版權(quán)說明:本文檔由用戶提供并上傳,收益歸屬內(nèi)容提供方,若內(nèi)容存在侵權(quán),請(qǐng)進(jìn)行舉報(bào)或認(rèn)領(lǐng)
文檔簡(jiǎn)介
精品文檔-下載后可編輯一種應(yīng)用于虛擬示波器的雙通道數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)設(shè)計(jì)-設(shè)計(jì)應(yīng)用0引言
示波器是一種用途十分廣泛的精密電子測(cè)量?jī)x器,在科學(xué)研究領(lǐng)域和實(shí)驗(yàn)室中應(yīng)用廣泛,但目前這類儀器設(shè)計(jì)復(fù)雜,價(jià)格較昂貴。
隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,1986年美國(guó)國(guó)家儀器公司首先提出了虛擬儀器的概念。虛擬儀器是在以PC機(jī)為的硬件平臺(tái)支持下,通過軟件編程來實(shí)現(xiàn)儀器的功能。與傳統(tǒng)的實(shí)體儀器相比。虛擬儀器的特點(diǎn)在于其功能的可重構(gòu)性和應(yīng)用的靈活性,使用者可以通過修改軟件來方便地修改、增減儀器的功能,提高了儀器的使用效率,降低了成本。利用虛擬儀器技術(shù)只需配備必要的數(shù)據(jù)采集硬件,不僅可以實(shí)現(xiàn)傳統(tǒng)示波器的各項(xiàng)功能,而且還具有存儲(chǔ)、回放等特點(diǎn)。
鑒于虛擬示波器的各種優(yōu)點(diǎn)和廣泛用途,研制出性能優(yōu)越的虛擬示波器具有重要的實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)是整個(gè)虛擬示波器的重要組成部分,其性能的優(yōu)劣直接關(guān)系到整個(gè)系統(tǒng)的品質(zhì),所以需要專門為其設(shè)計(jì)高速、高精度的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。
1系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)方案
本數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)如圖1所示。模擬信號(hào)經(jīng)過多路選擇開關(guān)CD4051選通后進(jìn)入信號(hào)調(diào)理電路,先經(jīng)過兩片放大倍數(shù)可自動(dòng)設(shè)定的AD526適當(dāng)放大,然后進(jìn)入采樣保持模塊。采樣保持電路由LF398芯片完成,它的邏輯輸入引腳與AD574的狀態(tài)轉(zhuǎn)換引腳通過一個(gè)非門進(jìn)行連接,這樣就實(shí)現(xiàn)了采樣狀態(tài)與保持狀態(tài)的自動(dòng)轉(zhuǎn)換,無需單片機(jī)進(jìn)行控制。信號(hào)經(jīng)過采樣保持電路后進(jìn)入AD574進(jìn)行模/數(shù)轉(zhuǎn)換,轉(zhuǎn)換后的數(shù)據(jù)存放到高速緩存芯片IDT7202中,單片機(jī)通過查詢緩存器的標(biāo)志位,執(zhí)行向其寫入數(shù)據(jù)或者從中讀出數(shù)據(jù)命令。當(dāng)數(shù)據(jù)存滿時(shí),從IDT7202中讀出數(shù)據(jù)并將它寫入CH372,再通過USB將數(shù)據(jù)上傳至PC機(jī)進(jìn)行相關(guān)調(diào)理與顯示。
1.1信號(hào)調(diào)理電路
為了保證高精度的模/數(shù)轉(zhuǎn)換結(jié)果,要求輸入信號(hào)接近A/D模塊的滿量程值。信號(hào)調(diào)理的作用是使輸入信號(hào)滿足A/D轉(zhuǎn)換器的幅度要求,同時(shí)也擴(kuò)大了輸入信號(hào)的幅度范圍。比如大信號(hào)必須經(jīng)過適當(dāng)?shù)乃p,以免因?yàn)榉冗^大而損壞電路中的元器件或引起信號(hào)失真。而小信號(hào)又需要適當(dāng)?shù)姆糯?,否則采集恢復(fù)后的信號(hào)幅度太小,難以正確的觀測(cè)信號(hào),并且也沒能夠充分利用A/D轉(zhuǎn)換器的分辨率,會(huì)增大A/D轉(zhuǎn)換的誤差。
在本系統(tǒng)中,利用兩片AD526和單片機(jī)AT—mega32設(shè)計(jì)了能夠進(jìn)行自動(dòng)增益控制的放大器。AD526是美國(guó)AD公司生產(chǎn)的一款性能優(yōu)良的軟件可編程放大器,單片AD526的放大倍數(shù)是1,2,4,8和16,兩片AD526級(jí)聯(lián)后可獲得32,64,128和256倍增益。由于輸入模擬信號(hào)幅度大小的差異,有可能要求使用不同的放大倍數(shù)進(jìn)行放大,以滿足線性放大要求,則放大器的放大倍數(shù)需要實(shí)時(shí)控制,AD526能夠滿足這樣的要求,它的放大倍數(shù)隨時(shí)可以由一組數(shù)碼控制。將從CD4501輸入的現(xiàn)場(chǎng)信號(hào)根據(jù)要求自動(dòng)調(diào)整到適合A/D轉(zhuǎn)換的輸入范圍,再啟動(dòng)AD574進(jìn)行轉(zhuǎn)換,能夠有效地保證在低輸入時(shí)的轉(zhuǎn)換精度,擴(kuò)大采集系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)范圍??删幊炭刂圃鲆骐娐啡鐖D2所示。
1.2A/D轉(zhuǎn)換電路
采用Ateml公司的AVR系列單片機(jī)ATmega32與AD574構(gòu)成數(shù)據(jù)采集部分。ATmega32是一款高性能、低功耗的8位AVR微調(diào)理器,先進(jìn)的RISC結(jié)構(gòu),具有32KB的系統(tǒng)內(nèi)可編程FLASH。AD574是美國(guó)AD公司研制的12位逐次逼近型模數(shù)轉(zhuǎn)換器,具有外接元件少、功耗低和精度高等特點(diǎn),它的轉(zhuǎn)換速度為25μs,轉(zhuǎn)換精度為O.05%,輸入的模擬電壓可以是單極性也可以是雙極性,內(nèi)部集成轉(zhuǎn)換時(shí)鐘,可廣泛應(yīng)用在數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)中。由于AD574芯片內(nèi)有三態(tài)輸出緩沖電路,因而可直接與單片機(jī)的數(shù)據(jù)總線相連,而無須附加邏輯接口電路。
在本采集系統(tǒng)中,采用了AD574芯片0~+10V單極性輸入方式,將它的第2引腳直接接地,則可實(shí)現(xiàn)12位高精度轉(zhuǎn)換,轉(zhuǎn)換結(jié)果分兩次輸出。AD574狀態(tài)引腳STS接至單片機(jī)PC口的第3引腳,采用查詢方式讀取轉(zhuǎn)換結(jié)果。當(dāng)R/C=0時(shí),啟動(dòng)A/D轉(zhuǎn)換器進(jìn)行模/數(shù)轉(zhuǎn)換;經(jīng)25μs后STS=1,表明A/D轉(zhuǎn)換結(jié)束,此時(shí)將R/C置1,即從數(shù)據(jù)端讀取數(shù)據(jù),具體控制邏輯如表1所示。AD574與AVR單片機(jī)的接口電路如圖3所示。
2系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)
數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)使用C語言編寫,程序分成若干個(gè)功能相對(duì)獨(dú)立的模塊,包括主程序、增益控制、數(shù)據(jù)采集、USB通信等子模塊,對(duì)各個(gè)子程序分別進(jìn)行單獨(dú)設(shè)計(jì)與調(diào)試,將調(diào)試好的各子程序塊鏈接起來進(jìn)行總體調(diào)試。數(shù)據(jù)采集程序設(shè)計(jì)的流程圖如圖4所示。
3結(jié)語
通過對(duì)該數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)
溫馨提示
- 1. 本站所有資源如無特殊說明,都需要本地電腦安裝OFFICE2007和PDF閱讀器。圖紙軟件為CAD,CAXA,PROE,UG,SolidWorks等.壓縮文件請(qǐng)下載最新的WinRAR軟件解壓。
- 2. 本站的文檔不包含任何第三方提供的附件圖紙等,如果需要附件,請(qǐng)聯(lián)系上傳者。文件的所有權(quán)益歸上傳用戶所有。
- 3. 本站RAR壓縮包中若帶圖紙,網(wǎng)頁內(nèi)容里面會(huì)有圖紙預(yù)覽,若沒有圖紙預(yù)覽就沒有圖紙。
- 4. 未經(jīng)權(quán)益所有人同意不得將文件中的內(nèi)容挪作商業(yè)或盈利用途。
- 5. 人人文庫網(wǎng)僅提供信息存儲(chǔ)空間,僅對(duì)用戶上傳內(nèi)容的表現(xiàn)方式做保護(hù)處理,對(duì)用戶上傳分享的文檔內(nèi)容本身不做任何修改或編輯,并不能對(duì)任何下載內(nèi)容負(fù)責(zé)。
- 6. 下載文件中如有侵權(quán)或不適當(dāng)內(nèi)容,請(qǐng)與我們聯(lián)系,我們立即糾正。
- 7. 本站不保證下載資源的準(zhǔn)確性、安全性和完整性, 同時(shí)也不承擔(dān)用戶因使用這些下載資源對(duì)自己和他人造成任何形式的傷害或損失。
最新文檔
- 2024新教材高中歷史 第五單元 晚清時(shí)期的內(nèi)憂外患與救亡圖存 第17課 列強(qiáng)侵略的加劇教學(xué)設(shè)計(jì)(一)部編版必修中外歷史綱要上
- 七年級(jí)生物上冊(cè) 第五章 物種的多樣性教案 (新版)冀教版
- 信息技術(shù) 我的電腦我作主“使用我的電腦”教學(xué)設(shè)計(jì) 江蘇省宜興市實(shí)驗(yàn)中學(xué) 蔣風(fēng)雷
- 安徽省長(zhǎng)豐縣高中英語 Unit 18 Beauty Lesson 2 Whats your favourite music教案 北師大版選修6
- 八年級(jí)物理上冊(cè) 6.1質(zhì)量備課教案 (新版)新人教版
- 七年級(jí)地理下冊(cè) 第七章 第一節(jié) 我國(guó)四大地理區(qū)域的劃分教案2 中圖版
- 高中化學(xué) 第三冊(cè) 第九章 初識(shí)元素周期律 9.2 元素周期表教學(xué)設(shè)計(jì)2 滬科版
- 400電話合同模板
- 三人合伙經(jīng)營(yíng)公司合同模板
- 食堂進(jìn)貨采購合同模板
- 計(jì)算機(jī)組成與系統(tǒng)結(jié)構(gòu)課后答案(清華大學(xué)出版社-袁春風(fēng)主編)
- 水稻全程機(jī)械化生產(chǎn)技術(shù)課件
- 市場(chǎng)推廣部薪酬福利與績(jī)效考核方案
- 西藏自治區(qū)內(nèi)地西藏初中班招生統(tǒng)一考試試卷數(shù)卷a
- 海思終端芯片ATE技術(shù)手冊(cè)
- 2022年《審計(jì)學(xué)》課程教案
- 《植物生理學(xué)》課件第三章+植物的光合作用
- 幼兒園音樂欣賞活動(dòng)-培訓(xùn)課件
- 國(guó)家開放大學(xué)《西方經(jīng)濟(jì)學(xué)(本)》章節(jié)測(cè)試參考答案
- 第三講現(xiàn)代漢語詞匯的分類及形成
- 三副常用英語 文檔
評(píng)論
0/150
提交評(píng)論