基于单片机和USB总线的数据采集系统-外文翻译(共8页).doc

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1、精选优质文档-倾情为你奉上 密 级分类号编 号成 绩本科生毕业设计 (论文)外 文 翻 译原 文 标 题Design and Development of Low Cost Multi-Channel USB Data Acquisition System for the Measurement of Physical Parameters 译 文 标 题物理参数测量的低成本多通道USB数据采集系统的设计与开发作者所在系别电子工程系作者所在专业自动化作者所在班级作 者 姓 名作 者 学 号指导教师姓名指导教师职称 教授完 成 时 间2013年12月北华航天工业学院教务处制专心-专注-专业译文标

2、题物理参数测量的低成本多通道USB数据采集系统的设计与开发原文标题Design and Development of Low Cost Multi-Channel USB Data Acquisition System for the Measurement of Physical Parameters作 者Nungleppam Monoranjan；Sarma；nungleppam gopi译 名辛格；卡纳克钱德拉；辛格国 籍印度原文出处8th International Conference on Accelerator & Large Experimental Physics Contr

3、ol Systems,2001低成本多通道USB数据采集系统的设计与开发的物理参数的测量辛格Nungleppam Monoranjan：USIC高哈蒂大学仪器仪表系 - ，阿萨姆邦，印度；卡纳克钱德拉Sarma：高哈蒂大学仪器仪表系阿萨姆邦，印度；nungleppam gopil辛格：提斯普尔大学计算机科学与工程系，部，阿萨姆邦，印度摘要本文介绍了物理参数测量的低成本USB数据采集系统的设计和开发（DAS）。如温度，湿度等物理参数。光的强度，通常是缓慢变化的。传感器或集成传感器感测到相应的信号，然后转换成电压。DAS是采用PIC18F4550单片机设计的，与个人电脑（PC）通信是通过USB（通

4、用串行总线）。所设计的系统已经在Visual Basic开发的应用程序上测试过，它允许在线监测图形和数值显示。一般而言：数据采集系统（DAS），通用串行总线（USB），单片机。关键词：数据采集系统（DAS），温度，湿度，在线监测。1. 简介随着计算机技术的发展，要求个人电脑和笔记本电脑的可用性和性能要可靠并且普及，价格也是大幅下降。因此，低成本的设计和开发用于各种领域的基于PC微控制器的使用一直是一个具有挑战性的任务。各种领域的低成本实时DAS 1-5的设计与开发一直在研究着。如温度，压力，湿度，光的强度等物理参数，通常是缓慢变化的信号。他们可以被相应的传感器感觉到或者传感器可以给出它们在电气

5、参数上的变化。在实验室或工业环境，对工作人员来说或者监控这些物理参数来说，它是非常必要的。人工观测和连续长时间的参数记录几乎是不可能的，这样是不能满足当前要求的精度和时间。这个问题的有效解决方案是开发数据记录器或DAS 7 。目前的工作是探索低成本的多通道USB DAS，它是基于使用PIC18F4550单片机对如温度，湿度等物理参数进行连续监测和存储，的设计与开发。大多数研究者在为具体的应用卡开发定制现成的数据采集（DAQ）的应用程序。我们设计的独特的DAS是，以较低的成本运用市场上常用的组件和应用程序进行开发；并且固件和应用程序是可以开发和用户友好的。2 材料与方法实验装置的框图如图1所示。

6、所设计的温度和集成湿度传感器系统如图2所示。所设计的数据采集系统的电路图如图3所示。硬件，固件和软件对温度和湿度的实时监测系统的描述如下：2.1数据采集单元数据采集系统（DAS）已经采用PIC18F4550 8 ，这是一个40 / 44针，高性能，增强闪光，有纳瓦技术的USB微控制器。图1显示了系统框图的设计。它采用8（八）的模拟量输入通道（Au0通过an07）具有10位分辨率ADC，其中整个操作是由固件控制。B型USB接口用于与USB端口的PC。该电路的PCB布局设计采用DIPT通道和DAS是虚拟的。 Figure 1. Block diagram of the Data Acquisiti

7、on System 2.2 Sensors 集成电路（IC）采用温度传感器LM35和集成湿度传感器采用4000系列。LM35预先在摄氏度下校准。实验观察的LM35温度特性曲线（图4）是用来校准的。同时，数据表中的湿度传感器的特性曲线图所示（图5） 10 。它采用8（八）的模拟量输入通道（Au0通过an07）具有10位分辨率ADC，其中整个操作是由固件控制。B型USB接口用于与USB端口的PC通信。该电路的PCB布局设计采用DIPTrace和DAS是虚拟的。2.3信号调理电路来自温度传感器LM35和湿度传感器IC HIH 4000的信号不适合直接传给DAS。因为这些，信号调理电路已被设计使用运算

8、放大器OP07，如图3所示的设计实施。为了在意外或超范围下保护过电压，一个5.1伏齐纳二极管和一系列的限流电阻被使用。从齐纳二极管上输出（限制在5.1伏的最大电压）然后，送给单片机的输入线。2.4 软件部分对于正常运作的数据采集系统，固件会被开发和下载到单片机，应用程序是在Visual Basic下开发。2.4.1 固件一个C程序为了进行适当的模数转换用MikroC IDE进行编写和把数字化的数据通过USB发送到PC。程序编译，生成HEX文件。pickit2程序员把这样产生的十六进制文件下载到PIC18F4550单片机。那个程序流程图在图6中给出了。2.4.2 应用程序为了适当的PC的数据采集

9、，图形显示和保存到一个文件，一个应用程序在Visual Basic下开发。为了防止数据丢失，采用轮询技术；不需要硬件中断。这样获得的数据每通道分四个数字，并可以显示。由于它具有10位的分辨率，它可以把0到5伏的电压值分成1024份。因此，它具有4.88mv精度。温度，范围设定在0到500摄氏度。把它通过信号调理电路转换成从0到5V的电压。相对湿度的范围是从10%到90%。然后，信号调理电路把它转换成1 - 5伏的电压。应用程序的屏幕截图在下面的图7所示。3结果与结论根据我们选择的通道，我们绘制了一张图。所有的数据都以逗号分隔值形式存储在计算机的硬盘中（CSV格式）。存储的数据可用于未来的分析和

10、也可以重建波形。我们可以看到温度和湿度在连续12小时的典型曲线。所获得的实时温度和湿度的数据在图8。RH1和Rh2是从两个不同的数字温湿度计IT-202号模型观测的，RH3是从干、湿球心理测量得到。RH4是从所设计的系统中观察到。四个图表显示了湿度变化的相似性。从Rh1和Rh2看到，商业数字湿度计显示了9% RH的不同。在心理测量学上观察，Rh3轻微的波动可能是由于波动的空气流量和温度计的读数的分辨率。RH1和RH4之间的变化小于2%，一般来说5%是可以理解的，对RH测量L来说。因此，所设计的系统提供了更好的结果。目前，所设计的系统，我们使用只有两个通道给系统输入。已经测试过，由于该系统是8通

11、道可行的，其他的一些物理参数，如光强度，压力，位移，水平等，也可以同时使用各种传感装置进行监测。该系统将是有益的在实际和实验室研究中，在那里，对温度和相对湿度的监测、分析、测量的采集和存储是必要的。此外，该系统也可用于检测和校准实验室。所设计的是一个具有10位分辨率，具有精度4.88mv，成本低（0.0977%）和兼容的PC和笔记本电脑的系统。此外，有轻微的修改，该系统也可用于控制物理参数。指 导 教 师 评 语 外文翻译成绩：指导教师签字： 年 月 日注：1。 指导教师对译文进行评阅时应注意以下几个方面：翻译的外文文献与毕业设计（论文）的主题是否高度相关，并作为外文参考文献列入毕业设计（论文）的参考文献；翻译的外文文献字数是否达到规定数量（3 000字以上）；译文语言是否准确、通顺、具有参考价值。2。 外文原文应以附件的方式置于译文之后。