土工试验微机数据采集处理系统

土工试验微机数据采集处理系统

新版使用说明书

【新版特征】

●数据采集过程用语音提示，简化了操作

●改进数据采集程序操作界面，扩大信息量增强系统功能

●系统软件的智能化程度有很大提高

●数据采集与数据处理软件合一，可同时进行采集和处理

●ＤＯＳ、ＷＩＮ９Ｘ／ＭＥ／ＮＴ／２０００全兼容

一九九九年十二月

要目

一、系统概述

１.１系统的基本配置２１.２系统的基本操作４二、系统的测量参数的检查标定

２.１通道测试的操作步骤４２.２传感器参数的标定５２.３容器校正及校正参数的输入６三、数据采集

３.１一般操作规定７３.２物理性试验８３.３三轴试验１０３.４直剪试验１３３.５固结试验１５四、数据处理

４.１数据处理系统主菜单与辅助功能键的作用１９４.２文件操作说明２４４.３人工输入数据的处理２４４.４数据处理中的人工干预２７五、试验成果输出形式的编排设计

５.１单个土样或单项试验成果的输出２７５.２组合式试验成果汇总表的构成２８５.３成果汇总表建表中的若干技术处理３１５.４成果汇总表数据的读入与计算３２５.５土工试验成果总表的分层统计３２５.６关于土工成果的数据共享３３六、试验成果的输出

６.１使用打印机的成果输出３３６.２使用绘图仪的成果输出３５七、系统常见故障的检查与排除３６

土工试验微机数据采集处理系统

使用说明书

一、系统概述

土工试验微机数据采集处理系统，是经过市场调查、结合多数土工试验室的现况，和计算机迅速发展提供的技术条件开发研制的成果。经过多年运行、考验和不断完善，系统新的版本在硬件和软件上已有长足改进。

本系统可同时或单独地与三轴仪、直剪仪、固结仪、电子天平等，凡是能够采用电测的仪器连接。采取分散采集，集中处理的原则。吸取了分布式控制系统和集中式控制系统的优点。严格遵循土工试验标准（ＧＢ１２９－８８）的规定，为各种图解成果提供丰富、实用的数学解析方法，和人工干预（修正）技术手段。

本系统具有通道测试、故障诊断、参数标定、时钟设置、档案管理等辅助功能。采样程序中的语音提示和部分实时控制功能，有助于对固结的稳定、直剪的慢剪和往复剪、三轴ＣＤ的连续工作和一个试样多级加载的分级控制。动态显示的应力～应变曲线反映土的性状，且为零点修正、过程监测、终点判断提供了依据。

本系统有很好的用户界面，翔实的记载着各种试验、采样信息和提供联机在线帮助。全汉字菜单提示一看就懂，一学就会。数据采集和数据处理是同一系统的两个部分。可在数据采集的同时作数据处理，充分发挥计算机的使用效率。

本系统的功能已超越单纯地数据采集与处理字面上的含义。具有丰富的数据管理功能，解决了不同试验、相关数据之间的传送。在系统范围内最大限度地实现数据资源共享。逐步成为土工试验强化技术管理的技术手段，提高成果质量和测试工作效率、降低劳动强度的辅助测试系统。

１.１系统的基本配置

１.１.１数据采集系统的硬件组成

主要硬件Ａ／Ｄ转换和前置处理电路，按照标准ＰＣ机系统总线设计成专用的数据采集功能卡（通道板）。直接插入计算机主板上的扩展槽口上，使之成为土工试验数据采集专用机的同时，仍保留了ＰＣ机的所有功能。它具有较高的集成度，运行效果与计算机的内存和ＣＰＵ的速度有关。因此随着计算机的更新，系统亦自动升级。

具体的组成有:

５８６主机，主频２３３兆以上；

１６Ｍ以上内存，１Ｇ以上硬盘，３寸软驱；

ＶＧＡ彩显，二串一并，标准１０１键盘，鼠标；

１６位声卡，音箱；

Ａ／Ｄ模数转换、通道板，４０通道（可扩充）；

可选配打印机、ＵＰＳ、各种传感器、电子天平等。

１.１.２数据采集测量主要技术指标如下：

Ａ／Ｄ转换电路分辩率12位或1／4096、转换误差＜±1／2LSB、非线性＜０.０２５％ＦＳ、采样速度＜２０μs或＞５０kHz

工作环境：交流电源，电压２２０Ｖ±２０Ｖ；频率５０Ｈz±５Ｈz。

室内有专用接地线，无强电磁干扰。

工作温度，１０℃～４０℃，相对湿度小于８５％条件下性能有保证；

０℃～４５℃，相对湿度小于８５％条件下可以使用。

１.１.３系统软件程序名总汇，存放在“PACKLIST”文件内。详细了解可打开它。其中一部分是面向用户的应用程序，以文本文件编辑。需要结合本单位、本地区实际，仿照程序原有格式修改；或经常更新、补充。这些程序是：

WEIGHT.SEQ 荷重序列设置文件；

CORRECT.GJY 固结仪器变形量校正文件；

CONTAIN.DAT 容器、器皿（铝盒、环刀、比重瓶）校正参数文件；

HYDROMET.DAT 颗分（比重计、量筒）、渗透（测压管面积）校正参数文件；

CIZU.DAT 自定义词组文件；

WLWP.TXT 液塑限经验公式文件；

PRINTER.INI 打印机参数设置文件；

TGTABLE.DOC 成果、报告编辑中的数据变量（代码）说明文件；

TGTABLE.DAT 土工试验成果总表表头格式文件；

TGFORMAT.DAT 土工数据（与后续工序共享）传输格式文件；

STANDARD.* 自动判定（国家或地区标准）准则文件；

TABLE?.GJB 各种固结试验成果表格式文件（中文）；

TABLE?E.GJB 各种固结试验成果表格式文件（英文）；

TABLE?.SZB 各种三轴试验成果表格式文件（中文）；

TABLE?E.SZB 各种三轴试验成果表格式文件（英文）；

TABLE?.ZJB 各种直剪试验成果表格式文件（中文）；

TABLE?E.ZJB 各种直剪试验成果表格式文件（英文）；

TABLE?.KFB 各种颗粒分析试验成果表格式文件（中文）；

TABLE?.KFB 各种颗粒分析试验成果表格式文件（英文）；

TABLE?.JSB 各种击实试验成果表格式文件（中文）；

TABLE?.JSB 各种击实试验成果表格式文件（英文）；

TABLE?.STB 各种滲透试验成果表格式文件（中文）；

TABLE?.STB 各种滲透试验成果表格式文件（英文）；

TABLE?.SSB 各种收缩试验成果表格式文件（中文）；

TABLE?.SSB 各种收缩试验成果表格式文件（英文）；

*.TAB 各种土工试验成果总表格式文件；

*.RPT 土工试验成果总表存盘文件；

*.ARD 经数据处理后各项试验结果存盘文件；

１.２系统的基本操作

１.２.１常用键使用说明

⑴标准键盘原有作用不变；

⑵在特定窗口下对某些操作键设置的辅助功能见屏幕下的提示；

⑶在数据处理操作中常用功能键的使用说明如下：

＜←、↑、↓、→＞移动光标

＜Enter＞（←┘）光标移到下一单元

＜Tab＞光标横移到下一单元

＜Home＞光标移到行首

＜Ctrl＞＋＜Home＞光标移到表首

＜End＞光标移到行尾

＜Ctrl＞＋＜End＞光标移到表尾

＜Ctrl＞＋＜Delete＞删除土样从数据文件中

＜Page Up＞向上翻页

＜Page Down＞向下翻页

＜↓＞、＜↑＞在插入栏找项目

＜Ctrl＞＋＜→＞向右移一页

＜Ctrl＞＋＜←＞向左移一页

＜Ctrl＞＋＜↓＞向下一格复制同样的内容

＜Ctrl＞＋＜↑＞向上一格复制同样的内容

＜Ctrl＞＋＜Ｎ＞在光标位置上插一行

＜Ctrl＞＋＜Ｙ＞删除光标所在行

＜Backspace＞向前（左）删除一字符

＜Delete＞向后（右）删除一字符

＜Insert＞改变编辑（插入、覆盖、自动）方式

＜Ｆ9＞改变光标移动（行、列）方式；数据采集自动演示

＜Scroll Lock＞灯亮为锁定表头，灯灭解除

＜Alt＞＋＜Ｆ1＞转入词组（设在CIZU.DAT文件中的内容）输入方式

＜Alt＞＋＜Ｆ2＞转入区位码汉字输入方式

＜Alt＞＋＜Ｆ3＞转入拼音码汉字输入方式

＜Alt＞＋＜Ｆ4＞转入简拼码汉字输入方式

＜Alt＞＋＜Ｆ5＞转入五笔字形汉字输入方式

＜Alt＞＋＜Ｆ6＞退出汉字输入方式

＜Esc＞退回上一级菜单

二、系统测量参数的检查标定

２.１通道测试的操作步骤

通道是指计算机与仪器上某一传感器相连的测量部件。一台仪器有几个传感器就有几个通道。通道测试就是用来测试和标定每个通道所对应的传感器的性能和参数，以便了解传感器的性能与工作是否正常。

⑴打开＜通道测试＞菜单，用翻页键选择出要检查的通道。在窗口下方会显示出这一通道所连的仪器，传感器的种类及通道的功能。

⑵菜单下方有一矩形区域，显示传感器的波形。工作正常的传感器在量程范围内，波形

基本为一条直线。反之，波形会上下随机摆动。如迂干扰则波形明显呈正弦波。使用“上下”键可以调整采样频率。

⑶菜单内其它项的意义如下：

环系数──指测力环系数，力的单位是N／mm；应力的单位是kpa／mm。

若传感器不是测钢环变形的，则为１。

偏移量──输入传感器的相对零点，单位是Ｖ。

输入量──传感器所测量（经过换算）的当前值：

输入量＝（输出量－偏移量）÷灵敏度×环系数

输出量──传感器的输出值。所有传感器都经过放大电路处理，

变成统一的电压输出，在－５Ｖ～＋５Ｖ之间。

灵敏度──传感器的灵敏度系数，单位是 V／ｄ。ｄ为标定范围（位移传感

器ｄ＝ｍｍ；压力传感器ｄ＝ｋｐａ；排水传感器ｄ＝ｍｌ）

灵敏度＝（输出量－偏移量）÷ｄ；

Ｍ──位移传感器（轴位移、剪位移、沉降位移）的当前值

Ｆ──测力环（力）的当前值

Ｕ──孔压传感器的当前值

Ｖ──体变传感器的当前值

ｄ──当前变形量（三轴：轴向变形；固结：沉降变形）

Ｇ──当前固结度

２.２传感器参数的标定

２.２.１传感器的参数标定

传感器参数是评判传感器性能的定量指标。此项功能提供了传感器标定时，对线性度、重复性、回差的数据处理。标定过程分自动（ＡＵＴＯ）、手工（ＭＡＮＵＡＬ）。前者需借助自动测试装置，数据由系统自动采集。手工标定步骤是：

⑴打开＜参数标定＞菜单。用翻页键在“通道号”栏里选择待标定传感器所在通道号，回车（转入下一栏目）。

⑵继续输入“传感器型号”、“传感器编号”，用回车换栏。

⑶用翻页键继续选择“传感器量程”、“标定点个数”、“重复次数”、“标定方式”等内容，用回车换栏。

⑷开始标定时先对好零点，不断按屏显“输入量”提示值施加标定增量。每加一次增量按一次回车，程序自动记录各标定点输出值。标定过程中如某点出错，可按＜Insert＞键选择下一点，或按＜Delete＞键选择前一点。

⑸标定完毕后，屏幕上立刻显示出传感器的线性度、重复性和回差，以及相应的误差曲线。按任意键后可选择是否存盘、打印或继续标定下一个传感器。

当选择存盘功能以后，所有标定数据会自动填入传感器相应通道，以备采样时自动进行传感器非线性校正时使用（标定完后需在＜通道测试＞功能里选择存盘功能，否则无效）。

２.２.２传感器系数的标定

传感器系数就是把传感器测得的电量还原为被测物理量的转换系数。标定传感器系数的过程，是以高于系统测试精度的计量仪器量的变化，测传感器电量变化。再按规定计算传感器系数输入采样程序。人工计算结果可以直接输入＜通道测试＞相应的栏内。由于系统设置了几个专用功能键，在标定中简化了操作。

Ａ. 传感器系数标定步骤如下：

⑴打开＜通道测试＞菜单，用翻页键选择要测试传感器的通道号，确认传感器工作正常后方可进行标定。

⑵测量装置：位移传感器用百分表校验仪、千分尺；压力传感器用三等活塞压力计；排水（体变）传感器用滴定管；连接部分可自行加工。

⑶将传感器置于测量装置上调整初始值于量程下限附近。按“Ｆ６”键，使“输入量”清零，这时“偏移量”自动置为“输出量”。记下这时标定装置的读数“ｄ１”。

⑷单方向移动标定装置使传感器产生变化，其增量达量程的上限附近。记下这时标定装置的读数“ｄ２”。

⑸按“Ｆ８”键，根据提示输入标定范围ｄ＝ｄ２－ｄ１（ｄ值在不同的传感器上分别是ｍｍ、ｍｌ、ｋｐａ）。

⑹按“Ｆ７”键，传感器系数即自动计算并填入菜单“灵敏度”内。

⑺验证系数的正确性。移动标定装置，“输入量”所显示的变化应与移动的增量相符，误差在精度范围之内。否则应重新标定。

⑻系数标定完成之后，按“Ｆ５”键使“偏移量”清零。

⑼全部标定完按“Ｆ２”键将数据存盘。否则标定无效。

Ｂ. 系数标定中的几点注意事项

⑴位移传感器标定时应注意“ｄ１”，恰使“输出量”显示在－２.５～－４.５Ｖ间，“ｄ２”则显示在＋２.５～＋４.５Ｖ之间。

⑵力的测值，是通过测力环的变形乘测力环的系数得到的。通常需分别标定位移传感器系数和测力环系数。前者按位移传感器标定，标定时将“环系数”置为１。后者按土工要求标定，人工输入测力环系数。分开标定的优点是按需要更换不同量程的钢环方便，如三轴、无侧限等试验。

此外，也可把测力计（钢环）上安装位移传感器视为一个整体，即力的测量传感元件。通过标定建立力与电量（N～V）的换算系数。标定时用三等测力计输出力值，观测位移传感器的变化，具体步骤如上。其优点是消除分开标定的转换误差，但不便更换钢环，适用于直剪试验。

注意：标定完后，在把百分表装入钢环时，指针应指在３mm（10mm百分表）的位置左右，以确保传感器在有效的量程范围之内。

⑶压力传感器的标定当缺少活塞压力计时，也可用液压稳压装置上的０.４级压力表来标定。方法是先在压力室内注满排气水，打开孔压阀，让加在压力室里的压力能传递到孔压传感器。

２.３容器校正及校正参数的输入

在数据采集与处理中各种仪器、器皿的校正值，是程序在运行中自动检索、赋值、计算的必要条件。这些数据分别贮存在指定的文件中，是系统软件的组成部分。由用户按以下要求校正或输入校正值。

２.３.１物理试验所使用的器皿：铝盒、环刀和比重瓶的“质量”、“面积”、“高度”，及不同温度比重瓶的瓶水质量等校正参数。在物理试验采样操作界面里按辅助功能〈Ｆ５〉键，弹出“容器校正”窗口。列表显示容器各种参数供查阅和校正。操作要点如下：

⑴操作前需检查弹出式菜单上的‘称重：＿＿g’是否与天平同步显示；凡是质量的校正值，可在称量时自动采样（稳定后按确认键Insert）。

⑵为防止不同种类容器、器皿同号，可在编号前面冠以不同字符加以区分。

⑶环刀的面积、高度需另行计量，用键盘输入；铝盒没有体积参数则空缺。

⑷比重瓶的校正值包含两个内容：比重瓶净重，用于秤土时由瓶加土重计算土粒质量；不同温度下的瓶加水质量。校正参数的输入是，在〈容器编号〉里输比重瓶号，则在〈重量〉里记录的是瓶的净重；若是不同温度的瓶水质量，需在〈容器编号〉里输入〈比重瓶号－序号〉（如〈201-3〉，201是比重瓶号减号后是输入的第３个温度校正值）字样，字长不超过８位。在〈面积〉里填入这一序号瓶水质量的水温，在〈重量〉里记录这一温度的瓶加水质量。程序

根据每个瓶累积的记录自动生成隐形的温度校正曲线，用于插值计算试验温度时的瓶水质量。

⑸从‘容器校正’退出，校正数据自动存盘，保存在CONTAIN.DAT文件中。

２.３.２固结试验的容器变形校正值，保存在CORRECT.GJY文件中。按照规定格式输入后存盘，分３０和５０两种面积。

２.３.３比重计、侧压管等校正参数，应根据HYDROMET.DAT文件中的格式逐项输入。具体应用详见４．３．４⑸、⑹。

三、数据采集

在主菜单环境下，由〈系统操作〉→〈数据采集〉，通过〈Ｆ６〉键选择某项试验采集程序。进入采集程序的操作界面可以看到，只有‘三轴试验’是一页显示一台仪器的采样记录，其它试验都是一页显示一个土样的测试信息，所以直剪试验的一页包含了４台仪器的采样记录。

３.１一般操作规定

⑴屏幕上边框的各种图标提示了供鼠标用的快捷操作。由左至右它们的意义是文件、打开、关闭、存盘、打印、物理性试验、固结试验、三轴试验、直剪试验、通道测试、向前翻页、向后翻页、暂停、就绪、向前翻页、向后翻页。

⑵在各项试验中，方法决定操作程序。因此‘试验方法’必须在通道‘就绪’前输入。其它试验参数亦应及时输入，确保采样、贮存数据正确。

⑶‘试验编号’和‘土号’最多可输入１２个字符，由字母和数字单独或组合构成。如果没有输入试验编号或土号，存盘时程序自动以“NONAME”和“No.?”代替；即使是重号，后者不会覆盖前者而存放在两个序号中。

⑷对于同一项试验，用翻页键〈Page Up〉、〈Page Down〉查找某个土的试验信息。

⑸受显示采集数据窗口的限制，通过鼠标或〈Insert〉、〈Delete〉键可将窗口左右移动检查数据。

⑹用〈↓〉、〈↑〉键移动光条至待输入（选择）参数栏目；〈→〉、〈←〉键移动光标至待输入的字节。

⑺直剪和固结试验里的荷重序列，在文件WEIGHT.SEQ中事先设定，供输入时选择。需要修订时可用程序读入文件，修改后存盘。固结试验里最多２６种荷重序列，直剪试验里最多８种荷重序列。

⑻为保证测试在量程范围之内，并有足够的行程，程序对传感器的初始位置有一个规定。见（２.２.２Ｂ）达不到要求通道不能‘就绪’。当试验迂大量程变化、超出传感器测量范围时，可短暂停止采样、待传感器调整后恢复采样。其中变化程序自动计算修正。

⑼除物理试验，在操作各个进程中均有语音提示。固结、三轴试验还伴有传感器上信号灯区别各试验阶段，便于操作。

⑽在力学测试过程中，由于某种原因应力～应变曲线初始段不过零点，影响三轴成果计算、直剪进程、固结Ｃv判求。采样程序提供一种补救办法：用〈仪器状态〉→〈修正零点〉，照屏下提示（删点）来平移坐标使曲线变化通过原点。这些只在位移３～５mm前操作有效。

⑾为配合试验操作，在屏幕最末行有六个辅助功能键的提示。不同试验，键的功能亦不同。其中‘系统帮助’提供了各项试验采样操作时的在线帮助。

⑿同一个工程不同试验采集的数据、同一个土样不同的数据文件均以扩展名加以区别。

３.２ 物理性试验

物理试验程序窗口，如图所示：

它包括有关质量的试验记录和土的岩性描述，以及容器、器皿的校正。用〈Tab 〉 键在含水量密度、稠度、比重栏间切换，〈↓〉〈↑〉键逐项移动光条，〈→〉〈←〉键逐字移动光标，转入岩性描述按Ｆ３，转入下一个土样的操作用翻页键。

采样操作步骤见程序流程示意图。主要操作说明如下：

物理试验采样程序流程示意图

启动程序预热天平 1

┌──────────────────-─────→↓←-─────────┐

│输入试验编号(文件名) 2 │

│ 3A ↓│

│┌┬─────────→在土号栏输号←─┬─y 有文件? 3 │

↑││↓│↓n ↑

│││有号? n───→转入新的一页│

││↑ 18 ↓y │↓│

│││转盒号记录所在页←──n 是碗号? 12 │输入土号←4──────┐│

│↑│↓┌──→↓y ↑↓││

│││19 秤试样干土重│碗号记录所在页│输入孔号深度 5 ↑│

│││↓│↓│↓││

│││ 20 显示含水量│输液塑限盒号 13│输入器皿编号←6────┐││

│││↓│↓│↓│││

││└──y 继续秤? │秤试样湿重 14 │参数检索 7 ↑││

││ n↓│↓│ 8 ↓│││

││┌n 是液塑限联合法? │15 测锥深? n─┐│器皿有质量? n→记录碗号│││

│││ y↓│ y↓││ y↓│││

│││21 图解液塑限成果│输入锥沉深度││秤湿土重│││

│││↓│↓││ 9 ↓│││

││└-→显示塑性指数 22└-n 已有3个样?6││器皿有体积? n→记录湿重│││

││↓ y↓←──┘│ y↓││││

││┌n 测比重? y─┐继续秤? y──┘显示湿密度 10 ││││

││↓↓ n│↓←─────┘│││

││ Gs经验值 23 输瓶号 25 │ 17 秤下一个试样? y─────┘││

││↓↓│ n↓││

││算饱和度←24┐秤瓶土重 26 │退按F3对土岩性描述 11 ││

││↓│↓│出↓││

│└y 换一个土? │排气处理 27 └→采转下一个土的记录? y ────┘│

│↓n │↓┌→样←┐ n↓│

└y 换一个工程? │秤瓶水土重 28│程│换一个工程││n │↓│序└─-n 继续试验? y────────┘

││输水温 29 ││

││↓│└───-→系统待命

│└-显示比重│

└───→───────┘

⑴要检验电子天平数据传送是否正常，即‘称重’窗口与电子天平数码管显示一致且同步。如有异常则按Ｆ４‘天平设置’键，检查各项选择是否正确；检查连接导线、接口是否正常。

⑵作为数据文件名的试验编号，可输入〈系统操作〉→〈系统参数〉→〈工程编号〉、或试验参数里。试验日期由计算机系统自动给出。

⑶每输入一个编号程序都进行检索，若无则当作新的文件转入开土记录；已有编号则需判断在土号栏里的输入是否有过记录，再转入下一步操作。如3、3A 所示。通过开土，程序将土号与各种容器、器皿编号建立起符合数据管理的相关记录。之后只要在土号栏里输入任何一个编号，程序即显示编号所在页（即找到土号）并把光条停在编号对应的位置。因此由环刀号

识别（直剪或固结）试样的土号，避免无记录表的困惑。开土序号是自动递增的。

⑷程序根据容器编号检索其参数，并由此判断是何种试样。如８、９、１０、１２－１５、１８－２２所示。秤土时待天平稳定后按＜Insert＞键完成采样，并显示出经计算的结果。如果天平未连接到计算机上，可以直接输入天平读数。

⑸在固结试样的环刀“体积”栏输入一个标识符“Ｇ”自动加注到数值后，供程序自动检索土号和环刀高度，便于固结试验与计算。

⑹同一指标有两个以上的平行试验，显示并输出平均结果。若要指定某一结果为试验指标，可在该容器编号里键入‘＊’号供程序识别。

⑺界限含水量（即稠度）若采用搓条法，程序自动将含水量大的平均值作为液限，小的平均值作为塑限。如果只有液限含水量，程序将自动按经验公式计算塑限，用户可以编辑文件“WLWP.TXT”加入自己的液塑限经验公式。如为多点平行试验，可以在锥深栏输入字母“ｗ”指明此点为液限含水量。如果想使用试样的含水量作为液限，可在液塑限第一栏开头输入一个字母“＃”。

若采用液塑限联合测定法时，需在天平设置栏里选定锥深标准，操作时键入含水量相应的‘锥深’，并按规定取至少三个不同塑性的试样。程序会将图解成果在双对数坐标上显示出来。如１５－１６。如果试样超过３个，程序会自动在其中选择３个最佳组合作为试验结果，不用的试样数据在其含水量后加一星号，用户也可以自己在含水量后输入‘＊’号进行干预。

⑻测比重按２５－２９操作。如果未测比重，程序会按STANDARD．* 文件里的设定赋予比重经验值，并计算出干密度、饱和度。供选择指标时参考。

⑼土的岩性可依本地区、本单位的习惯，打开“CIZU.DAT””文件修改供描述选择的、用代码表示的专业词汇和短语。描述内容可按屏下提示选择代码，也可用其它汉字惯用的输入方法键入。移动提示内容用"－"、"＝"键。

⑽当光条停在“土号”上，按＜Ctrl＞＋＜Delete＞键，可将该土样的数据从数据文件中（包括该页所有数据）删除；若光条停留某一行，则只删除光条所在行的数据。

３.３三轴试验

三轴试验程序窗口如图，采样流程见框图。

试验方法含一个试样多级加载的ＵＵ、ＣＵ试验，无侧限压缩试验。试验过程中的采样操作可通过辅助功能键及相应菜单完成；亦可在仪器旁用手触摸测力计上传感器的静电感应部位，结合语音提示进行操作。

在百分表式传感器上有红、绿两色发光二极管，显示的意义如下：

绿灯闪烁──所有通道清零，仪器处于就绪状态。

红灯闪烁──轴位移传感器的位置（预留量程不够）须调，移动传感器直到红灯灭为止。

绿灯亮──仪器电机启动开始采样。

绿灯灭──试验结束，电机关闭。

采样操作要点介绍如下：

⑴试验参数（如１）中的几项内容是，

采样步长──是按采样１００点（即最大应变／１００）计算的。用户可按需要设定，当空缺时程序按应变２５％采１００点计算步长

加菏级数──程序区别一个试样是否做多级加载试验的参数。正常试验设１，大于１的数表示是多级加载。一个试样最多可设６级。正常试验一个土最多可有６个试样。

轴向应变──设置试验的最大应变作为控制试验终点的条件。试验中如出现峰值，程序将自动修改此值，再剪3%试验结束。欲使试验提前结束，可减小“轴向应变”或扩大“稳定值”标准。ＵＵ试验一个试样多级加载时，最大应变应为各级累加值。

稳定值──作一个试样多级加载试验，为判断试验终点（两个采样值之差Ｎ）而设定的

标准。单级加载试验时，非零值表示不判断峰值，只按最大应变控制试验结束。

⑵仪器动态显示窗内各种符号的数据反映当前的测试变化，其意义如下：

Ｐb──反压（kpa）

Ｐc──围压（ζ3）

Ｍ──轴向位移传感器的绝对值

ε──轴向应变（％）

μ──孔隙水压力（kpa）

Ｇ──加围压时表示初始孔隙水压力系数（Ｂ值）；排水固结时表示固结度

ｖ──体积变化量（ml）

Ｆ──轴向压力（N）

⑶系统的设置包括与三轴仪的电机相连，轴向力启、停受程序控制。打开辅助功能键Ｆ４（仪器状态），若干子菜单的意义如下：

开始试验──转变试验进程（相当于软件操作的回车键）指令。当操作者远离计算机时，用仪器前的操作开关具有相同效果，如２、５、１０、２２等。

开始剪切──启动电机施加轴向应变，试验转入采样。

暂停剪切──施加轴压暂停而程序并未终止。通常用于扩展（轴位移）量程，或排除某种故障。

倒车后退──根据需要启动电机反转，如１８。

修正零点──与此相配合有屏下提示，用于平移坐标使曲线通过原点，如１３。

修正应变──修正采样应变值，使曲线左移，不改变应力值。

三轴试验采样程序流程示意图

1 输入试验参数

↓

┌────── 2→按F4选开始试验▲

检查或作饱和处理↓说明

↑ 3 加围压

3A 按F4选放弃试验↓ qu试验的流程与UU相同

通道恢复空闲固结? n────┐只是不加围压

↑ y↓│

退荷←n〈B>95%?〉←y 测孔压? 4 │ CD试验的流程与CU相同

y└────→↓n │只是增加体变测量，

┌──────5→▲记录初始孔压与量管读数│加轴压时打开排水阀

│↓│

│┌──-→排水固结测孔压变化 6 │一个试样多级加载试验

│ n│↓│第二级后的围压值要

│终止固结?←─-n 固结度〉95%? ↓注意屏下的提示（围

│ y↓ y↓│压〉前级大主应力）

↑ 7 按F4选结束固结终止排水固结▲│

││↓│▲或用手触摸传感器上

│└───8→输入固结排水量│静电感应部位（操作

│↓│开关）

│ 9 加轴压前作仪器调试←-┘

│↓

│ 10 按F4选开始剪切▲

│↓

│11 选择轴向应变←─-n 多级剪? y─→选定终点控制标准 12

│└──────→┐┌←──────┘

│┌────┬─────→加密采样←───────────┐

││↑││

││按F4选修正零点←─-n 曲线过零点? │

││ 13 ↓y │

│└←─ n〈d=5mm?〉←──n 多级剪? y──→〈d=3mm?〉n ─→┘

│ y└──────→┐┌←──────┘y

│┌─-→按步长采样←─┬───────────┐

││↓└-23─按F4选开始剪切┐│

│ 14│出现异常? y─┐││

││ n↓└→▲按F4选暂停试验││

│└──n 试验终点? ↓↑│

│ y↓排除故障││

│ 15 多级剪? n───┐↓││

│ y↓│▲继续试验? y─┘│

│结束试验? y──┐│ n↓↑

│ n↓││按F4选放弃试验 24 │

│ 16 停机按提示加压││││

│↓│└─┐││

│┌────y ＣＵ试验? └─┐││系│

│↓ n↓↓↓│统│

│ 17 数据存盘加下级围压 20 数据存盘│待│

│↓↓│┌─-┘命│

│ 18 按F4选倒车后退围压稳定 21 ↓↓↑│

│↓↓通道恢复空闲-──┘│

└────加下级围压▲按F4选开始剪切▲────────────┘

19 22

结束固结──当排水固结的固结度不到９５％（孔压未完全消散）时，要转入下一步操作时选择这一功能。

结束试验──因某种原因须人为终止试验时按此键，并使采集数据存盘。

放弃试验──通道已就绪但需重新调试如３Ａ、或出现某种故障需结束试验时，用这种方式结束试验，以前的数据不存盘，如２４。

⑷如果测力环上不是百分表式的传感器，采用动态（程序）调试的方法对零。加轴压前目测各部大致接触，以求应力～应变曲线初始段能反映轴套磨擦力、不良接触影响的特征变化。通过平移曲线坐标（删点）的办法修正零点。

⑸加密采样是指测试最初５mm（多级加载试验是首级的前３mm），50um采样一次，共采100点（多级加载是60点）,然后按设置步长精简多余数据和采集以后数据，如12。

⑹如在试验过程中轴位移传感器量程不够，可按Ｆ３选‘暂停剪切’（绿灯灭）。调整传感器以扩大量程，再选择‘开始剪切’恢复轴压（绿灯亮），继续进行试验。

⑺ＣＤ试验的操作过程和ＣＵ试验相同，只是剪切时打开排水阀、采样时多一个体积变化量（应变速率仍需人工调整）。

⑻关于一个试样多级加载试验，按规定加次级围压时必须大于前级的大主应力，在输值时注意屏幕下的提示。每完成一次固结或轴压试验，数据自动存一次盘。

⑼在观察试验曲线时，如果按一下Ｆ８键，这时屏幕将同时显示在不同仪器上（ζ3不同）同一土样的试验曲线（土样号应输成一样），供相互参考对比。再按一下Ｆ８键，则恢复到只显示本页试样的试验曲线。

３.４直剪试验

直剪试验程序窗口如图，采样流程见框图。

采样操作的要点是：

直剪试验采样程序流程示意图

1 输入试验参数

┌──────────────────→↓←───────┬─────┐

│ 2 按F3选开始试验↑↑

│↓││

│通道就绪? n─→检查传感器初始值│

│ y↓│

│按F4至选择的仪器←──n 剪4点? 3 │

↑↓ y↓│

│按F4选放弃试验─-→调整应变速率 4 │

│↓│

│启动电机←─n 电机受程序控制? y→按F3选开始试验 5 │

│└──────→┐┌←───────┘│

│ 6 施加水平推力（应变）─┐│

│↓││

│仪器各部接触? n───┘│

│ y↓│

│┌─────-→采样 7 │

││↓│

│按F4选零点修正←─n 曲线过原点? 8 │

│ y↓│

│采样│

│↓│

│试验出现异常? n-──┐│

│ y↓││

│关机←n 电机受程序控制? ││

││ y↓││

││按F3选暂停剪切││

│└─────-→↓││

│检查原因│9 │

│↓││

│┌────────n 继续试验? ││

│↓ y↓││

│放弃启动电机←n 电机受程序控制? ││

│┌─y 试验记录? │ y↓││

││ n││按F3选开始剪切││

│││└─────→↓←─────┘│

│││┌───→采样←-───┐│

│按F4选全部放弃││↓││

│││└──-n 出现峰值? ││

││↓ y↓││

││按F3选结束试验 12 提示峰值出现││

│││↓││

│├←───┘剪位移达6mm? n──┘10 │

││↓y │

│├← y 有6次? ←──────y 是往复剪? │

│↓ n↓ n↓│

└←────y 继续剪? ┌────y 是４联剪? 13 │

│ n↓│ n↓│

│按F3选结束试验│剪完4点? n ───────────┘

│↓↓ y↓

└───┴────┴──→存盘停机恢复空闲──-→系统待命

⑴程序窗口里显示内容简要说明如下：

位移──测量剪位移传感器的绝对值（mm）。

速率──采集控制程序根据实测应变计算的速率（mm/min）。

Ｒ──测钢环变形传感器的当前值，在‘就绪’之前显示绝对值；在‘就绪’之后显示

钢环变形量（mm）。

Ｃ──各台仪器上钢环的率定系数（kpa/mm）。

Ｓ1－Ｓ4 １－４台仪器已测得的最大剪应力（kpa）。

η1－η 4 １－４台仪器当前测得的剪应力（kpa）。

Ｐ1－Ｐ4 １－４台仪器采集的剪应力数据（kpa）。

⑵控制试样进程的辅助功能键Ｆ３，当仪器是四联式就对本组仪器起作用。否则只控制系统连接的单台仪器。其中子菜单的意义如下：

开始试验──本组仪器通道“就绪”并置传感器当前位置为零。如２。

开始剪切──当仪器电机与系统连接时谓之“程控”，如5、9。选择此功能就能启动电机开始施加水平应变（速度须人工调）。

暂停剪切──因故暂时中断采样（电机受程序控制时停机）如9。

倒车后退──电机受程序控制时启动电机倒转恢复到仪器初始位置。

结束试验──未达选定剪位移强行结束本组试验（已采数据存盘）如１２。

⑶辅助功能键Ｆ４是控制单台仪器测试状态的，因此操作前应选准仪器对象（第一行子菜单的显示）。以下菜单的意义是：

强制采样──中止试验初始时的接触判断，强制开始采样。

放弃试验──因试样缺损或故障所选仪器从已就绪的本组仪器中退出如3。

全部放弃──因故中断本次试验，所采数据不存盘如１１。

修正零点──配合屏下提问修正本台仪器应力－应变曲线初始段如８。

⑷如果仪器电机未能与系统连接，开机、结束、倒车复位在听到语音提示时应及时进行人工操作。

⑸在试验数据区显示采集的数据（剪位移及剪应力）共６０个。在采样的同时动态地显示剪位移与剪应力关系曲线和强度曲线（剪位移达４mm后）。

⑹如果使用的仪器是四联剪，按Ｆ３键‘开始试验’后同组（４台）仪器的通道都就绪。电机启动后各台受力接触、开始采样、出现峰值、试验结束等，由程序分别判断。只有４台同时结束才生成数据文件存盘，通道恢复‘空闲’。

⑺如果使用的仪器是单台仪器，分两种情况：

Ａ. 使用４台仪器来模拟一台四联剪，操作步骤同上。４台的顺序可先可后。

Ｂ. 使用１台仪器来模拟一台四联剪，操作步骤同上。只是一次只剪一个土，每次更换一级荷重，一个土样重复４次，如１３。

⑻按标准最大剪位移是６mm，在位移４mm之前有峰值取峰值没有峰值以４mm的剪应力作最大剪应力。没有达到规定的剪位移量，试验不会自动存盘结束。如果发现有位移而不采样，多半是测位移的传感器初始位置需要调整（应在－３至－５mm）。

⑼在四联剪仪器上如果土样少于４个，可按Ｆ４在未做试验的仪器菜单上选择‘放弃试验’回车（出现‘空闲’）即可。如３。

⑽往复剪最多往复６次，试验后自动结束存盘。剪位移可在４－９mm间选择。当试验勿须做完６次提前结束时，按Ｆ３选‘结束试验’令数据存盘。

３.５固结试验

固结试验采样程序窗口如图，操作流程如框图。

首先用翻页〈Page〉键找到选定的仪器所在页。由于大孔黄土湿陷性试验的试验参数与正常土不同，在输入时注意区别。主要操作提示如下：

⑴动态显示窗里字符的意义是：

Ａ──试样面积（３０或５０ｃｍ2）；

ｄ──当前试样的沉降变形，减号后为仪器变形量（无校正值时为零）；

Ｒ──传感器的绝对值；

μ──作Ｋ。试验时显示侧压力值（ｋｐａ）；

Ｐ──当前的固结压力。

几个图标的含义是，固结容器上百分表的指针大概示意沉降量（小数部分）；时钟后显示本级压力固结的时间；砝码后显示的是施加下级压力的提示，吊盘上的砝码表示已加过压力的级数。

⑵采集数据显示窗里字符的意义是：

ｄ1──１小时的沉降量（mm）；

ｄ2──固结稳定的沉降量（mm）；

ζ3'──Ｋ。试验时的侧压力（kpa）；

⑶辅助功能键Ｆ３几个子菜单的作用是：

开始试验──令仪器通道‘就绪’并置传感器当前位置为零，如３。

强制采样──中止接触判断开始采样如７（相当于手动控制）。

修正零点──配合屏下提问修正沉降曲线初始段过原点，如８。

加速进程──在试验未达规定进程时令程序提前转入下一步操作.

结束试验──本级压力固结未达２４小时而要结束时按此键，如１５Ａ。

放弃试验──因故放弃或重新试验（已采数据不存盘）令仪器恢复到‘空闲’状态。

⑷辅助功能键Ｆ４几个子菜单的作用是：

禁止加荷──为防止误判在此状态下程序不接受有关加荷的指令,如９。

手动控制──令程序根据手触信号或强制采样指令，开始固结采样，如７。通常用于土较硬、荷重较小变形不明显时。

自动判定──程序规定首级压力要自判，如２。以后的作用是令程序根据瞬间变形开始固结采样，如１３、１８。

⑸辅助功能键Ｆ５使屏幕下部显示的内容是沉降曲线图，重复此键可以显示本页后续８台仪器的当前试验概况。便于了解整个试验进程。

⑹固结仪通常是试验室数量最多的仪器。为了方便查找，系统提供了如下快捷翻页的操作：

〈Ctrl〉＋〈Page Up〉直接翻到正在做试验的前一台（按编号）仪器

〈Ctrl〉＋〈Page Down〉直接翻到正在做试验的后一台（按编号）仪器

输入‘Ｇ＋仪器号’（如‘G03’）直接选择相应仪器（如第３台固结仪）

⑺程序设置１小时内采样８１点，７０分钟处有一点，１小时后半小时采一点，２４小时共采样１３０点（２４小时后继续采样，只保留最后１小时内读数）。１小时内的采样与测固结速率（Ｃv）有关，程序不接受新的加荷指令。１小时至７０分之间会自动存盘一次，如１０。因此这一时间不要关机，超过这段时间程序进入判稳阶段。再次开机，程序要等５分钟传感器稳定后才开始采样。在此时间不宜进行固结试验操作。

⑻在程序中已有物理试验的数据（.DAT）文件、并在固结环刀记录上加注标识符（Ｇ）的情况下，输入土号后会自动检索显示环刀号。反之，输入环刀号后程序自动检索显示土号。

⑼一定要等试验结束，才能生成最终数据文件。除了采集文件“*.GJD ”外，还生成一个标准 ASCII文件“*.GJP”。

⑽迂沉降过大的软土传感器量程将达下限时，加荷时红灯会闪亮。这时将传感器向下移直至绿灯闪亮为止。再按操作键绿灯闪两下，接着红绿灯亮，即可加荷如11、12。

⑾仪器变形量的输入，可调出“CORRECT.GJY”文件。按格式将变形量逐个输入后存盘。迂试验压力与校正压力不同时程序会自动按内插外延计算赋值。

⑿‘自重压力’是根据本土样密度和所处深度计算的上覆土压力。

⒀黄土湿陷性试验单线法的试验和过程，与标准固结基本相同。操作时只是将湿陷过程和溶滤过程，各当成一次加荷过程。选择荷重序列时应注意：

⊙在湿陷过程要测量湿陷变形，将湿陷点处的实际压力选择两次。例如实际荷重序列是50,100,200,400,kpa，浸水时的压力为400kpa，设置的荷重序列为50,100,200,400,400,kpa。如２０。

⊙在溶滤过程要测量溶滤变形，将湿陷点处的实际压力选择三次。例如按上例设置的荷重序列为50,100,200,400,400,400,kpa。

⒁黄土湿陷性试验双线法的试验和过程，与标准固结基本相同。只是试验同时使用两台仪器。输入土号时，在浸水试样土号后加“ｓ”作为浸水试样的土号，并分别选择相应的荷重序列，以便数据处理时（先读入浸水试验数据，再读入未浸水试验数据，否则出错）程序自动识别。未浸水试样可以按照单线法进行试验处理。如２１。

在实际的试验过程中程序会根据浸水点处两个试样的具体沉降大小，选择沉降大的试样为浸水试样，并进行相应调整，语音提示进行浸水操作。

⒂用Ｋ。容器替换固结容器，用压力传感器测试样的侧向受力，就可利用本系统采集静止侧压力系数（Ｋ。）试样的数据。

固结试验采样程序流程示意图

1 输入试验参数

↓

┌────2→置加荷控制于自动判定

│↓

│▲按操作开关开始试验 3

│↓说明：调整传感器至绿灯亮←───y 红灯闪? 4 黄土的试验参数

n↓按３.５⒀输入

┌────────5→▲通道就绪（红绿灯亮）▲号表示用手触摸

│↓传感器上的静电感

│ 6 加荷应部位（操作开关）

↑↓

│红绿灯灭? n─→手动控制▲7

│ y↓│

│┌──────→采样←─────┘

││↓

│按F3修正零点←──n 曲线过原点? 8

│ y↓

│置加荷控制于禁止加荷 9

│↓

│┌──→采样

││↓

│└──n １小时?

│ y↓

│ 10 前一小时数据存盘

│↓

│┌──y 加荷?←─y 快速法?

││ n│↓n

│││半小时一次采样判稳←────┬───┐

│↓│↓ n││

││└─→是否相对稳定? n────→24小时? │

││ y↓ y││

│└-──┐提示稳定 14 ││

┌-──→┤│↓↓│

││├←───y 加荷?←15 ──┐加荷? n─┘

扩展量程││ n↓采样 y│

↑ n││ 16 24小时? n-──┘│

└─-y 红灯闪? ↓↓y │

↑│结束本级固结存盘 17 │

15A 按操作开关│↓↓

↑├←─── y 加荷? │

置加荷控制│ n↓│

18 于自动或手动←-─┤ 9 通道恢复空闲──→系统待命│

└←-───────────────┘

四、数据处理

以数据来源区分有自动采集和人工记录键盘输入。前者一经采样结束就自动计算成果，尤

其是物理试验边采样、边计算，屏幕上显示的是计算结果，凡是经系统各程序处理的数据，均自动生成经压缩的档案文件。它们可以按事先设计好的各种格式成果表输出单项试验成果，以及象土工试验成果总表那样的汇总成果。数据处理软件功能如框图示意：

┌──────┐┌──┐

流程方向→┌┤含水量、密度├┐│输出│

│├──────┤││各种│

┌────┐├┤界限含水量├┤│物理│

┌─┐┌┤物理试验├┤├──────┤├┤试验├──┐

│自││└────┘├┤比重试验├┤│成果││

│动│││├──────┤││生成│┌─┴┐

┌┤采├┤└┤土样岩性描述├┘│.DAT││汇总│

││集││┌────┐└──────┘│文件││土工│┌─┐││数│├┤三轴试验├含无侧限压缩试验─┐└──┘│试验│

│数│││据││├────┤│┌──┐│成果│

│据││└─┘├┤直剪试验├含往复剪试验││输出││总表│

│├┤│├────┤││单项││生成│

│处││└┤固结试验├含黄土、Ｋ。试验││试验││.RPT│

│理││└────┘├┤成果││文件│

└─┘│┌─┐┌────┐││生成│└┬┬┘

││人│┌┤颗粒分析├粒组含量级配曲线││.ARD│││

││工││├────┤││文件├─┘│

││输│├┤渗透试验├变、常水头土样管│└──┘│

└┤入├┤├────┤││

│数│├┤击实试验├绘制曲线判求ρdmax││

│据││├────┤││

└┬┘└┤收缩试验├绘含水量线缩率曲线┘│

│└────┘│

└────────────────────────┘

４.１数据处理系统主菜单与辅助功能键的作用

在ＤＯＳ提示符下键入：ＣＤ＼ＴＧＳＹ（回车）

ＴＧ（回车），即可进入本系统。

在WIN9X/NT下，双击TG.EXE或TG的快捷方式，即可进入本系统。

如需在WIN95或98系统下进入DOS，开机启动时按F4键、或按F8键选COMMAND ONLY方式。

进入系统操作界面后，屏幕上端显示的是主菜单，下端则是辅助主菜单操作的功能键。打开主菜单可以看到多级菜单的构成。如果启动２０秒内不作任何操作，系统自动进入演示状态。转入下一演示过程按空格键，退出演示按＜Esc＞键。

４.１.１单项试验数据处理主菜单、次级菜单的内容及功能说明如下：

┌────┐

┌┤时间设置├设置或校准日期和时间

│├────┤

├┤数据采集├转入各项试验数据采集程序的操作界面

高速数据采集系统设计

高速数据采集系统 设计

基于FPGA和SoC单片机的 高速数据采集系统设计 一．选题背景及意义 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工业控制和科学研究中已成为必不可少的部分。高速数据采集系统在自动测试、生产控制、通信、信号处理等领域占有极其重要的地位。随着SoC单片机的快速发展，现在已经能够将采集多路模拟信号的A/D转换子系统和CPU核集成在一片芯片上，使整个数据采集系统几乎能够单芯片实现，从而使数据采集系统体积小，性价比高。FPGA为实现高速数据采集提供了一种理想的实现途径。利用FPGA高速性能和本身集成的几万个逻辑门和嵌入式存储器块，把数据采集系统中的数据缓存和控制电路全部集成在一片FPGA芯片中，大大减小了系统体积，提高了灵活性。FPGA 还具有系统编程功能以及功能强大的EDA软件支持，使得系统具有升级容易、开发周期短等优点。 二．设计要求 设计一高速数据采集系统，系统框图如图1-1所示。输入模拟信号为频率200KHz、Vpp=0.5V的正弦信号。采样频率设定为25MHz。经过按键启动一次数据采集，每次连续采集128点数据，单片机读取128点数据后在LCD模块上回放显示信号波形。

图1-1 高速数据采集原理框图 三．整体方案设计 高速数据采集系统采用如图3-1的设计方案。高速数据采集系统由单片机最小系统、FPGA最小系统和模拟量输入通道三部分组成。输入正弦信号经过调理电路后送高速A/D转换器，高速A/D 转换器以25MHz的频率采样模拟信号，输出的数字量依次存入FPGA内部的FIFO存储器中，并将128字节数据在LCD模块回放显示。 图3-1 高速数据采集系统设计方案 四．硬件电路设计 1.模拟量输入通道的设计 模拟量输入通道由高速A/D转换器和信号调理电路组成。信号调理电路将模拟信号放大、滤波、直流电平位移，以满足A/D转换器对模拟输入信号的要求。

大学毕业设计---基于网络的数据采集系统

毕业设计（论文）论文题目：基于网络的数据采集系统

摘要 “数据采集”是指将温度、压力、流量、位移等模拟量采集转换成数字量后，在由计算机进行存储、处理、显示或打印相应的系统称为数据采集系统。 本文简要介绍了嵌入式TCP/IP协议单片机在网络通信中的数据传输技术。将TCP/IP协议嵌入到单片机中，借助网卡芯片ZNE--100 实现了单片机在局域网内和通过局域网在因特网上的数据传输。用户终端以单片机系统板为媒介，通过网络与远程数据终端实现数据通信。 关键词：TCP/IP协议单片机因特网局域网网卡芯片

ABSTRACT "Data Acquisition" refers to the temperature, pressure, flow, displacement, such as analog-digital conversion acquisition, by the computer storage, processing, display or print the corresponding system known as the Data Acquisition System. This paper introduces the embedded TCP / IP protocol SCM in the data communications network transmission technology. Will be TCP / IP protocol embedded in the microcontroller, with chip card ZNE - 100 realization of the SCM in LAN and through LAN Internet data transmission. User terminals to SCM system board for the media, through the network and remote data terminals for data communications. Key words: TCP / IP microcontroller Internet LAN card chip

数据采集系统微机原理课设

微型计算机原理及接口技 术课程设计 学院：专业：班级：学号：姓名：指导教师： 第一部分 课程设计任务书 、设计内容（论文阐述的问题） 设计一个数据采集系统 基本要求：要求具有 8 路模拟输入 输入信号为 0 —— 500mV 采用数码管 8 位，显示十进制结果 输入量与显示误差 <1%

发挥部分： 1、速度上实现高精度采集 2、提高系统精度 3、设计抗干扰性 二、设计完成后提交的文件和图表 1. 计算说明书部分： 数据采集是指将压力、流量、温度、位移等模拟量转换成数字量后，再由计算机进行存储、处理、显示、或打印的过程，相应的系统就称为数据采集系统。 数据采集的任务，就是采集传感器输出的模拟信号并转换成计算机能识别的数字信号，然后送入计算机进行相应的计算和处理，取得所需的数据。同时，将计算机得到的数据进行显示或打印，以便实现对某些物理量的监控。 数据采集性能的好坏，主要取决于他的精度和速度。在保证精度的条件下，应有尽可能高的采样速度。 数据采集系统应具有功能： 1）数据采集 计算机按照选定的采样周期，对输入到系统的模拟信号进行采样，称为数据采集。 （2）模拟信号处理模拟信号是指随时间连续变化的信号，模拟信号处理是指模拟信号经过采样和 A/D 转换输入计算机后，要进行数据的正确性判断、标度变换、线性化等处理。 （3）数字信号处理数字信号处理是指数字信号输入计算机后，需要进行码制的转换处理，如 BCD 码转 换成 ASCII 码，以便显示数字信号。 （4）屏幕显示 就是用各种显示装置如 CRT、 LED 把各种数据以方便于操作者观察的方式显示出来。

（5）数据存储 数据存储是就是将某些重要数据存储在外部存储器上。 在本次设计中，我们采用 8259 作为中断控制器， 8255 作为并行接口， ADC0809 作为模数转换器。 2、图纸部分： 含有总体设计的功能框图、所用各种器件的引脚图、内部逻辑结构框图以及相应器件的真值表，还包括总设计的硬件连接图及软件设计流程图等。 第二部分 一、设计指标设计一个数据采集系统基本要求 :微型计算机最小系统 具有 8 路模拟输入 输入信号为 0 —— 500mV 采用数码管8位，显示十进制结果 输入量与显示误差＜1% 中断方式 二、设计方案论证 考虑本数据采集系统要求，该系统的功能框图如下： LEDfi 示 1--- TT----- 模拟量籀人‘；放大器 =A/D转换器二;中断控制器一「8088CPU | 图1系统功能框图

WEB数据采集系统

WEB数据采集系统 一.概述 面对互联网海量的信息，政府机关、企事业单位和研究机构都迫切希望获取与自身工作相关的有价值信息，如何方便快捷地获取这些信息就变得至关重要了。如果采用原始的手工收集方式，费时费力且毫无效率，面对越来越多的信息资源，劳动强度和难度可想而知。因此，现代的政府和企业都迫切需要一种能够提供高质量和高效运作的信息采集解决方案。 本系统针对不同行业用户的应用需求，以抓取互联网为目的，实现在用户自定义规则下，从互联网中抓取指定信息。抓取的信息可存入数据库或直接入库发送至指定栏目，实现网站信息及时更新和数据量提升，从而使得搜索引擎收录量提升，扩大企业信息宣传推广力度。 二.典型应用 1. 政府机关 ●实时跟踪、采集与业务工作相关的信息来源。 ●全面满足内部工作人员对互联网信息的全局观测需求。 ●及时解决政务外网、政务内网的信息源问题，实现动态发布。 ●快速解决政府主网站对各地级子网站的信息获取需求。 ●全面整合信息，实现政府内部跨地区、跨部门的信息资源共享与有效 沟通。 ●节约信息采集的人力、物力、时间，提高办公效率。

2. 企业 ●实时准确地监控、追踪竞争对手动态，是企业获取竞争情报的利器。 ●及时获取竞争对手的公开信息以便研究同行业的发展与市场需求。 ●为企业决策部门和管理层提供便捷、多途径的企业战略决策工具。 ●大幅度地提高企业获取、利用情报的效率，节省情报信息收集、存 储、挖掘的相关费用，是提高企业核心竞争力的关键。 ●提高企业整体分析研究能力、市场快速反应能力，建立起以知识管 ，是提高企业核心竞争力的神经中枢。 理为核心的“竞争情报数据仓库” 3. 新闻媒体 ●快速准确地自动采集数信息。 ●支持每天对数万条新闻进行有效抓取。 ●支持对所需内容的智能提取、审核。 ●实现互联网信息内容采集、浏览、编辑、管理、发布的一体化。三. 系统构架 工作过程描述 采集的目的就是把对方网站上网页中的某块文字或者图片等资源下载到自己的站网上，这个过程需要做如下配置工作：下载网页配置，解析网页配置，修正结果配置，数据输出配置。如果数据符合自己要求，修正结果这步可省略。配置完毕后，把配置形成任务(任务以XML格式描述)，采集系统

微机原理与接口技术硬件实验报告

微原硬件实验报告 班级：07118 班 学号：070547 班内序号：26 姓名：杨帆

实验一熟悉实验环境及IO的使用 一，实验目的 1. 通过实验了解和熟悉实验台的结构,功能及使用方法。 2. 通过实验掌握直接使用Debug 的I、O 命令来读写IO 端口。 3. 学会Debug 的使用及编写汇编程序 二，实验内容 1. 学习使用Debug 命令,并用I、O 命令直接对端口进行读写操作, 2.用汇编语言编写跑马灯程序。(使用EDIT 编辑工具)实现功能 A.通过读入端口状态(ON 为低电平),选择工作模式(灯的闪烁方式、速度 等)。 B.通过输出端口控制灯的工作状态(低电平灯亮) 三，实验步骤 1.实验板的IO 端口地址为EEE0H 在Debug 下, I 是读命令。(即读输入端口的状态---拨码开关的状态) O 是写命令。(即向端口输出数据---通过发光管来查看) 进入Debug 后, 读端口拨动实验台上八位拨码开关 输入I 端口地址回车 屏幕显示xx 表示从端口读出的内容,即八位开关的状态ON 是0,OFF 是 1 写端口 输入O 端口地址xx (xx 表示要向端口输出的内容)回车 查看实验台上的发光二极管状态,0 是灯亮,1 是灯灭。 2. 在Debug 环境下,用a 命令录入程序,用g 命令运行 C>Debug -a mov dx, 端口地址 mov al,输出内容 out dx, al

mov ah, 0bh int 21h or al, al jz 0100 int 20h -g 运行查看结果，修改输出内容 再运行查看结果 分析 mov ah, 0bh int 21h or al, al jz 0100 int 20h 该段程序的作用 3.利用EDIT 工具编写汇编写跑马灯程序程序 实现功能 A.通过读入端口状态(ON 为低电平),选择工作模式(灯的闪烁方式、速度等)。 B.通过输出端口控制灯的工作状态(低电平灯亮) C>EDIT 文件名.asm 录入程序 按Alt 键打开菜单进行存盘或退出 编译文件 C>MASM 文件名.asm 连接文件 C>LINK 文件名.obj 运行文件或用Debug 进行调试。 四，程序流程图

等间距采样的高速数据采集系统设计

等间距采样的高速数据采集系统设计 郝亮,孟立凡,刘灿,高建中 (中北大学仪器科学与动态测试教育部重点实验室,太原030051) 摘要:简单介绍通过对窄脉冲等间距采样来测试电缆故障的基本原理,分析其脉冲的特点和处理要求;采用F PGA和MSP430F149作为主控芯片,设计了单路多次低速数据采集系统;利用Quartus II软件编写主控程序,并在Modelsim下进行仿真验证。实验结果表明,该系统方案切实可行,可有效解决电缆故障测距过程中的高精度数据采集问题。 关键词:等间距采样;数据采集;MSP430F149;F PGA 中图分类号:TN98文献标识码:B H igh2spe ed Data Acquisition System Based on Equidistance Sampling Hao Liang,Meng Lifan,Liu Can,Gao Jianzhong (Inst ruments Science and Dynamic Measurement Ministry of Education Key Laboratory, North University of China,T aiyuan030051,China) A bstract:T he basic principle of testing cable faults wit h narrow2pulse equidistance sampling is described.Pulse characteristics and pro2 cessing requirements are analyzed.The single2line repeated low2speed dat a acquisition system is designed with FPGA and MSP430F149 as main control chips.Main control procedures are programmed in Quartus II and simulated in Modelsim.Experimental result shows that t he system is practical,and the problem of high2precision data acquisition in the process of cable fault location is resolved effectively. K ey words:equidist ance sampling;data acquisit ion;MSP430F149;FPGA 引言 电缆故障是通信行业中的常见故障,而电缆测距是排除故障的前提条件。准确的电缆测距可以缩短发现故障点的时间,利于快速排除故障,减少损失。窄脉冲时域反射仪利用时域反射技术来测定电缆断点位置,可以同时检测出同轴传输系统中多个不连续点的位置、性质和大小。窄脉冲信号持续的时间非常短暂,为了能够有效地捕捉到窄脉冲信号,对A/D采样率和处理器速率提出了较高的要求,传统的数据采集已经不能满足系统设计需求。本文介绍的单路多次低速数据采集方案硬件结构简单,成本低,能够满足系统设计要求。 1系统设计理论依据 根据电磁波理论,电缆即传输线。假若在电缆的一端发送一探测脉冲,它就会沿着电缆进行传输,当电缆线路发生障碍时会造成阻抗不匹配,电磁波会在障碍点产生反射。在发射端,由测量仪器将发送脉冲和反射脉冲波形记录下来。实际测试中,具体障碍的波形有所差异:断线(开路)障碍时,反射脉冲与发射脉冲极性相同;而短路、混线障碍时,反射脉冲与发射脉冲极性相反。波形如图1所示。 图1发射脉冲与反射脉冲波形 设从发射窄脉冲开始到接收到反射脉冲波的时间为$t,则: l=v#$t 2 其中,v为脉冲波在电缆中的传输速度;l为电缆故障点与脉冲波送入端的距离。 由以上分析可知,在同一个固定障碍的线路上多次送入同一脉冲电压,其反射脉冲将同样地在同一位置多次出现。 要实现对反射窄脉冲的捕获和1m的测距分辨率(在波速为200m/L s的情况下),则$t= 2l v =2@1 200 =0.01L s =10ns。即要求抽样的时间分辨率为10ns,对应的数据采集系统频率高达100MHz。同时,最大测量范围是2km 时,要求发射脉冲的重复周期T= 2l v =2@2000 200 =20L s。

数据采集系统

目录 摘要 第１章引言 (3) 第２章研华ADAM模块简介 (4) 第2.1节 ADAM4017模拟量输入模块 (4) 第2.2节 ADAM-4520 隔离转换器 (4) 2.2.1 RS-232接口和RS-485接口 (5) 第3章监控组态软件概述 (7) 第3.1节组态与监控组态软件 (7) 第3.2节组态王6.5的介绍 (7) 3.2.1 组态王6.5的程序组成 (8) 3.2.2 组态王6.5变量和命令语言 (10) 第4章数据采集系统的总体结构 (12) 第4.1节数据采集系统的硬件结构 (12) 第4.2节数据采集系统的监控界面设计 (13) 4.2.1 通讯组态 (13) 4.2.2 画面组态 (19) 第5章结论 (24) 参考文献 (26) 致谢 (27)

摘要 文章介绍了以数据采集模块，通讯模块和监控组态软件为基础的多通道模拟量数据采集系统。系统采用研华ADAM40178通道A/D模块进行现场数据的采集，通过研华ADAM4520模块传输到计算机，利用组态王软件对数据进行分析处理,并实时显示数据。 本系统数据库技术、计算机图形接口技术于一体, 实现了系统的动态显示、报警、数据记录, 并提供友好的人机界面, 可靠性高、可维护性强。 关键词：数据采集系统；ADAM4017；ADAM4520；组态王软件 Abstract This article introduced a data acquisition system based on data acquisition module，communication module and monitoring and control configuration software.It use YanHua ADAM4017 PLC to make acquisition of those field data.Then we use YanHua ADAM4520 module to transmite to the computer making data processing and analysis with Kingview softwre and at the same time ，displaying the data. This system includes control technology，database technology and computer graphics interface technology，it achieves dynamic display and warning，data records. In addition，our system provides friendly man-machine interface with advantages such as high reliability and good maintainability. Keywords：data acquisition system，ADAM4017，ADAM4520，Kingview softwre

多路数据采集系统设计毕业论文

多路数据采集系统设计毕业论文 第1章绪论 1.1 多路数据采集系统介绍 随着工、农业的发展，多路数据采集势必将得到越来越多的应用，为适应这一趋势，作这方面的研究就显得十分重要。在科学研究中，运用数据采集系统可获得大量的动态信息，也是获取科学数据和生成知识的重要手段之一。总之，不论在哪个应用领域中，数据采集与处理将直接影响工作效率和所取得的经济效益。 此外，计算机的发展对通信起了巨大的推动作用。算机和通信紧密结合构成了灵活多样的通信控制系统，也可以构成强有力的信息处理系统,这样对社会的发展产生了深远的影响。数据通信是计算机广泛应用的必然产物[2]。 数据采集系统，从严格的意义上来说，应该是用计算机控制的多路数据自动检测或巡回检测，并且能够对数据实行存储、处理、分析计算以及从检测的数据中提取可用的信息，供显示、记录、打印或描绘的系统。 数据采集系统一般由数据输入通道，数据存储与管理，数据处理，数据输出及显示这五个部分组成。输入通道要实现对被测对象的检测，采样和信号转换等

工作。数据存储与管理要用存储器把采集到的数据存储起来，建立相应的数据库，并进行管理和调用。数据处理就是从采集到的原始数据中，删除有关干扰噪声，无关信息和必要的信息，提取出反映被测对象特征的重要信息。另外，就是对数据进行统计分析，以便于检索；或者把数据恢复成原来物理量的形式，以可输出的形态在输出设备上输出，例如打印，显示，绘图等。数据输出及显示就是把数据以适当的形式进行输出和显示。 由于RS-232在微机通信接口中广泛采用，技术已相当成熟。在近端与远端通信过程中，采用串行RS-232标准，实现PC机与单片机间的数据传输。在本毕业设计中对多路数据采集系统作了初步的研究。本系统主要解决的是怎样进行数据采集以及怎样进行多路的数据采集，并将数据上传至计算机[2]。 1.2 设计思路 多路数据采集系统采用ADC0809模数转换器作为数据采集单元和AT89C51单片机来对它们进行控制,不仅具有控制方便、简单和灵活性大等优点,而且可以大幅度提高采集数据的灵敏度及指标。通过MAX232电平转换芯片实现单片机与PC 机的异步串行通信，设计中的HD7279实现了键盘控制与LED显示显示功能。本文设计了一种以AT89C51和ADC0809及RS232为核心的多路数据采集系统。 多路数据采集系统就是通过键盘控制选择通路，将采集到的电压模拟两转换成数字量实时的送到单片机里处理从而显示出采集电压和地址值，最终控制执行单片机与PC机的异步串行通信。 连接好硬件后，给ADC0809的三条输入通路通入直流电压。4-F键为功能键，4-E键为复位键，F键为确认键。1－3键为通道选择键，分别采集三个通道的数据值并实时显示出数值和地址值。结合单片机RS232串口功能还实现了与PC机的异

微机原理课程设计 电压报警器实验报告

南通大学电子信息学院 微机原理课程设计 报告书 课题名： 班级： 姓名： 学号： 指导老师： 日期: xxx

目录 1.设计目的 (2) 2.设计内容 (2) 3.设计要求 (2) 4.设计原理 (3) 5.硬件电路图 (3) 6.程序代码 (5) 7.程序及硬件系统调试情况 (19) 8.设计总结与体会 (19) 一、设计目的

课程设计是培养和锻炼学生在学习完本门课后综合应用所学理论知识，解决实际工程设计和应用问题的能力的重要教学环节。它具有动手、动脑和理论联系实际的特点，是培养在校工科大学生理论联系实际、敢于动手、善于动手和独立自主解决设计实践中遇到的各种问题能力的一个重要教学环节。 通过课程设计，要求学生熟悉和掌握微机系统的软件、硬件设计的方法、设计步骤，使学生得到微机开发应用方面的初步训练。让学生独立或集体讨论设计题目的总体设计方案、编程、软件硬件调试、编写设计报告等问题，真正做到理论联系实际，提高动手能力和分析问题、解决问题的能力，实现由学习知识到应用知识的初步过渡。通过本次课程设计使学生熟练掌握微机系统与接口扩展电路的设计方法，熟练应用8086汇编语言编写应用程序和实际设计中的硬软件调试方法和步骤，熟悉微机系统的硬软件开发工具的使用方法。 通过课程设计实践，不仅要培养学生事实求是和严肃认真的工作态度，培养学生的实际动手能力，检验学生对本门课学习的情况，更要培养学生在实际的工程设计中查阅资料，撰写设计报告表达设计思想和结果的能力。 二、设计内容 设计一个电压报警器，要求采集实验箱提供的0~5V的电压，当输入电压在3V以内，显示电压值，如2.42。当输入电压超过3V，显示ERR，并报警。电压值可在七段数码管显示，点阵广告屏显示或液晶屏显示。报警形式自行设计，可用灯光闪烁表示，蜂鸣器鸣响报警等形式。（电压值以一种方式正确显示，无报警◆）（电压值以一种方式正确显示，且有一种形式的报警◆）（电压值以2 种方式正确显示，且有2种形式的报警★）（电压值以3种方式正确显示，且有2种形式的报警★☆） 三、设计要求 在课程设计时，2~4人一组，在教师指导下，各组可以集体讨论，但设计报告由学生独立完成，不得互相抄袭。教师的主导作用主要在于指明设计思路，启发学生独立设计的思路，解答疑难问题和按设计进度进行阶段审查。学生必须发挥自身学习的主动性和能动性，主动思考问题、分析问题和解决问题，而不应处处被动地依赖指导老师。同组同学要发扬团队协作精神，积极主动的提出问题、解决问题、讨论问题，互相帮助和启发。

微机原理课程设计报告--数据采集系统三(中断法)

微机原理课程设计 课设题目：数据采集系统三（中断法） 实验者姓名： 实验者学号： 学院： 数据采集系统三（中断法） 一、实验目的 进一步掌握微机原理知识，了解微机在实时采集过程中的应用，学习、掌握编程和程序调试方法。 二、实验内容 1、用中断法，将ADC 0809通道0外接0 ~ 5V电压，转换成数字量后，在七段LED 数码管上，以小数点后两位（几十毫伏）的精度，显示其模拟电压的十进值；0809通道0的数字量以线性控制方式送DAC0832输出,当通道0的电压为5V时,0832的OUT为0V, 当通道0的电压为0时,0832的OUT为2.5V；此模拟电压再送到ADC 0809通道1，转换后的数字量在CRT上以十六进制显示。 2、ADC 0809 的CLK 脉冲，由定时器8254的OUT0提供；ADC 0809的EOC信号，用作8259中断请求信号。 3、要有较好的人机对话界面；控制程序的运行。 三、总体设计 1 、ADC 0809的IN0采集电位器0 — 5V电压,IN1采集0832输出的模拟量。 2 、DAC 0832将ADC 0809的IN0数字量后重新转换成模拟量输出。 3、8259用于检测ADC 0809转换是否结束和向CPU发送INTR信号 4、 8255为七段LED数码管显示提供显示驱动信息。 5、七段LED数码管显示ADC 0809的IN0的值。 6、8254提供ADC 0809的采样时钟脉冲。 7、有良好的人—机对话界面。系统运行时，显示主菜单，开始数据采集, 在数据采集时, 主键盘有键按下, 退出返回DOD系统。 四、硬件设计 因采用了PC机和微机实验箱, 硬件电路设计相对比较简单, 主要利用微机实验箱上的8255并行口、ADC 0809、DAC 0832、七段LED数码管单元、8254定时/计数器、74LS574输出接口、电位器等单元电路, 就构成了数据采集系统, 硬件电原理框图4-3-1所示。 五、软件设计 本设计通过软件编程，实现模/数转换器0809分别对IN0 0-5V直流电压的采样,和

5 Gsps高速数据采集系统的设计与实现

5 Gsps 高速数据采集系统的设计与实现 摘要：以某高速实时频谱仪为应用背景，论述了5 Gsps 采样率的高速数据采集系统的构成和设计要点，着重分析了采集系统的关键部分高速ADC(analog to digital，模数转换器)的设计、系统采样时钟设计、模数混合信号完整性设计、电磁兼容性设计和基于总线和接口标准(PCI Express)的数据传输和处理软件设计。在实现了系统硬件的基础上，采用Xilinx 公司ISE 软件的在线逻辑分析仪(ChipScope Pro)测试了ADC 和采样时钟的性能，实测表明整体指标达到设计要求。给出上位机对采集数据进行处理的结果，表明系统实现了数据的实时采集 存储功能。关键词：高速数据采集；高速ADC；FPGA；PCI Express 高速实时频谱仪是对实时采集的数据进行频谱分析，要达到这样的目的，对数据采集系 统的采样精度、采样率和存储量等指标提出了更高的要求。而在高速数据采集 系统中，ADC 在很大程度上决定了系统的整体性能，而它们的性能又受到时钟质量的影响。为满足系统对高速ADC 采样精度、采样率的要求，本设计中提 出一种新的解决方案，采用型号为EV8AQ160 的高速ADC 对数据进行采样；考虑到ADC 对高质量、低抖动、低相位噪声的采样时钟的要求，采用AD9520 为5 Gsps 数据采集系统提供采样时钟。为保证系统的稳定性，对模数混合信号完整性和电磁兼容性进行了分析。对ADC 和时钟性能进行测试，并给出上位 机数据显示结果，实测表明该系统实现了数据的高速采集、存储和实时后处理。 1 系统的构成高速数据采集系统主要包括模拟信号调理电路、高速ADC、高速时钟电路、大容量数据缓存、系统时序及控制逻辑电路和计算机接口电路等。图1 所示为5 Gsps 高速数据采集系统的原理框图。所用ADC 型号为EV8AQ160，8 bit 采样精度，内部集成4 路ADC，最高采样率达5 Gsps，可以工作在多种模式下。通过对ADC 工作模式进行配置，ADC 既可以工作在采样

基于物联网的数据采集系统设计

毕业设计（论文）课题基于物联网技术的数据采集终端的设计学院电子信息工程学院 专业（方向）应用电子技术 班级电子112 学号 7 姓名尹露露 完成日期2013-11 指导教师束慧

基于物联网技术的数据采集终端的设计 摘要 目前，数据采集一直是工业控制设备的主要组成部分，设计高精度的AD采集终端，对系统的性能很重要，目前随着物联网技术的不断发展，为现场信号采集和传输提供了一种新的方法，本课题在于探索和研究一种基于物联网技术的数据采集终端。本系统由单片机控制模块、AD采集模块、液晶显示模块、时钟模块、温度模块、无线通讯模块等组成，可实现现场数据的实时准确采集。 关键词：物联网技术，高精度，数据采集，通讯 Abstract At present,?the data acquisition?is the main?part of?industrial control equipment. The performance of AD?acquisition terminal?design of high precision?for the system?is very important. At present,?with the?continuous development of?the Internet of things technology. It provides a?new?method for?data acquisition?and transmission. This paper?is to explore?and study?a?IOT based?data acquisition terminal. The system is composed of MCU control module,?AD?data acquisition module, LCD module,?clock module,?temperature?module,?wireless?communication module. It can realize accurate?real-time?field data. Keywords: Internet of things technology, High precision, Data acquisition, Communication

数据采集系统

湖南工业大学科技学院 毕业设计（论文）开题报告 （2012届） 教学部：机电信息工程教学部 专业：电子信息工程 学生姓名：肖红杰 班级： 0801 学号 0812140106 指导教师姓名：杨韬仪职称讲师 2011年12 月10 日

题目：基于单片机的数据采集系统的控制器设计 1.结合课题任务情况，查阅文献资料，撰写1500～2000字左右的文献综述。 近年来，数据采集及其应用技术受到人们越来越广泛的关注，数据采集系统在各行各业也迅速的得到应用。如在冶金、化工、医学、和电器性能测试等许多场合需要同时对多通道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和处理，信号波形显示、自动报表生成等处理，这些都需要数据采集系统来完成。但很多数据采集系统存在功能单一、采集通道少、采集速率低、操作复杂、并且对操作环境要求高等问题。人们需要一种应用范围广、性价比高的数据采集系统，基于单片机的数据采集系统具有实现处理功能强大、处理速度快、显示直观，性价比高、应用广泛等特点，可广泛应用于工业控制、仪器、仪表、机电一体化，智能家居等诸多领域。总之，无论在那个应用领域中，数据采集与处理越及时，工作效率就超高，取得的经济效益就越大。 数据采集系统的任务，就是采集传感器输出的模拟信号转换成计算机能识别的信号，并送入计算机，然后将计算得到的数据进行显示或打印，以便实现对某些物理量的监测，其中一些数据还将被生产过程中的计算机控制系统用来控制某些物理量。 数据采集系统的市场需求量大，特别是随着技术的发展，可用数据器为核心构成一个小系统,而目前国内生产的主要是数据采集卡，存在无显示功能、无记忆存储功能等问题，其应用有很大的局限性，所以开发高性能的，具有存储功能的数据采集产品具有很大的市场前景。 随着电子技术的迅速发展，，一些高性能的电子芯片不断推出，为我们进行电子系统设计提供的更多的选择和更多的方便，单片机具有体积小、低功耗、使用方便、处理精度高、性价比高等优点，这些都使得越来越广泛的选用单片机作为数据采集系统的核心处理器。一些高性能的A/D转换芯片的出现也为数据采集系统的设计提供了更多的方便，无论是采集精度还是采样速度都比以前有了较大的提高。其中一些知名的大公司如MAXIM公司、TI公司、ADI公司都有推出性能比效突出的 A/D转换芯片，这些芯片普通具有低功耗、小尺寸的特点，有些芯片还具有多通道的同步转换功能。这些芯片的出现，不仅因为芯片价格便宜，能够降低系统设计的成本，而且可以取代以前繁琐的设计方法，提高系统的集成度。 数据采集器是目前工业控制中应用较多的一类产品，数据采集器的研制已经相当成熟，而且数据采集器的各类不断增多，性能越来越好，功能也越来越强大。 在国外，数据采集器已发展的相当成熟，无论是在工业领域，还是在生活中的应用，比如美国FLUKE公司的262XA系列数据采集器是一种小型、便携、操作简单、使用灵活的数据采集器，它既可单独使用又可和计算机连接使用，它具有多种测量

北京邮电大学微机原理硬件实验报告

北京邮电大学微机原理硬件实验报告

实验报告一：I/0地址译码和简单并行接口 ——实验一&实验二 一、实验目的 掌握I/O地址译码电路的工作原理；掌握简单并行接口的工作原理及使用方法。 二、实验原理及内容 a) I/0地址译码 1、实验电路如图1-1所示，其中74LS74为D触发器，可直接使用实验台上数 字电路实验区的D触发器,74LS138为地址译码器。译码输出端Y0～Y7在实验台上“I/O地址“输出端引出，每个输出端包含8个地址，Y0：280H～ 287H，Y1：288H～28FH，……当CPU执行I/O指令且地址在280H～2BFH范围内，译码器选中，必有一根译码线输出负脉冲。 例如：执行下面两条指令 MOV DX，2A0H OUT DX，AL（或IN AL，DX） Y4输出一个负脉冲，执行下面两条指令 MOV DX，2A8H OUT DX，AL（或IN AL，DX） Y5输出一个负脉冲。 利用这个负脉冲控制L7闪烁发光（亮、灭、亮、灭、……），时间间隔经过软件延时实现。 2、接线： Y4/IO地址接 CLK/D触发器

Y5/IO地址接 CD/D触发器 D/D触发器接 SD/D触发器接 +5V Q/D触发器接L7（LED灯）或逻辑笔 b) 简单并行接口 1、按下面图4-2-1简单并行输出接口电路图连接线路(74LS273插通 用插座，74LS32用实验台上的“或门”)。74LS273为八D触发器， 8个D输入端分别接数据总线D0～D7，8个Q输出端接LED显示电 路L0～L7。 2、编程从键盘输入一个字符或数字，将其ASCⅡ码经过这 个输出接口输出，根据8个发光二极管发光情况验证正确 性。 3、按下面图4-2-2简单并行输入接口电路图连接电路 (74LS244插通用插座，74LS32用实验台上的“或门”)。 74LS244为八缓冲器，8个数据输入端分别接逻辑电平开关 输出K0～K7，8个数据输出端分别接数据总线D0～D7。 4、用逻辑电平开关预置某个字母的ASCⅡ码，编程输入这 个ASCⅡ码，并将其对应字母在屏幕上显示出来。 5、接线：1）输出 按图4-2-1接线（图中虚线为实验所需接线，74LS32为实验 台逻辑或门） 2）输入 按图4-2-2接线（图中虚线为实验所需接线，74LS32为实 验台逻辑或门） 三、硬件连线图 1、I/O地址译码

数据采集接口网关Gateway

数据采集接口网关Gateway ForeverCredit Gateway数据采集接口网关是北京华恒信远专门为工业标准通讯接口OPC Server软件、数据采集接口软件配套定制开发的一款嵌入式硬件产品，内置两个标准RS-232串口（其中一个串口可以通过跳线设置成RS-485）和两个RJ45以太网口，型号为Gateway-227B，如下图所示： 此外，还有Gateway-240B、Gateway-230B等嵌入式工控机型号，如下图所示。 该设备操作系统有Windows、Linux两种，其功能与特点如下： 1、OPC服务器：可连接DCS、PLC等控制系统，读写实时数据，包装成OPC Server工业标准通讯接口，提供给实时数据库系统、先进控制系统和MES系统集成商； 2、安全隔离：当数据采集接口网关为实时数据库系统提供实时数据时，它一般位于自动化控制系统和实时数据库服务器之间，由于数据采集接口网关采用了内置单向数据传输技术，可达到自动化控制系统和实时数据库服务器之间的安全隔离目的。 3、该产品操作系统、数据采集程序等均固化，不可修改。一旦被修改，重新启动后，自动恢复到初始状态，可防止病毒以及黑客软件攻击。 4、结构先进、安装方便，该产品高度1U，可以直接安装在标准机柜中，独特的散热技术，1U机箱有多个磁悬浮风扇散热。

5、数据采集冗余设计：支持双机双网冗余通讯。 6、可作为InfoPlus.21、PI、PHD等实时数据库系统的数据采集终端，也可写数据至关系数据库，为MIS、ERP等管理信息系统提供生产实时数据。 网闸FC-Safety FC-Safety管控单向物理隔离网闸，又称管控单向物理隔离网关，是专门为企业过程控制系统和管理信息系统之间进行单向物理隔离 而开发的一款网络安全隔离设备。 在石油、石化、钢铁、冶金、电力、化工等流程型企业的工业自动化过程中，DCS、PLC、电力综合自动化等过程控制系统越来越广泛地应用在流程型企业的生产控制过程中。流程型企业信息化建设在国内越来越普及，由于担心控制网被攻击，企业往往要求企业信息化系统集成商将控制网和管理网络完全隔离。凭借雄厚的技术实力和丰富

数据采集系统设计

目录 摘要 (1) 1 引言 (2) 1.1 数据采集系统的简介. (2) 1.2 课程设计内容和要求 (3) 1.3 设计工作任务及工作量的要求 (3) 2 内容提要 (3) 3 系统总体方案 (3) 3.1 系统设计思路 (3) 3.2 系统总体框图 (4) 4 硬件电路设计及描述 (4) 4.1 8253芯片及工作原理 (4) 4.1.1 基本组成及工作原理 (4) 4.1.2 8253与系统连接 (5) 4.2 ADC0809内部功能与引脚介绍 (5) 4.2.1 引脚排列及各引脚的功能 (6) 4.2.2 ADC0809工作方式 (7) 4.2.3 ADC0809与系统连接 (8) 4.3 单片机89C51的引脚与功能介绍 (8) 4.4 8255并行口芯片基本组成及工作原理 (10) 4.4.1 8255的内部结构 (11) 4.4.2 8255的工作方式 (12) 4.2.3 8255与系统连接 (12) 4.5 LED显示部分接线及工作原理 (13) 4.5.1 LED显示工作原理 (13) 4.5.2 LED显示部分接线 (14) 4.6 总体电路图 (14) 5 软件设计流程及描述 (15) 5.1 主程序设计思路 (15)

5.2 部分程序设计流程图 (16) 5.2.1 8253程序流程图 (16) 5.2.2 8255程序流程图 (17) 5.2.3 数据处理流程图 (17) 5.2.4 LED显示流程图 (17) 5.3 汇编语言程序清单 (18) 5.4 仿真结果 (21) 6 课程设计体会 (21) 参考文献 (23)

摘要 数据采集是从一个或多个信号获取对象信息的过程。随着微型计算机技术的飞速发展和普及，数据采集监测已成为日益重要的检测技术，广泛应用于工农业等需要同时监控温度、湿度和压力等场合。数据采集是工业控制等系统中的重要环节，通常采用一些功能相对独立的单片机系统来实现，作为测控系统不可缺少的部分，数据采集的性能特点直接影响到整个系统。 本课程设计采用89C51系列单片机，89C51系列单片机基于简化的嵌入式控制系统结构，具有体积小、重量轻，具有很强的灵活性。设计的系统由硬件和软件两部分构成，硬件部分主要完成数据采集，软件部分完成数据处理和显示。数据采集采用AD0809模数转换芯片，具有很高的稳定性，采样的周期由可编程定时/计数器8253控制。完成采样的数据后输入单片机内部进行处理，并送到LED显示。软件部分用Keil软件编程，操作简单，具有良好的人机交互界面。程序部分负责对整个系统控制和管理，采用了汇编语言进行了判别通道、数据采集处理、数据显示、数据通信等程序设计，具有较好的可读性。 随着计算机在工业控制领域的不断推广应用，将模拟信号转换成数字信号已经成为计算机控制系统中不可缺少的重要环节，因此数据采集系统有着重要的意义。

北京邮电大学微机原理与接口技术硬件实验报告

信息与通信工程学院 微机原理与接口技术硬件实验报告 班级： 姓名： 学号： 序号： 日期： 2015-10-30——2015-12-26

目录 实验一I/O地址译码 (3) 一、实验目的 (3) 二、实验原理及内容 (3) 三、硬件接线图与软件程序流程图 (3) 四、源程序 (4) 五、实验结果 (5) 六、实验总结 (5) 七、实验收获与心得体会 (5) 实验二简单并行接口 (5) 一、实验目的 (5) 二、实验原理及内容 (5) 三、硬件接线图与软件程序流程图 (6) 四、源程序 (6) 五、实验结果 (7) 六、实验总结 (7) 七、实验收获与心得体会 (7) 实验四七段数码管 (7) 一、实验目的 (7) 二、实验原理及内容 (8) 三、硬件接线图与软件程序流程图 (8) 四、源程序 (9) 五、实验结果 (11) 六、实验总结 (11) 七、实验收获与心得体会 (11) 实验八可编程定时器／计数器（8253/8254） (11) 一、实验目的 (11) 二、实验原理及内容 (11) 三、硬件接线图与软件程序流程图 (12) 四、源程序 (13) 五、实验结果 (17) 六、实验总结与思考题 (17) 七、实验收获与心得体会 (17) 实验十六串行通讯8251 (18) 一、实验目的 (18) 二、实验原理及内容 (18) 三、硬件接线图与软件程序流程图 (18) 四、源程序 (19) 五、实验结果 (22) 六、实验总结与思考题 (22) 七、实验收获与心得体会 (22)

实验一 I/O地址译码 一、实验目的 掌握I/O地址译码电路的工作原理。 二、实验原理及内容 1、实验电路如图1-1所示，其中74LS74为D触发器，可直接使用实验台上数字电路实验区的D 触发器,74LS138为地址译码器。译码输出端Y0～Y7在实验台上“I/O地址“输出端引出，每个输出端包含8个地址，Y0：280H～287H，Y1：288H～28FH，……当CPU执行I/O指令且地址在280H～2BFH范围内，译码器选中，必有一根译码线输出负脉冲。 例如：执行下面两条指令 MOV DX，2A0H OUT DX，AL（或IN AL，DX） Y4输出一个负脉冲，执行下面两条指令 MOV DX，2A8H OUT DX，AL（或IN AL，DX） Y5输出一个负脉冲。 利用这个负脉冲控制L7闪烁发光（亮、灭、亮、灭、……），时间间隔通过软件延时实现。2、接线： Y4/IO地址接 CLK/D触发器 Y5/IO地址接 CD/D触发器 D/D触发器接 SD/D角发器接 +5V Q/D触发器接 L7（LED灯）或逻辑笔 三、硬件接线图与软件程序流程图 硬件连接图如下：