电路设计资料收集论文 - 熊猫篇章样本

以下是小编精心整理的《电路设计数据采集论文(精选3篇)》供大家参考。希望可以帮助到有需要的朋友。摘要：本文结合作者的工作经验，详细阐述了自动气象站数据实时计时电路的设计。

电路设计数据采集论文第1部分：

基于USB接口的数据采集系统电路设计

摘要：介绍USB接口协议。基于该协议，采用了由PDIUSBD12器件和AT89S52微处理器组成的数据采集装置。装置与PC机连接，运行PC机中的数据处理程序，显示信号波形。同时阐述了系统的总体设计思想和层次结构，并给出了系统结构图。该系统采用USB总线传输数据，为数据采集系统与计算机之间的通信提供了新的思路。

关键词：USB接口； AT89S52微处理器；数据采集

数据采集技术是基于传感器、信号测量与处理、微机等技术的综合应用技术。主要研究信息数据的采集、存储、处理和控制，涉及模拟信号调理和模拟信号数字化。、数字信号处理等，具有很强的实用性。早期常见的数据采集系统一般通过RS232串口、并行口或PCI总线等传统接口与PC机进行通信。串口连接方法简单，但传输速度有限；并口传输方式接线复杂，传输距离短，在Windows环境下开发消息驱动方式比较麻烦； PCI总线已经不能满足PC发展的速度，而且拍摄接口太多也会增加芯片成本，而且PCI扩展槽在PC内部，使用起来很不方便。本文设计的基于USB接口的数据采集系统引入了USB这一新型通信接口，使得整个系统不再那么庞大，而且连接方便，支持即插即用。其数据传输速度远高于普通串口和并口，它的应用为采集系统的设计增添了亮点，也为USB外围设备的开发增添了经验。

1 USB协议介绍

USB（Universal Serial Bus，通用串行总线）是一种标准连接接口。将外围设备连接到计算机时，无需重新配置规划系统，也无需打开机箱并调整接口卡的拨码开关。这些接口设备将被自动识别并配置适当的驱动程序，而不需要用户重新配置它们。 USB接口实现了热插拔功能，使用户能够快速、方便地连接PC主机的各种接口设备。AT89S52的8位数据以并行方式发送到PDIUSBD12的8位数据线上。 P2.3 连接到 CS_N 作为片选信号。中断请求信号从 INT_N 发送到 INT1/P3.3 引脚。单片机AT89S52响应中断。问。其他引脚设置如常。

4 结论

随着电子技术和计算机技术的飞速发展，嵌入式系统的应用越来越广泛。与各种传统接口相比，USB速度较慢、无统一标准、成本较高、空间有限。该接口以其成本低、使用方便、支持即插即用、易于扩展、传输速率高等特点，必将在PC外设的应用中发挥越来越重要的作用。

参考文献

[1]中国专利技术博览会..http://www.xmwind.com.2004.

[2] MAX146、MAX147芯片手册。http://www.xmwind.com/quick_view2.cfm/qv_pk/1591, 1997。

[3]王硕，李刚. USB接口器件PDIUSBD12的接口应用设计。微控制器和嵌入式应用，2002。(4)：56-57。

[4]周立功. PDIUSBD12固件编程和驱动程序开发。北京：北京航空航天大学出版社，2003.27。

作者：宁宇

电路设计数据采集论文第2部分：

自动气象站数据采集定时电路设计与研究

摘要：本文结合作者的工作经验，详细阐述了自动气象站数据实时计时电路的设计。

关键词：自动化气象站；数据;实时定时电路设计

根据中国气象局规定《地面气象观测规范》：自动观测项目每天进行24次定期观测；辐射和日照自动观测以当地平均太阳时为准，其他观测项目以北京时间为准；辐射和日照自动观测以当地平均太阳时北京时间24:00为日期界限，其他观测项目以北京时间20:00为日期界限。因此，必须有一个全局的数据定时信号来定时采集整个系统的数据。

由于实时计时芯片DC12C887可以自动更新秒、分、月、时、日、年、世纪，并在内部增加了世纪寄存器，这就通过硬件电路解决了“千年”问题，从而使得满足上述系统设计需求。其内置电池即使在没有电源的情况下也能保证正常运行10年。对于一天内的时间记录，有两种模式：12 小时格式和 24 小时格式。 12小时制模式下，用AM和PM来区分上午和下午；时间的表示方式也有两种，一种是用二进制数表示，另一种是用BCD码表示。其128字节RAM单元与软件接口，其中14字节是定时单元和控制/状态寄存器，113字节是可供用户使用的通用RAM。所有RAM单元数据均具有掉电保护功能（非易失性RAM）；可编程方波输出；中断信号输出IRQ与总线兼容，定时报警中断、周期中断、定时更新周期结束中断可分别通过软件屏蔽，也可单独设置和测试。 DS12C887引脚功能如下：

VCC 可连接直流电源。当电源为+5V时，GND的状态为接地。此时DS12C887处于可读写状态。另外，当电源电压VCC大于+4.25V时，作为一侧波形输出引脚的SQW可以进行方波输出。此时，用户通过对控制寄存器编程即可获得13种方波信号的输出。当VCC输入电压小于+4.25V时，DS12C887的工作状态仅可读；当VCC的输入电源低于+3V时，VCC会自动放弃输入电源，使用自身的锂电池电源作为电源，保证单片机内部电路的正常工作。当MOT作为模式选择开关与VCC连接时，选择的工作模式为摩托罗拉模式。此时，如果R/W为高电平，则为读操作，当R/W为低电平时，为写操作。 DS/RD 用作数据选择或读取输入引脚。在这种工作模式下，DS在每个总线周期的后半部分为高电平，称为数据选通。在读操作中，DS 的上升沿使 DS12C887 将内部数据发送到总线 AD0~AD7 以供外部读取。写操作期间，DS 的下降沿将使总线 AD0~AD7 上的数据被锁存到 DS12C887 中。当MOT接GND时，DS12C887的工作模式为INTEL模式，这也是本文的重点。该模式下，R/W（读/写输入）作为写使能输入，即Write Enable。此时DS/RD为数据选择或读输入引脚，为读使能输入引脚，即Read Enable。在DS12C887上，CS仅在低电平状态下作为片选输入有效。与片选输入一样，IRQ（中断请求输入）仅在低电平状态下有效。也就是说，当处于低电平状态时，中断请求输入只影响内部控制寄存器。在典型应用中，RESET可以直接将电源连接到VCC，以保证断电时DS12C887的内部控制寄存器不受影响。最后我们来说一下这个单片机的地址部分是如何分配的。 AD0~AD7这里是复用地址数据总线，采用时分复用技术。在总线周期的前半段，AD0~AD7上出现地址信息，DS12C887中的RAM可用。通过选通，数据信息在总线周期的后半段出现在 AD0~AD7 上。当进行读写操作时，地址选通输入引脚AS的上升沿将AD0~AD7上出现的地址信息锁存到DS12C887，并且AD0~AD7上的地址信息将在下一个下降沿被清除，无论是否它是否有效。该操作将由 DS12C887 执行。

实时计时芯片DC12C887中的RAM中，有11个字节用于存储时间信息，4个字节用于存储控制信息。用户可以随时修改DS12C887内部的四个控制寄存器。对其进行访问和控制操作。 DS12C887中有11字节RAM用于存储时间信息，4字节用于存储控制信息。具体地址和数值如表1所示。从表1可以看出，DS12C887内部有4个控制寄存器。用户可以随时访问它们并控制DS12C887。

寄存器A、B、C、D是控制寄存器组的四个寄存器。 DS12C887的存储功能地址分配如图1所示：

因为方波没有5Hz频率输出，但国标要求采样周期不能高于0.2s。如果选择方波输出频率为4Hz，则采样周期为0.25s，不符合国标要求，因此选择16Hz。方波输出频率，并在程序中除以3，得到的采样周期为0.1875s，满足国标要求。采用软件分频方式，省去了硬件设计分频器的麻烦。这样，寄存器A中的RS3、RS2、RS1、RSO分别被设置为1、1、0、0。 DS12C887的SQW脚连接到INTI，CPU芯片选择DS12C887对其进行操作。

AT89C51单片机与DS12C887芯片的硬件连接如图2所示。

综上所述，为了提高自动气象站授时运行的可靠性和安全性，对自动气象站实时授时电路进行了深入研究，并对研究情况进行了相应的分析和设计，使得自动气象站能够准确、可靠、有效运行，达到预期目的。

参考文献

[1]中国气象局。地面气象观测规范[M]．第一版。北京：气象出版社，2003.

[2]李黄.自动气象站实用手册[M]．第一版。北京：气象出版社，2007.

[3]张文宇，袁九一.大气探测原理与方法[M]．第一版。北京：气象出版社，2007.

作者简介：王波，男，河南郑州人，硕士，气象信息技术工程师，从事气象综合观测和气象仪器设备研究与维护工作。

作者：王波