分布式（3）高速、中速和低速型按控制功能：智能化与非智能化数据采集系统按模拟信号性质：（1）电压信号和电流信号（2）高电平信号和低电平信号（3）单端输入SE和差动输入DE（4）单极性和双极性按信号通道结构方式：单通道与多通道式基本结构和配置：单通道模拟量输入系统结构高电平单端输入分时多通道收集结构低电平差动输入分时多路收集结构伪同步多通道收集结构同步多通道收集结构A、数据收集系统B、数据分配系统数据分配分时转换结构数据分配同步转换结构分时转换多通道模拟分配结构单通道模拟量输入系统结构

高电平单端输入分时多通道收集结构

低电平差动输入分时多路收集结构

伪同步多通道收集结构

同步多通道收集结构

数据分配分时转换结构

数据分配同步转换结构

分时转换多通道模拟分配结构a

分时转换多通道模拟分配结构b

分时转换多通道模拟分配结构c返回数据采集系统的控制结构原理接口寻址技术数据采集的时序控制方法接口寻址技术I/O专用编址技术接口寻址技术

存贮器统一编址时序控制法1——硬件定时法顺序控制数据采集硬件定时法－－顺序控制数据采集

采集交换子结构原理图时序控制法2——程序控制通道I/O传 送（PIO结构）查询方式查询方式

流程图中断方式多次中断

流程图多次中断、单次中断时标图时序控制法3——DMA(直接存储器存取)DMA法时标图DMA数采系统结构时序控制法4——帧格式结构信号帧格式固定帧格式结构与可变帧格式结构顺序采集交换子程序采集交换子编帧处理练习参数代号数量最高频率分量信号采样频率编帧处理F18400Hz2000Hz主帧H4100Hz500Hz副帧B4125Hz125Hz次帧典型程控数采系统远控采集单元结构时序控制法5——PIO与DMA复合结构返回数据采集系统的主要构件模拟多路转换器采样保持器A/D转换器D/A转换器模拟多路转换器——AD7501结构、引脚、真值表采样保持器采保电路原理图LF398和A/D应用图S/H级联电路A/D转换器性能指标：分辨率、转换时间、转换误差A/D性能与类型：转换方式优点缺点主要用途

单积分型

廉价线性度好精度与稳定性取决于时钟速率和电容元件速度较低采样时间不定

廉价的仪器仪表

双积分型线性度好易自动调零分辨率高与元件精度无关与时钟速度无关

速度较低

普通用途的数字仪器仪表

逐次逼近型速度较快精度、分辨率较高价格适中功耗适中精度与分辨率取决于权电阻及其稳定性动态信号要有S/H电路分析仪器医疗仪器音频的数字化

计数型可连续跟踪输入信号可提供正、负峰的信号可提供输入信号的变化

信息的带宽受限制

伺服跟踪系统

并行比较型

高速线性度尚好元件数随分辨率要求的提高成倍增加功耗大实际分辨率受元件的限制

信号的瞬态变化视频信号数字化A/D芯片与微机接口技术数据输出与引脚的连接A/D转换的启动方式转换结束信号的处理方法时钟连接参考电平的连接数据输出与引脚的连接CECSR/A0功能100×012位转换100×18位转换101接＋5V×输出数据格式为并行12位101接地0输出数据是8位最高有效位（由20～27脚输出）101接地1输出数据是4位最低有效位（由16～19脚输出）加4位“0”（由20～23脚输出）单极性模拟输入双极性模拟输入A/D574与8031的接口启动控制逻辑电路D/A转换器性能指标：分辨率、精度、转换时间类型:按输入量分为无数据锁存D/A

有单数据锁存D/A

有双数据锁存D/A

按输出模拟量分电压输出、电流输出电压输出、电流输出电流输出连成电压输出反相输出Vout＝－iR同相输出Vout＝iR(1+R1/R2)双极性输出(内部有反馈电阻RFB的