仪器仪表用户ｉｎｔ ｄａｔａ［４］；尹科研设计成果尹４结束语若在更多点测量温度，可在三根控制线上分别并上多个ＤＳ １８２０即可。在接线前要保存每个ＤＳ １８２０的序列号，将其复位后要注意检测其反馈信号，程序开始后要发出匹配ＲＯＭ命令以对各个ＤＳ１８２０进行寻址。需要注意的是每个单总线最多只能驱动８个ＤＳ １８２０，超过８个就需要解决驱动问题，测温距离不宜超过５０ｍ．如若连续测温．加入一定时中断子程序即可二 ｛ｉ ｎｔ ｉ， ｊ， ｍ， ｎ；ｉｎｔ ｃｏｄｅ［］＝（０ｘ００，０ｘ８０，０ｘ４０，０ｘ２０，０ｘ１０，００８，０ｘ０４，００２，００１卜ｆｏｒ（ｍ＝ｌ；ｍ＜＝３；ｍ＋＋）［ ｄａｔａ［ｍ］＝０；参考文献 Ｊ ｆ ｏｒ（ｉ＝ｌ；ｉ＜＝３；ｉ＋＋） ［１］邹逢兴等．计算机硬件技术及应用荃础［Ｍ］．长沙：国防科技大学出（ 版社。２００１ ，７２－７５ｆｏｒ（ｊ＝ ｌ；ｊ＜＝８；ｊ＋＋）［ ２１秦石乔等．微机接口技术及应用［Ｍ］．长沙：国防科技大学出版社，｛ ２０００， ４３－５６ｂｕｆ＝ｂｕｂ＞ １；作者简介：占君（１９８４－），男，安徽怀宁人，硕士研究方向装备故障维ｄａｔａ［ｉ］＝（（ｂｕｆ＆０ｘ０１）＊ｃｏｄｅ）Ｉ ｄａｔａ［ｉ］；修；王汉功．教授，博导，研究方向：故障维修表面处理系统运用工｝Ｉ＊将３个ＤＳ １８２０温度值的后８位存于ｄａｔａ［ｉ］数组中＊１租。｝ 作者声明：自愿将本文稿训捐为“仪器仪表用户杂志爱心助学基金”｝文章编号：１６７１－１０４１（２００６）０４－００３１－０２高精度酒精浓度数据采集系统的设计麻欣娟 （吉林大学电子科学与工程学院，长春摘要：本文设计了以单片机为处理核心的弱倍号致据采集系统。提出了在有感器将采集到的酒精浓度信号转化成电压信号，通过硬件滤波和放千扰的愉况下高精度数据采集系统的框架，分析了对倍号采集精度产生影晌大后经Ａ／Ｄ转换器将电压信号转化成数字信号送到单片机的１／０的因紊．讨论了软件派波的原理及实现方法。同时通过使用硬件滤波备来提高系统的精度．实践证明本文所设计的系统有精度高、体积小、使用方便等口，然后在单片机内部对数字信号进行软件滤波，然后输出滤波后优点。的结果。关健词：高精度救据采集；放大；硬件派波；单片机；软件滩波中圈分类号：ＴＰ２７４＋．２文献标识码：ＡＴｈｅ ｄｅｓｉｇｎ ｆｏｒ ｈｉｇｈ ａｃｃｕｒａｃｙ ａｌｃｏｈｏｌｃｏｎｓｉｓｔｅｎｃｅ ｄａｔａ ｃｏｌｌｅｃｔｉｏｎ ｓｙｓｔｅｍ田ｔ橄据采滚系统握圈 ＭＡ Ｘｉｎ一ｕａｎ（ Ｊｉｌｉｎ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｃｈａｎｇｃｈｕｎ １３００２１，Ｃｈｉｎａ）２提高数据采集精度的方法及误差分析Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅ ｐａｐｅｒ ｍａｉｎｌｙ ｄｅａｌｓ ｗｉｔｈ ｆｏｌｌｏｗｉｎｇ ｔｈｒｅｅ ａｓｐｅｃｔｓ： ｏｆｆｅｒｉｎｇ由于系统属于弱信号检测，所以对信号的传输、接收和放大的 ａ ｆｒａｍｅ ｏｆ ｆｉｌｔｅｒｉｎｇ ｓｙｓｔｅｍ ｉｎ ｃｏｌｌｅｃｔｉｎｇ ｈｉｇｈ－ｐｒｅｃｉｓｉｏｎ ｄａｔａ ｏｆ ｗｅａｋ干扰问题提出很高的要求，目前微小电压放大电路的抗干扰措施主ｓｉｇｎａｌｓ ｗｈｅｎ ｓｔｒｏｎｇ ｅｌｅｃｔｒｏｍａｇｎｅｔｉｃ ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｓ ａｎｄ ａｎａｌｙｚｉｎｇ ｔｈｅ要有以下几点：ｃｏｒｒｅｓｐｏｎｄｉｎｇ ｅｒｒｏｒｓ， ｄｉｓｃｕｓｓｉｎｇ ｃｏｍｍｏｎ ｄｉｇｉｔａｌ ｆｉｔｌｅｒｉｎｇ ｔｈｅｏｒｙ ａｎｄ ｉｔｓ（ １）信号地和电路地要在同一的地电位ｒｅａｌｉｚａｔｉｏｎ ｗｉｔｈ ｓｉｎｇｌｅｃｈｉｐ ．Ａｔ ｔｈｅ ｓａｍｅ ｔｉｍｅ ｂｙ ｕｓｉｎｇ ｈａｒｄｗａｒｅ ｉｆｔｌｅｒ（ ２）采用平衡式差分电路ｄｏ ｄｅｖｅｌｏｐ ｔｈｅ ｓｙｓｔｅｍ＇ｓ ｐｒｅｃｉｓｉｏｎ． Ｓｉｎｃｅ ．ｔｈｅ ｓｙｓｔｅｍ ｈａｓ ｓｕｃｈ 平衡式差分放大电路对微小信号的接收和放大较为适用，同时ａｄｖａｎｔａｇｅｓ ａｓ ｒｕｎｎｉｎｇ ｉｎｄｅｐｅｎｄｅｎｔｌｙ， ｗｒｉｔｉｎｇ ｐｒｏｇｒａｍ ｅａｓｉ份．ａｎｄ在差分放大器或微分比较器上使用双绞线或双芯同轴电缆有很好的ｄｉｇｉｔａｌ ｆｉｔｌｅｒｉｎｇ， ｉｔ ｉｓ ｔｏ ｂｅ ｐｕｔ ｉｎｔｏ ｗｉｄｅｓｐｒｅａｄ ｕｓｅ ｉｎ ｃｏｌｌｅｃｔｉｎｇ ａｎｄｃｏｎｔｒｏｌｌｉｎｇ ｓｉｇｎａｌｓ．抗千扰效畏‘以图２电路为例．ＵＧ为信号源地与放大器地之间的Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｈｉｇｈ－ｐｒｅｃｉｓｉｏｎ ｄａｔａ ｃｏｌｌｅｃｔｉｎｇ，ａｍｐｌｉｆｉｅｒ，ｓｉｎｇｌｅｃｈｉｐ，ｓｏｆｔｗａｒｅ－ｆｉｌｔｅｒ．ｈａｒｄｗａｒｅ－ｆｉｌｔｅｒ 在酒精浓度数据采集系统中，由于酒精气体传感器产生的信号比较弱．加上周围电磁环境、传输线长度等千扰因素的影响，必然会降低采集到的数据精度。根据整个系统对采集精度的要求，本文提出了基于单片机系统的高采集精度和滤波特性的数据采集系统．１系统设计框图及原理圈２完全平衡的搜分放大登电路圈 采集系统的框图如图１所示．其基本工作原理为：酒精气体传 电位差，它会叠加在ＵＳ上而形成噪声。由于采用双纹线或双芯同轴电缆，两根电缆所接收的噪声电压ＵＮ１、ＵＮ２具有相同振幅和相同相位，当作为同相成分输入到差分放大器中时．差分放大器仅收稿日期：２００６－０３－０２对差分成分放大，差模放大倍数Ａｕｄ很大，而相同成分的共模放大欢迎订阅，欢迎撰稿欢迎发布产品广告信息ＥＩＣ Ｖｏｌ．１３ ２００６ Ｎｏ．４ ３１尹科研设计成果尹仪器仪表用户’倍数Ａｕｃ却很小，共模抑制比ＣＭＲＲ＝Ａｕｄ／Ａｕｃ很大，信噪比性的差值小于等于△的信号认为是有效信号，大于△的信号作为噪声能好。但要注意电路平衡问题，如果两个输入之间因各种因素导致处理。不平衡，同相成分会转为差分成分，最终会使ＣＭＲＲ降低． （４）惯性滤波，此乃模拟ＰＣ滤波器的数字实现，使用于波罢（ ３）采用隔离放大器电路频繁的有效信号。使用隔离放大器将输入和输出隔离，即使有很高的共模电压， 根据本系统所采集信号的特性及以上集中沌波方式的特性．在 也会有很好的抗干扰性能。隔离放大器抑制共模电压示意图如图３本系统中采用了中值滤波方法．以下为滤波的Ｃ语言子程序：所示。隔离变压器虽然有很多优点，但不能传送直流成分，当含直＃ｄｅｆ ｉｎｅ Ｎ ４流成分的信号传送时要用信号调制电路。也可采用光电祸合器来代 ｃｈａｒ ｉｆｌｔｅｒｏ替变压器，效果良好．、｛ ｃ ｈａｒ ｖａｌｕｅ －ｂ峻Ｎ］；ｃｈａｒ ｃｏｕｎｔ，ｉ，ｊ，ｔｅｍｐ；信弓拍ｔｋｆ ｏｒ（ｃｏｕｎｔ＝Ｏ；ｃｏｕｎｔ＜Ｎ；ｃｏｕｎｔ＋＋）｛ ｖａｌｕｅ＿ｂｕｆｏｕｎｔ］＝ｇｅｔ ａｄｏ；６ＮＤｄｅｌ ａｙｏ；图３隔离放大器抑制共模电压示愈图 ｝ 根据本数据采集系统的特点，这里选用了美信公司生产的低功ｆ ｏｒＱ＝０ ｊ＜Ｎ－１ｊ＋＋）率、单电源、轨对轨输出的精密仪表运放ＭＡＸ４１９５，ＭＡＸ４１９５是｛ 增益固定为Ｇ＝＋１ＶＮ的精密仪表运放，其内部采用了传统的三运ｆ ｏｒ （ｉ＝０；ｉ＜Ｎ一；ｉ＋＋）放模式来达到最大的直流精度。｛ 酒精浓度气体传感器有一定的稳定时间，且信号变化的速度比 ｉ ｆ（ｖａｌｕｅ＿ｂｕｆ［ｉ］＞ｖａｌｕｅ＿ｂｕｆ［ｉ＋ｌ］）较慢．在硬件滤波系统中采用巴特沃斯二阶低通滤波器。巴特沃斯 ｛滤波器性能之一是巴特沃斯逼近或最平幅度逼近，在通带中有最大ｔ ｅｍｐ＝ｖａｌｕｅ＿ｂｕｆ［ｉ］；平坦的幅度特性．ｖａｌ ｕｅ＿ｂｕｆ ｉ］＝ｖａｌｕｅ＿ｂｕｆ［ｉ＋ｌ］；Ａ／ Ｄ的基准电压为４．０９６Ｖ，其工作时钟由单片机供给。由于单ｖａｌ ｕｅ＿ｂｕｆ［ｉ＋ｌ］＝ｔｅｍｐ；片机有运行速度较快，工作较的特点，可以保证采集到传感器） 稳定时刻的信号。Ａ／Ｄ的最大转换误差为量化误差和线性误差，可｝ 在允许范围内通过提高Ａ／Ｄ位数来减小量化误差，增加分辨率。校）正线性误差的方法是选择合适的Ａ／Ｄ转换位数，让输入信号从零点ｒｅｔｕｒｎ ｖａｌｕｅ＿ｂｕｆ［（Ｎ－１）／２］；到额定电压单调变化，启动Ａ／Ｄ进行连续采样转换得到一组数据，与改变参考电压后得到的另一组数据比较校正。在进行滤波处理时需要考虑这一校正量，而对于零点误差校正的方法是将输入接地，４结论启动Ａ／Ｄ转换器得到校正量。本文利用ＡＴ８９Ｃ５１为系统单片机，选用１ ２Ｍ的晶振为单片机提供工作时钟．将硬件巴特沃斯二阶低通滤波器的截止频率定为３软件滤波的实现方法及程序５０Ｈｚ，以防止系统电源产生工频干扰，并通过查表确定了滤波器各 软件滤波是智能传感器、仪器仪表所独有的，可对包括频率很元器件的参数。通过实验得到了令人满意的结果．本系统有体积低（如Ｏ．ＯｌＨｚ）的干扰信号在内的各种干扰信号进行滤波，而且一小，易使用，菜集精度高的特点，具有较高的推广价值。．个数字滤波程序能为多个输入通道共用。常用的软件滤波有下面四参考文献 种：［ １］何立民．ＭＣＳ－５１单片机应用系统设计［Ｍ］．北京航天大学出版（ １）平均值滤波，即把Ｍ次采样的自述平均值作为涟波器的输出，也可以根据需要增加新鲜采样的值的比重，形成加权平均值滤 社，１９９０．［ ２］王化祥，张淑英．传感器原理及应用．天津大学出版社，１９８８．波。 （２）中值滤波，即把Ｍ次连续采样值进行排序，取其中位值作［ ３］龚瑞昆，李奇平．改善传感器特性的软件处理方法〔５］．自动化仪为滤波器的输出，这种方法对缓变过程中的脉冲干扰滤波效果良表，２００１ ，３；４２－４７．好。作者简介：麻欣娟（１９７９－），女，吉林大学电子科学与工租学院硕士研究生 （３）限幅滤波，这种方法是根据采样周期和真实信号的正常变主要研究方向：高精度医学信号数据采集系统。化率确定相邻两次采样的最大可能差值△，将本次采样和上次采样作者声明：自愿将本丈稿酬捐为“仪器仪表用户杂志爱心助学塞金”文章编号：１６７１一１０４１（２００６）０４－００３２－０３基于Ｃ－ＭＢＵＳ总线的数据采集系统设计与实现刘春霞，刘立群 （太原科技大学计算机学院，太原摘要：介绍了一种基干ＭＳＰ４３０单片机的数据采集系统的设计与实现。该系愉，适用于远传抄表的救据采集。具体阐述了该系统的工作原理、硬件电路统以ＴＩ公司的，６位ＦＬＡＳＨ型ＭＳＰ４３０系列单片机为核心，以根据韦根德设计和软件实现。效应制成的霉功耗磁敏传感器作为采集前端，选用Ｃ－ＭＢＵＳ总线进行致据传关键词：数据采集；ＧＭＢＵＳ总线；单片机收稿日期：２００６－０２－２４中图分类号：ＴＰ２１６文献标识码：Ａ３２ ＥＩＣ Ｖｏｌ．１３ ２００６ Ｎｏ．４欢迎光临本刊网站ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｅｉｃ．ｃｏｍ．ｃｎ
