锅炉烟气含量实时监测系统的数据采集与传输毕业设计.docVIP

锅炉烟气含量实时监测系统的数据采集与传输毕业设计 目 录 摘 要 I Abstract II 目 录 - 1 - 第一章 前言 - 1 - 1.课题的研究背景 - 1 - 1.2数据采集技术 - 1 - 1.3数据采集与传输概述及组成 - 2 - 1.4当前国内外数据采集系统的现状 - 3 - 1.5本课题研究的意义与研究内容 - 4 - 第二章 整体方案设计 - 6 - 2.1 具体功能描述 - 6 - 2.2方案设计与论 证 - 6 - 第三章 单元电路分析与计算 - 9 - 3.1 A/D转换电路 - 9 - 3.2单片机核心 - 12 - 3.3单片机功能扩展 - 16 - 3.4 D/A转换电路 - 17 - 3.5复位电路与时钟电路 - 20 - 3.6 整体电路描述 - 21 - 第四章 软件系统设计 - 24 - 4.1数据采集与控制的软件设计原理 - 24 - 4.2原理电路图 - 25 - 4.3系统软件流程 - 25 - 4.4 软件程序 - 29 - 结论 - 58 - 致谢辞 - 59 - 参考文献 - 60 - 附录 - 61 -第一章 前言 1.1课题的研究背景 计算机技术在飞速发展，微机应用日益普及深入，微机在通信自动化、工业自动控制、电子测量、信息管理和信息系统等方面得到广泛的应用。在冶金、化工、医学和电器性能测试等许多应用场合，需要同时对多通道快变的模拟信号进行采集、预处理、暂存和向上位机传送，再由上位机进行数据分析处理、自动报表生成、信号波形显示和输出打印等处理。随着大规模集成电路技术的迅速发展，微处理器、存储器、输入／输出等外围接口的性能不断提高，数据采集器不断向智能化、小型化发展，智能化仪器的研制已经成为当今研制的主要方向。模拟仪器存在输出动态范围小，对大动态信号处理线性差，因而精度低，信号不可记录等缺点。在模拟电子技术领域，由于使用了包括模数转换器件在内的数字器件，因而在精度、简化电路结构、灵活、方便等方面取得很大的进步。模拟技术和数字技术混合运用以综合发挥两者的优势已是电子技术发展的必然趋势。而且微处理器由于价格越来越低，功能也不断增强，以数字化仪器为主的数据采集处理技术有越来越广泛应用于工业过程控制、实时观察工业生产的动态及趋势。传统获取现场数据的方法，效率低、误差大，难以输入计算机。而数据采集器是一种具有现场实时数据采集、处理功能的自动化设备，它一般具备实时采集、自动存储、即时显示、即时反馈、自动处理、自动传输功能。它为现场数据的真实性、有效性、实时性、可用性提供了保证，并能方便输入计算机，已广泛应用在工业、农业、商业、交通、物流、仓储等行业。 1.2数据采集技术 数据采集技术是一种流行且实用的电子技术。它广泛应用于信号检测、信号处理、仪器仪表等领域，近年来，随着数字化技术的不断发展，数据采集技术也呈现出速度更快、通道更多、数据量更大的发展趋势。．数据采集是为了对温度、压力、流量、速度、位移、光强度、声音等物理量进行在线测量和控制，通过传感器把上述物理量转换成模拟物理量的电信号(模拟电信号)，然后将模拟电信号经过处理并转换成计算机能识别的数字量，送进计算机处理、存储、传输和显示。数据采集技术在自动测试、自动控制、通信、信号处理等领域得到广泛的应用．例如数据遥测系统、脉冲编码和调制通信、自动测试系统、数据采样控制系统、瞬态数据记录系统、视频信号处理系统等等。 1.3数据采集与传输概述及组成 数据采集器一般包括前向通道(数据采集部分)和后向接口(数据处理传输部分)两部分，前者包括信号的滤波、放大、采样、保持、转换部分，后者包括微机及接口部分。用于非电量测量的数据采集就是将来自各种传感器的大量信号实时准确的测量或汇集起来，送到微处理机进行实时处理，或记录存储起来，以供将来的分析之用。电信号测量中的数据采集信号范围大，这样就对数据采集器提出了如下要求:1.输入信号范围大；2.采集速度快;3.测量精度高;4.抗干扰自2力强 ;5.信号通道一般较多。根据系统对A／D转换通路个数、转换速度的要求以及信号源速率等情况，采集器通道的通道形式有所不同，有单通道和多通道以及低速与高速之分。在研究和生产的过程中，往往需要检测各个生产环节的温度、湿度、流量及压力等物理参数。同时对检测某一点的任意参数能进行随机查寻，将其在某一时间内检测到的数据经过转换提取出来，以列表或曲线的形式显示在界面上，以便进行比较，做出决策，调整控制方案，提高产品合格率，产生良好的经济效益。所以数据采集器就需要多个采集通道。基于单片机的多通道数据采集器基本构成形式如图所示: 图1-1系统功能组成图 1.4当前国内外数据采集系统的现状 数据采集系统是目前工业控制中应用较多的一类产品，数据采集器的研制在国外已经相当成熟，而且