信號采集設備廣泛使用於機器健康診斷係統中用來記錄、jianshihezhenduan。jiqiqingkuangshujujingchangyoufeibianxieshihuozhedaidaoxiandeshebeishouji。duiyuyixiezhongyaodeyingyong，biruweixianhuozheyaoyuandedidian，youqishizaihangkongshang，tigongkeyifangbiandixiedaihuozheduqudeshebeishibiyaode。lingwai，jiqijiankangzhenduanyouqishijichuangzhendongxinhaozhenduanjingchangchulidipinxinhao，zhezhideguanzhu。

    

本文研究一種微控製器為基礎的信號采集係統，以滿足信號采集的低成本和靈活模式。開發係統的主要硬件包括一台微型計算機、一個以PIC18F1320為基礎的微控製器電路板以及串行通訊鏈接設備。EEPROM 24LC32A被用來進行存儲器擴展。微型計算機運行控製程序。一旦用戶在微型計算機界麵上決定采樣輸入
，信息便通過RS-232端口送往微控製器。微型計算機和微控製器通過特定的協議通信。微型計算機告知微控製器模-數轉換的采樣間隔、采樣次數與采樣通道。電路板的設計考慮了開放式結構。該係統采用了24引腳易於插拔的插座來容納Micro-chip微控製器。微處理器將調製的信號轉換成數據直接輸送到微型計算機或者存儲於EEPROM以(yi)便(bian)將(jiang)來(lai)讀(du)取(qu)。不(bu)同(tong)的(de)命(ming)令(ling)與(yu)反(fan)饋(kui)代(dai)表(biao)係(xi)統(tong)的(de)不(bu)同(tong)操(cao)作(zuo)。電(dian)路(lu)板(ban)通(tong)過(guo)串(chuan)行(xing)電(dian)纜(lan)在(zai)采(cai)集(ji)完(wan)信(xin)號(hao)後(hou)連(lian)接(jie)到(dao)微(wei)型(xing)計(ji)算(suan)機(ji)交(jiao)互(hu)，也(ye)可(ke)以(yi)即(ji)時(shi)連(lian)接(jie)和(he)傳(chuan)送(song)。

 

    

係統的主要原理圖如圖1所示。其中PIC18F1320控製器采用5 V電源供電，支持在線串行編程
，最高時鍾頻率達到40 MHz，通訊波特率可以自動檢測。端口A是雙向輸入／輸出複用管腳

，ANO等管腳被定義成模擬輸入，由用戶進行采樣通道的選擇。總共有13個模／數(shu)轉(zhuan)換(huan)通(tong)道(dao)且(qie)采(cai)樣(yang)時(shi)間(jian)可(ke)以(yi)編(bian)程(cheng)。通(tong)道(dao)輸(shu)入(ru)的(de)被(bei)測(ce)信(xin)號(hao)經(jing)過(guo)電(dian)子(zi)電(dian)路(lu)調(tiao)製(zhi)成(cheng)符(fu)合(he)微(wei)控(kong)製(zhi)器(qi)電(dian)氣(qi)要(yao)求(qiu)的(de)信(xin)號(hao)。調(tiao)製(zhi)信(xin)號(hao)經(jing)過(guo)轉(zhuan)換(huan)變(bian)成(cheng)寄(ji)存(cun)器(qi)內(nei)的(de)數(shu)據(ju)
，模(mo)數(shu)轉(zhuan)換(huan)的(de)參(can)考(kao)電(dian)壓(ya)為(wei)+5 V。電路板可在微控製器重新編程後方便地插入；同時，電路板可通過跳線設置與終端用戶進行電纜連接。由於微控製器與串行電路的電氣特性不同，工業標準級的MAX232芯片被使用以保證正確的數據傳輸(見圖2)。該芯片和PIC18F1320一樣適用於低功耗場合。MAX232上連接的電容采用的是電解電容，電容值為1 μF。MAX232的11腳或者10腳接微控製器的USART輸出端，12腳或者9腳接微控製器的USART輸入端。微控製器的存儲器擴展使用了32 k的I2C串行EEPROM(見圖3)，數據可以保持200年。EEPROM的地址線A0、A1
、A2被接地。串行數據線SDA和串行時鍾線SCL被分別連接到微控製器的B端口相應管腳。寫保護WP接+5 V。

 

 

 

 

微型計算機通過用戶友好命令程序或者Microsoft超級終端程序與用戶交互。兩種程序都有效地與微控製器交換命令和操作數據。

命令程序界麵如圖4所示
，采用Visual Basic編程。界麵顯示了通信握手與反饋、用戶命令選擇以及轉換的數據。讀入的數據可以用文本的形式保存。信號波形繪製例子如圖5所示。用戶應該選擇正確的采樣間隔以保證采樣過程的準確性。一般來說
，通信設置的修改由用戶負責進行。

 

 

    

一旦采樣變量值被確定，信息交換模塊接手整個工作。該模塊的算法如圖6所示。模塊接收采樣間隔、采樣次數和采樣通道的決定。算法采用正確的過程以保證滿足產品手冊的要求從而獲得更好的模-數轉換和數據記錄成功。在采樣過程結束後
，數據轉換信息通過串口以48 00、9 600或者19 200 b／s波特率輸送給微型計算機。該波特率由用戶和編程者給定。

 

 

由於微控製器算法用MPLAB C18或者彙編語言編程
，將編譯過的程序下載到微控製器是必要的。為了驗證程序和芯片上的EEPROM數據，MPLAB IDE 6．5被采用。該軟件描述了微控製器部分內存消耗情況
，這有助於用戶了解內存的使用百分比以及EEPROM和RAM是如何被安排來存儲程序算法和轉換的數據。

 

結語：本ben文wen深shen入ru研yan究jiu了le新xin型xing的de操cao作zuo簡jian單dan且qie成cheng本ben低di廉lian的de信xin號hao采cai集ji係xi統tong
，對dui其qi製zhi作zuo過guo程cheng以yi及ji編bian程cheng方fang麵mian都dou進jin行xing分fen析xi，方fang案an設she計ji的de結jie果guo證zheng明ming機ji器qi健jian康kang診zhen斷duan信xin號hao采cai集ji做zuo到dao簡jian單dan低di成cheng本ben的de設she計ji思si路lu是shi可ke行xing的de。但dan是shi精jing度du及ji容rong量liang擴kuo展zhan方fang麵mian還hai需xu進jin一yi步bu完wan善shan。

相關閱讀：

技術分享：基於FPGA的水聲信號采集與存儲係統的設計
技術達人：音頻信號采集與AGC算法的DSP實現
霍爾傳感器信號采集與顯示係統設計