目录
一、任务与要求 ..................................................................................... 2 二、总体设计 ......................................................................................... 2 1、电路原理框图 ................................................................................ 2 2、整体工作原理 ................................................................................ 3 三、各部分电路原理图 . ......................................................................... 4 1、模拟开关部分 ................................................................................ 4 2、D/A转换部分 ................................................................................. 4 3、三态门驱动部分 ............................................................................ 5 3、RAM 部分 ....................................................................................... 5 4、十六位数码显示 ............................................................................ 6 5、A/D转换部分 ................................................................................. 6 6、逻辑控制与时钟电路 . .................................................................... 7 四、仿真结果 ......................................................................................... 7 1、进行一路数据的采集 . .................................................................... 7 2、进行两路信号的采集 . .................................................................... 8 五：转换精度的分析.............................................................................. 9 六、该电路实现的功能 . ....................................................................... 10
多路数据采集系统的设计报告
一、任务与要求
数字电路所能处理的信号为数字信号，而生产实践中的许多信号属于模拟信号，因而，模/数变换和数/模变换就成为电子技术应用中的基本环节。本实验用数/模、模/数转换器为主设计制作一个数据采集系统。
(1) 用ADC0809或其它ADC 芯片实现对两路以上的模拟信号的采集，模拟信号
以常用物理量温度为对象，可以经传感器、输入变换电路得到与现场温度成线性关系的0～5V 电压，也可以直接用0～5V 的电压模拟现场温度。采集的数据一方面送入存储器保存（如RAM6264），同时用数码管跟踪显示。 (2) 从存储器中读出数据，经D/A芯片0832或其它DAC 芯片作D/A变换，观察
所得模拟量与输入量的对应情况
(3) 分析转换误差，研究提高转换精度的措施。
二、总体设计
1、电路原理框图
数据采集系统框图如图8-6-1。
图 1 数据采集系统框图
说明：
(1)、 在multisim 中使用两个函数发生器产生一个Vpp 为5v 的正弦波和Vpp
为5V 的三角波作为传感信号。 （2）、数字量显示使用的是十六进制。 （3）、在此电路中用模拟开关控制采集哪路信号。
2、整体工作原理
图 1 数据采集系统电路图
当电路上电开始工作时，J2处于低电位，RS 触发器处于置一状态，将开关J2开到高电位时，此时RS 为保持状态，控制三态门工作，并使RAM 置于写状态，控制A/D不工作。D/A转换器每进行完一次转换都会使EOC ’输出一高电平，当下一次转换开始时 EOC ’又开始变为高电平，利用EOC ’给计数器提供冲击脉冲使其计数，并计数器的计数功能来控制RAM 的内存单位自动加一，从而使000H--1FFH
的内存单元全部存上采集数据，当再次计数时，u19的A 引脚置一，从而利用反向器使RS 置零，此时三态门停止工作，A/D开始工作，RAM 变为读取状态，同时计数器被清零。此时通过加在SC4的时钟脉冲使计数器开始工作，使RAM 的单位逐渐加一，从而使A/D从000H —1FFH 读出内存中的数据。
三、各部分电路原理图
1、模拟开关部分
IO1
通过控制两个压控开关来控制采集那一路信号。
2、D/A转换部分
Bus1
3、三态门驱动部分
3
该电路部分利用8个三态门制作成一个子电路。
3、RAM 部分
4、十六位数码显示
DCD_HEX
X
两个十六位进制的数码管
5、A/D转换部分
SC1是A/D的是能电路。其电路为
IO1
U1A 74LS126D
IO4
U10A 74LS04N
IO3
6、逻辑控制与时钟电路
其中SC4是一与或非电路，其内部结构为：
四、仿真结果
1、进行一路数据的采集
图-原始信号与采集信号
不带刺的波形为从A/D输入的数据波形，带刺的波形是D/A从内存芯片中读出的数据波形。要想得到顺滑的波形需要加一个低通滤波器，此时输出地波形为：
图-原始信号与采集信号的滤波信号
2、进行两路信号的采集
采集两路信号并进行读出（第一路信号为一正玄波，第二路信号为三角波，其中平滑的为原始信号，带毛刺的为采集信号）
五：转换精度的分析
该采集系统的精度由采集的时钟频率决定，采集的时钟频率越高，采集的精度越高。
当采样频率为4KHZ 时的原始波形（幅度大）和采样波形（幅度小）
当采样频率为10KHZ 时的原始波形（幅度大）和采样波形（幅度小）。
当采样频率为100KHZ 时的原始波形（幅度大）和采样波形（幅度小）。
由上面三幅图可见: 抽样频率越大，得到的波形越精确。但是，抽样频率越大，
会造成单位时间内占用的内存越大，导致采样的时间较短。真正进行采样时可以根据所要求的精确度确定抽样频率，不必苛求不高的抽样频率。
六、该电路实现的功能
在100KHZ 的采集频率下，对2路信号采集，每路信号的采集时间为2.56ms ，即每路信号占到256B 的存储器，2路信号共采集5.12ms, 即占512B 存储器000H —1FFH ， （调整后最大可采集完16路，即4k 存储器全部占满, 此处是按照4K 存储器所说，若存储器为2K 则最大可采集八路），内存填满后在控制电路作用下，D/A开始从000H 读取RAM 中的数据(读取频率可通过调节计数器的时钟频率控制) ，在同样是100KHZ 的频率下5.12ms 即可读完两路的采集数据, 即从000H 读到1FFH 。
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一、任务与要求 ..................................................................................... 2 二、总体设计 ......................................................................................... 2 1、电路原理框图 ................................................................................ 2 2、整体工作原理 ................................................................................ 3 三、各部分电路原理图 . ......................................................................... 4 1、模拟开关部分 ................................................................................ 4 2、D/A转换部分 ................................................................................. 4 3、三态门驱动部分 ............................................................................ 5 3、RAM 部分 ....................................................................................... 5 4、十六位数码显示 ............................................................................ 6 5、A/D转换部分 ................................................................................. 6 6、逻辑控制与时钟电路 . .................................................................... 7 四、仿真结果 ......................................................................................... 7 1、进行一路数据的采集 . .................................................................... 7 2、进行两路信号的采集 . .................................................................... 8 五：转换精度的分析.............................................................................. 9 六、该电路实现的功能 . ....................................................................... 10
多路数据采集系统的设计报告
一、任务与要求
数字电路所能处理的信号为数字信号，而生产实践中的许多信号属于模拟信号，因而，模/数变换和数/模变换就成为电子技术应用中的基本环节。本实验用数/模、模/数转换器为主设计制作一个数据采集系统。
(1) 用ADC0809或其它ADC 芯片实现对两路以上的模拟信号的采集，模拟信号
以常用物理量温度为对象，可以经传感器、输入变换电路得到与现场温度成线性关系的0～5V 电压，也可以直接用0～5V 的电压模拟现场温度。采集的数据一方面送入存储器保存（如RAM6264），同时用数码管跟踪显示。 (2) 从存储器中读出数据，经D/A芯片0832或其它DAC 芯片作D/A变换，观察
所得模拟量与输入量的对应情况
(3) 分析转换误差，研究提高转换精度的措施。
二、总体设计
1、电路原理框图
数据采集系统框图如图8-6-1。
图 1 数据采集系统框图
说明：
(1)、 在multisim 中使用两个函数发生器产生一个Vpp 为5v 的正弦波和Vpp
为5V 的三角波作为传感信号。 （2）、数字量显示使用的是十六进制。 （3）、在此电路中用模拟开关控制采集哪路信号。
2、整体工作原理
图 1 数据采集系统电路图
当电路上电开始工作时，J2处于低电位，RS 触发器处于置一状态，将开关J2开到高电位时，此时RS 为保持状态，控制三态门工作，并使RAM 置于写状态，控制A/D不工作。D/A转换器每进行完一次转换都会使EOC ’输出一高电平，当下一次转换开始时 EOC ’又开始变为高电平，利用EOC ’给计数器提供冲击脉冲使其计数，并计数器的计数功能来控制RAM 的内存单位自动加一，从而使000H--1FFH
的内存单元全部存上采集数据，当再次计数时，u19的A 引脚置一，从而利用反向器使RS 置零，此时三态门停止工作，A/D开始工作，RAM 变为读取状态，同时计数器被清零。此时通过加在SC4的时钟脉冲使计数器开始工作，使RAM 的单位逐渐加一，从而使A/D从000H —1FFH 读出内存中的数据。
三、各部分电路原理图
1、模拟开关部分
IO1
通过控制两个压控开关来控制采集那一路信号。
2、D/A转换部分
Bus1
3、三态门驱动部分
3
该电路部分利用8个三态门制作成一个子电路。
3、RAM 部分
4、十六位数码显示
DCD_HEX
X
两个十六位进制的数码管
5、A/D转换部分
SC1是A/D的是能电路。其电路为
IO1
U1A 74LS126D
IO4
U10A 74LS04N
IO3
6、逻辑控制与时钟电路
其中SC4是一与或非电路，其内部结构为：
四、仿真结果
1、进行一路数据的采集
图-原始信号与采集信号
不带刺的波形为从A/D输入的数据波形，带刺的波形是D/A从内存芯片中读出的数据波形。要想得到顺滑的波形需要加一个低通滤波器，此时输出地波形为：
图-原始信号与采集信号的滤波信号
2、进行两路信号的采集
采集两路信号并进行读出（第一路信号为一正玄波，第二路信号为三角波，其中平滑的为原始信号，带毛刺的为采集信号）
五：转换精度的分析
该采集系统的精度由采集的时钟频率决定，采集的时钟频率越高，采集的精度越高。
当采样频率为4KHZ 时的原始波形（幅度大）和采样波形（幅度小）
当采样频率为10KHZ 时的原始波形（幅度大）和采样波形（幅度小）。
当采样频率为100KHZ 时的原始波形（幅度大）和采样波形（幅度小）。
由上面三幅图可见: 抽样频率越大，得到的波形越精确。但是，抽样频率越大，
会造成单位时间内占用的内存越大，导致采样的时间较短。真正进行采样时可以根据所要求的精确度确定抽样频率，不必苛求不高的抽样频率。
六、该电路实现的功能
在100KHZ 的采集频率下，对2路信号采集，每路信号的采集时间为2.56ms ，即每路信号占到256B 的存储器，2路信号共采集5.12ms, 即占512B 存储器000H —1FFH ， （调整后最大可采集完16路，即4k 存储器全部占满, 此处是按照4K 存储器所说，若存储器为2K 则最大可采集八路），内存填满后在控制电路作用下，D/A开始从000H 读取RAM 中的数据(读取频率可通过调节计数器的时钟频率控制) ，在同样是100KHZ 的频率下5.12ms 即可读完两路的采集数据, 即从000H 读到1FFH 。