大数据采集系统课程设计.doc

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1、DAS课程设计总结题目：数据采集处理和控制系统设计专业班级：电子08—3班学生：谢臣胜学号：08052319指导教师：莉2011年11月1设计题目：温度监测系统•假设现在要在南教楼一楼安装中央空调，考虑环保节能，在各个教室同时安装温度检测系统，检测教室中温度的实时变化，为中央空调的工作提供参考信息。•基于这些需要，南教楼一楼共20个教室，在每个教室中前中后三个位置安装温度传感器，将采集到的温度信息通过信号调理、多路选择、采样保持和模数转换送到监控室的计算机存储并绘制实时温度曲线。2设计要求：•设计温度监测系统的系统框图；•说明各个组成部分需要选用的具体器件；•说明选择的温度传感器的类型或型号

2、，输出的参数围；•说明其他各个组成部分的组成电路或者选用的芯片型号；•在构成系统的过程中，考虑各部分的特性，以误差最小为原则。系统框图温度传感器1信号调理S/H信号调理温度传感器2信号调理计算机A/D::多路模拟开关mux信号调理温度传感器n1、温度传感器：铜热100电阻传感器，测量围是-50度到150度，输出电阻围是78.75欧姆到163.75欧姆。2、信号调理：先用以下电压跟随器将电阻传感器输出的电阻值转化成电压信号。图中的R是指传感器输出的78.75欧姆到163.75欧姆可变电阻。在电压跟随器的同相输入端输入一适合的稳定电流，比如0.1安的电流，这样可将可变电阻值转化为7.875v到1

3、6.375v的电压值。I+-V0RR因为经电压跟随器转化的电压还不是标准电压，所以还需经以下信号调理电路处理，将电压转化成标准电压。3、多路模拟开关：考虑到一共二十个教室，每个教室三个温度传感器，一共六十个温度传感器。所以在多路模拟开关选择中，选择四片16选一多路模拟开关，即芯片CD4067芯片。每个通道的选择用74LS38译码器进行译码选择。（2）说明：输入/输出端子16个：0--15输出/输入端子1个：1脚控制端子4个：A、B、C、D使能端：INH（低有效）真值表DCBAINH选通00000S000010S100100S200110S301000S401010S501100S601110

4、S710000S810010S910100S1010110S1111000S1211010S1311100S1411110S15XXXX1无效4、采样保持器：有上述可知，一共有六十个通道，考虑到教室温度变化不会很快，故采样保持器的采样速率不是要求很高，可以选用串联型S/H。它的结构图和工作原理如下。①当S通（S/H跟踪态）：由于A1输出阻抗RS电阻小®Vi对CH快速充电®，由于A2也是跟随器，使Vo=Vi。②当S断（S/H为保持态）：由于CH无放电回路，输出保持在S断开瞬间的输入上。③由于S断有漏电流、CH本身漏电流、A2的漏电流，流过CH®Vch会微弱变化。5、A/D转换器:采样保持器之后

5、就是A/D转换器了。可以选用A/D0809.它是8位8通道A/D转换器，它的特点是⑴CMOS器件28脚双列直插式封装。⑵分辨率8位。⑶自带8个模拟量输入通道可在程序控制下选择任一通道进行A/D转换。⑷部有三态输出数据锁存器，可直接与微机数据总线相连。3、工作原理⑴进行通道选择当地址锁存允许信号ALE的上升沿到来时，由C、B、A的状态确定选择的通道。ALECBA选道上升沿0001N0上升沿0011N1上升沿0101N2上升沿0111N3上升沿1001N4上升沿1011N5上升沿1101N6上升沿1111N7⑵启动A/D转换用脉冲信号，在其上升沿复位，下降沿开始转换。实际接口时，START可由地

6、址译码器输出脉冲控制其转换。⑶A/D转换结束完成后取数据转换结束标志EOC信号：在转换期间为低电平，转换完成后为高电平。可用CPU查询该信号，或用EOC向CPU申请中断，然后CPU通过发出OE信号读A/D转换的结果。（4)控制软件框图查询式：6、计算机对数据的处理。数据经温度传感器的采集，信号调理电路的处理，S/H的采样保持和A/D的转换后，最终传输到计算机，经计算机的处理进行实时温度曲线的绘制，最后显示出来。同时传送给中央空调的控制系统，实行反馈控制。参考文献：《数据采集系统》，马晓敏，中国石油大学在。《数据采集与处理技术》，马建明，交通大学。