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数据采集系统课程设计报告

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双向单边任务。

使能禁止端INH,可以很方便地进行通道数的扩展。

逻辑图:

CD4051由电平转换、译码驱动及开关电路三部分组成。当禁止端为“1”时,前后级通道断开,即S0~S7端与Sm端不可能接通;当为“0”时,则通道可以被接通,通过改变控制输入端C、B、A的数值,就可选通8个通道S0~S7中的一路。比如:当C、B、A=000时,通道S0选通;当C、B、A=001时,通道S通;……当C、B、A = 111时,通道S7选通。其真值表如下表所示:

4、LF398反馈型采样/保持放大器介绍

LF398是一种反馈型采样/保持放大器,也是目前较为流行的通用型采样/保持放大器。具有采样速率高、保持电压下降器和精度高等特点。

LF398由输入缓冲级、输出驱动级和控制电路三部分组成。控制电路中A主要起到比较器的作用,其中引脚7为参考电压,当输入控制逻辑电平高于参考端电压时,输出一个低电平信号驱动开关K闭合,此时输入信号经A1后跟随输出到Az,再由Az的输出端跟随输出,同时向保持电容(接引脚6端)充电,而当控制逻辑电平低于参考端电压时,输出一个高电平信号使开关断开,以达到非采样时间内保持器仍保持原来输入的目的。因此,A1、Az是跟随器,其作用主要是对保持电容输入和输入端进行阻抗变换,以提高采样/保持放大器的性能。

主要性能如下:

(1)反馈型采样/保持放大器

(2)双极型-结型场效应管工艺制造 (3)片内无保持电容

(4)在采样或保持状态具有高电源抑制功能 (5)低输入漂移,保持状态下输入特性不变 (6)可与TTL、PMOS、CMOS兼容 (7)双电源供电,电源范围宽

(8)采样时间(10V级,到0.01%):20us (9)增益误差:0.01%

(10)下降率:3Mv/s(typ) (11)失调电压:7mV (12)保持电容:0.01uF 其引脚图如下:

引脚1:V+ 引脚2:SET0 引脚3:IN 引脚4:V- 引脚5:OUT 引脚6:CH 引脚7:REF 引脚8:CON

正电源输入引脚 编置调零引脚 输入引脚

负电源电压输入引脚 输出引脚 保持电容引脚 参考电压输入引脚 控制逻辑

5、74LS373八D锁存器介绍

373为三态输出的八 D 透明锁存器,共有 54/74S373 和 54/74LS373 两种线路结构型式,其主要电器特性的典型值如下(不同厂家具体值有差别):

373 的输出端 O0~O7 可直接与总线相连。当三态允许控制端 OE 为低电平时,O0~O7 为正常逻辑状态,可用来驱动负载或总线。当 OE 为高电平时,O0~O7 呈高阻态,即不驱动总线,也不为总线的负载,但锁存器内部的逻辑操作不受影响。当锁存允许端 LE 为高电平时,O 随数据 D 而变。当 LE 为低电平时,O 被锁存在已建立的数据电平。当 LE 端施密特触发器的输入滞后作用,使交流和直流噪声抗扰度被改善 400mV。

引出端符号:

D0~D7 数据输入端

OE 三态允许控制端(低电平有效) LE 锁存允许端 O0~O7 输出端 外部管腿图:

逻辑图:

真值表:

极限值: 电源电压 ………………………………………… 输入电压

54/74S373 ………………………………………… 54/74LS373 ………………………………………… 输出高阻态时高电平电压 ………………………… 工作环境温度

54XXX ……………………………………………… 74XXX ……………………………………………… 存储温度 …………………………………………

7V 5.5V

7V 5.5V -55~125℃ 0~70℃ -65~150℃

四、系统电路图设计

每个通道连续采样6次,采样周期为5秒。模拟输入信号是经过传感器之后的输入值,即已把物理量如压力、温度或速度等转换成了电压量。A/D转换器用的是AD574A,采样/保持器用的是LF398,多路转换开关用的是CD4051。 图中被测量经多路转换开关CD4051选通后,送到采样/保持器的输入端。IN0~IN7中的哪一路被选中,是由多路开关的选择控制端A、B、C以及晕讯锁存端INH控制的。采样/保持器的工作状态由AD574A的STS状态控制。当A/D转换正在进行(或未进行)时,转换结束标志STS输出为高电平,经反相后,变为低电平,送到采样/保持器的逻辑控制端,使采样/保持器处于保持状态,此时即可开始A/D转换。转换后的数字量由单片机的数据总线分两次读入CPU。

当AD574A转换结束后,STS由高电平变为低电平,反相后呈高电平,因而使采样/保持器变为采样状态。这种硬件连线方法不必通过单片机单独送采样/保持控制信号,所以能加快系统响应速度。

五、程序设计

1、 程序流程图设计

程序流程图如下图所示:

过程入口 置采样值缓冲区首地址 通道号和计数器初值 送通道好,启动A/D 读状态STS非 N 转换结束否? Y 读结果存入缓冲区 修改通道号和计数器 修改采样值缓冲区指针 N 8通道完成否 Y 返回

2、 程序设计

程序分析:

该系统采用定时采样方式,每隔5秒中断一次,在中断过程中完成数据的采集。程序设计分为两部分。一部分为主程序,主要任务是进行初始化,完成定时器的设置和送中断字等。另一部分为中断服务程序,对每个通道分别采样6次,并进行数字滤波。

由于系统采样周期定位5S,定时时间长,用一个定时器不够,因此可采用两个

数据采集系统课程设计报告

双向单边任务。使能禁止端INH,可以很方便地进行通道数的扩展。逻辑图:CD4051由电平转换、译码驱动及开关电路三部分组成。当禁止端为“1”时,前后级通道断开,即S0~S7端与Sm端不可能接通;当为“0”时,则通道可以被接通,通过改变控制输入端C、B、A的数值,就可选通8个通道S0~S7中的一路。
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