基于单片机的数据采集系统的设计开题报告.

西安科技大学毕业设计（论文）开题报告题目基于单片机的数据采集控制系统（位移测量）学院机械工程学院专业及班级机械设计制造及其自动化姓名唐志勇指导教师朱华双日期2011320西安科技大学毕业设计(论文)开题报告题目基于单片机的数据采集控制系统（位移测量）选题类型C一、选题依据(简述国内外研究现状、生产需求状况,说明选题目的、意义，列出主要参考文献)：1．国内外研究现状单片机即单片微控制器单元（Micro-controllerUnit），它由微处理器、存储器、I/O接口、定时器/计数器等电路集成在一块芯片上构成。单片机的面世最早在20世纪70年代初，由美国芯片制造商Inter公司推出，当时还只有4位数据线的产品，可用于计算器、家用电器等产品的开发；到了70年代中后期，各种8位单片机相继问世，如MCS-48系列单片机，其功能已可以满足工业现场控制以及测量用智能仪器仪表设计的需要；80年代以后，正值单片机的高速发展期，高性能的单片机如MCS-51系列8位单片机成为主流，它具有串行通信接口、16位定时器/计数器和多级中断功能，使其在实时控制、人工智能、现场监控、网络通信和高性能测量仪器等诸多方面得到广泛的应用。随着单片机的发展，单片机具有以下特点：1、体积小、重量轻、性价比高、功耗低；2、由于电路高度集成，带来了高可靠性和较高的抗干扰性；3、丰富的控制指令集和快速的运行速度，可供设计开发人员灵活运用各种逻辑操作，实现实时控制和必要的运算；4、具有的异步串行通信接口适应网络化环境工作。现代工业生产和科学研究对数据采集的要求日益提高，在瞬态信号测量图像处理等一些高速高精度的测量中，需要进行高速数据采集。现在通用的高速数据采集卡一般是PCI卡或ISA卡，但存在一下缺点:安装麻烦，价格昂贵;受计算机插槽数量地址中断资源限制，可扩展性差；在一些电磁干扰性强的测试现场，无法专门对其做电磁屏蔽，导致采集的数据失真。通用串行总线USB（UniversalSerialBus）是1995年康柏IBMDBC等公司为解决传统总线不足而推出的一种新型的通信标准。该总线接口具有安装方便高宽带易于拓展等优点，已渐渐成为现代数据传输的发展趋势，目前较为普遍得为USB规范USB1.1，USB1.1标准接口传输速率为12Mbps,理论上可支持127个装置，通过USBHUB即USB扩展器连接多个周边设备，连接线缆的最大长度为5米。USB2.0规范是有USB1.1规范演变而来的，它最初的目标是将USB1.1的传输数率(12Mbps）提高10-20倍，而实际上却提高了40倍达到了480mbps,折算为MB为60MB/S。2.选题目的随着信息技术的飞速发展,各种数据的实时采集和处理在现代控制中已成为必不可少的。这就为今后的设计提出了两方面的要求：一方面，要求接口简单灵活且有较高的数据传输率;另一方面，由于数据量通常比较大，要求主机能够实时对数据做出快速响应，并及时进行分析与处理。在工业领域，常常需要对各种模拟信号进行检测和处理，被测对象包括位移、温度、湿度、压力等，针对多种物理量出现了各种数据采集卡。目前常用的类型是PCI接口的采集卡，该类采集卡体积庞大、传输速度不高且不支持即插即用，不满足微型便携应用的要求。针对以上问题，利用单片机技术设计一基于USB通信的数据采集卡具有很强的应用价值。二、主要研究(设计)内容、研究（设计）思路及工作方法或工作流程：本设计包括硬件和软件设计。通过选择合适的单片机及其它芯片完成硬件本设计包括硬件和软件设计。通过选择合适的单片机及其它芯片完成硬件设计，主要包括单片机最小系统模块、电源电路模块、位移采集模块、存储模块、LED显示模块及USB通信模块等；本文介绍的是基于C8051单片机和单通道数据采集系统的设计，这个系统的基础是数据采集系统。本文先对数据采集系统做简单的介绍，然后根据此次毕业设计的要求，使数据采集系统在功能上具体化，细致化，实现多路数据采集系统的设计要求。本系统可以实现对模拟信号的采集，然后根据需要将模拟信号中信号模-数转换，并通过USB接口，在PC机上实时的显示出来。本文采用C8051F330作为核心控制部件，它功能比较齐全，可以满足系统设计的需要。单片机控制数据的采集、显示、传输，它是整个系统的核心，霍尔位移传感器集成电路(IC)提供直接与所适用磁场成比例的电压输出。本设计的主要任务是单片机的接口电路设计，输入信号的调理电路设计以及位移线性化程序的编写。达到预期目标：1、能够理解数据采集系统的工作过程；2、搭建出系统所需的硬件电路；3、编写出相应的程序代码；4、建立通信协议，实现单片机与PDA之间的通信；5、通过系统调试，锻炼分析问题解决问题的能力；6、能够将课本知识与实际应用结合起来，增强实践操作能力。三、毕业设计(论文)工作进度安排：1～3周：查阅资料，写开题报告；4～5周：制定控制方案；6～10周：编写与调试程序；11～14周：撰写论文绘制图纸；15～16周：装订论文和准备答辩；指导教师意见指导教师签字:____________年月日系部审查意见难度份量综合训练程度是否隶属科研项目系、部主任签字：____________年月日院毕业设计（论文）领导小组审核意见组长签字：___________年月日