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1、 研究目的
（1）、 建立基于單片機(jī)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)模型、選用適宜的硬件電路和軟件方法，對(duì)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)各模塊進(jìn)行研究，為更近一步的研究基于單片機(jī)的數(shù)據(jù)采集積累經(jīng)驗(yàn)。
（2）、我選擇《多路數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)》這個(gè)課題作為畢業(yè)設(shè)計(jì)，其主要目的是想通過(guò)此次課程設(shè)計(jì)進(jìn)一步學(xué)習(xí)和鞏固模電、數(shù)電、單片機(jī)及其相關(guān)的知識(shí)，并能在設(shè)計(jì)過(guò)程中綜合運(yùn)用所學(xué)的知識(shí)內(nèi)容，進(jìn)一步熟悉和掌握單片機(jī)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)及其外圍電路的設(shè)計(jì)，掌握基本專(zhuān)業(yè)軟件的使用，掌握基本電路的運(yùn)用，掌握收集資料、消化資料和綜合資料的能力，提高綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)解決相關(guān)問(wèn)題的能力，為即將進(jìn)入社會(huì)參加工作打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。
2、研究意義
人們對(duì)數(shù)據(jù)信息采集的原始方法基本是通過(guò)筆和紙來(lái)記錄，這種方法是簡(jiǎn)單易行、方便可靠。但是這種方法的缺陷也比較突出，速度慢、對(duì)人力資源的要求高、采集時(shí)間長(zhǎng)等。這些缺點(diǎn)都將限制數(shù)據(jù)采集在各領(lǐng)域的應(yīng)用。數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的市場(chǎng)需求量大，特別是隨著技術(shù)的發(fā)展，可用數(shù)據(jù)器為核心構(gòu)成一個(gè)小系統(tǒng),而目前國(guó)內(nèi)生產(chǎn)的主要是數(shù)據(jù)采集卡，存在無(wú)顯示功能、無(wú)記憶存儲(chǔ)功能等問(wèn)題，其應(yīng)用有很大的局限性，所以開(kāi)發(fā)高性能的，具有存儲(chǔ)功能的數(shù)據(jù)采集產(chǎn)品具有很大的市場(chǎng)前景。
科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展和普及，基于單片機(jī)的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)也應(yīng)運(yùn)而生，數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)得到廣泛的應(yīng)用，涉及到工業(yè)、醫(yī)療器械、通訊等各個(gè)領(lǐng)域，為獲取有效信息打下了良好的基礎(chǔ)。盡管現(xiàn)在以微機(jī)為核心的可編程數(shù)據(jù)采集的發(fā)展方向得到了迅速的發(fā)展，而且組成一個(gè)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)只需要一塊數(shù)據(jù)采集卡，就能實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)采集功能，但這并不會(huì)對(duì)基于單片機(jī)為核心的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)產(chǎn)生影響。相較于數(shù)據(jù)采集板卡成本和功能的限制，單片機(jī)具多功能、高效率、高性能、低電壓、低功耗、低價(jià)格等優(yōu)點(diǎn)，因此能夠開(kāi)發(fā)出能滿足實(shí)際應(yīng)用要求的、電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的、可靠性高的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。這就使得以單片機(jī)為核心的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)在許多領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。所以，基于單片機(jī)的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)研究具有重大意義。
三、本課題在國(guó)內(nèi)外的研究狀況及發(fā)展趨勢(shì)
單片機(jī)與FPGA、DSP等高速器件相比，運(yùn)行速度有較大差距，因此基于單片機(jī)的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)采樣速率與基于DSP的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的采樣速率有較大差距，但隨著一些高速單片機(jī)和一些高速器件的出現(xiàn)，這方面的差距會(huì)減小。在一些生產(chǎn)和實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，要求將采集數(shù)據(jù)通過(guò)較長(zhǎng)距離的通信將數(shù)據(jù)傳輸出去并遠(yuǎn)程控制采樣方式以便及時(shí)地了解生產(chǎn)和實(shí)驗(yàn)情況。很多數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)工作時(shí)所處的環(huán)境較惡劣如：高溫、高壓、高酸、高堿等，這些都會(huì)對(duì)數(shù)據(jù)采據(jù)集系統(tǒng)的運(yùn)行和壽命產(chǎn)生影響，需進(jìn)一步提高單片機(jī)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的抗惡劣環(huán)境的能力�；趩纹瑱C(jī)的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)正朝著高精度、高采樣速率、遠(yuǎn)距離通信、低功耗、高性價(jià)比、高可靠性和抗惡劣環(huán)境方向發(fā)展。
數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)是通過(guò)采集傳感器輸出的模擬信號(hào)并轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)，并進(jìn)行分析、處理、傳輸、顯示、存儲(chǔ)和顯示。它起始于20世紀(jì)中期，在過(guò)去的幾十年里，隨著信息領(lǐng)域各種技術(shù)的發(fā)展，在數(shù)據(jù)采集方面的技術(shù)也取得了長(zhǎng)足的進(jìn)步，采集數(shù)據(jù)的信息化是目前社會(huì)的發(fā)展主流方向。各種領(lǐng)域都用到了數(shù)據(jù)采集，在石油勘探、科學(xué)實(shí)驗(yàn)、飛機(jī)飛行、地震數(shù)據(jù)采集領(lǐng)域已經(jīng)得到應(yīng)用。我國(guó)的數(shù)字地震觀測(cè)系統(tǒng)主要采用TDE-124C型TDE-224C型地震數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。近年來(lái)，又成功研制了動(dòng)態(tài)范圍更大、線性度更高、兼容性更強(qiáng)、低功耗可靠性的TDE-324C型地震數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。該數(shù)據(jù)采集對(duì)拾震計(jì)輸出的電信號(hào)模擬放大后送至A/D數(shù)字化，A/D采用同時(shí)采樣，采樣數(shù)據(jù)經(jīng)DSP數(shù)字濾波處理后，變成數(shù)字地震信號(hào)。該數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)具備24位A/D轉(zhuǎn)化位數(shù)，采樣率有50HZ、100HZ、200HZ。
由美國(guó)PASCO公司生產(chǎn)的“科學(xué)工作室”是將數(shù)據(jù)采集應(yīng)用于物理實(shí)驗(yàn)的嶄新系統(tǒng)，它由3部分組成：（1）傳感器：利用先進(jìn)的傳感技術(shù)可實(shí)時(shí)采集技術(shù)可實(shí)時(shí)采集物理實(shí)驗(yàn)中各物理量的數(shù)據(jù)；（2）計(jì)算機(jī)接口：將來(lái)自傳感器的數(shù)據(jù)信號(hào)輸入計(jì)算機(jī)，采樣速率最高為25萬(wàn)次/S；（3）軟件：中文及英文的應(yīng)用軟件。 受需求牽引，新一代機(jī)載數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)為滿足飛行實(shí)驗(yàn)應(yīng)用也在快速地發(fā)展。如愛(ài)爾蘭ACRA公司2000年研發(fā)推出的新一代KAM500機(jī)載數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。到了2006年，本系統(tǒng)采用16位（A/D）模擬數(shù)字變換，總采樣率達(dá)500K/S，可以利用此方式組成高達(dá)1000通道的大容量的分布式采集系統(tǒng)。 |
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