專利名稱：一種基于Labview和USB2.0接口數(shù)據(jù)采集器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及數(shù)據(jù)采集技術(shù)領(lǐng)域,具體涉及ー種基于Labview和USB2. O接口數(shù)據(jù)采集器。
背景技術(shù)：
數(shù)據(jù)采集(Data Acquisition)就是將被測(cè)對(duì)象的各種參量物理量、化學(xué)量、生物量等)通過各種傳感元件做適當(dāng)轉(zhuǎn)換后，再經(jīng)信號(hào)調(diào)理、采樣、量化、編碼、傳輸?shù)炔襟E，最后送到控制器進(jìn)行數(shù)據(jù)處理或存儲(chǔ)記錄的過程。數(shù)據(jù)采集是獲取信息的基本手段，數(shù)據(jù)采集技術(shù)作為信息科學(xué)的ー個(gè)重要分支，是以傳感器、信號(hào)測(cè)量與處理、微型計(jì)算機(jī)等技術(shù)為基礎(chǔ)而形成的ー門綜合應(yīng)用技術(shù)，它研究信息數(shù)據(jù)的采集、存儲(chǔ)、處理及控制等作業(yè)，具有很強(qiáng)的實(shí)用性。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)得到了越來(lái)越廣泛的應(yīng)用，同時(shí)，人們對(duì)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的各項(xiàng)技術(shù)，如采樣率、分辨率、線性度、精度、輸入范圍、控制方法以及抗干擾能力等提出了越來(lái)越高的要求，特別是精度和采樣速率更是使用者和設(shè)計(jì)者所共同關(guān)注的重要問題，于是高速及超高速數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)應(yīng)運(yùn)而生，并且得到快速發(fā)展。今天，數(shù)據(jù)采集技術(shù)已經(jīng)在雷達(dá)、通信、水聲、遙感、地質(zhì)勘探、振動(dòng)工程、無(wú)損監(jiān)測(cè)、語(yǔ)音處理、智能儀器、エ業(yè)自動(dòng)控制以及生物醫(yī)學(xué)工程等眾多領(lǐng)域得到廣泛的應(yīng)用，并收到了良好的效果。數(shù)據(jù)采集廣泛地應(yīng)用于各種測(cè)試和控制系統(tǒng)，從現(xiàn)有的技術(shù)和產(chǎn)品來(lái)看，低速、低分辨率的數(shù)據(jù)采集技術(shù)已相當(dāng)成熟，實(shí)現(xiàn)起來(lái)也比較容易，單片ADC即可滿足要求，產(chǎn)品的穩(wěn)定性和可靠性已無(wú)庸置疑。但高速數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)由于受器件(主要是ADC)的制約，真正實(shí)現(xiàn)高速、高分辨率的產(chǎn)品還不是很多。為了滿足實(shí)時(shí)檢測(cè)和高速采集數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)日益發(fā)展的需要，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)采集的高速、高分辨率已成為數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的ー個(gè)發(fā)展方向?，F(xiàn)有的高速ADC器件和產(chǎn)品價(jià)格都比較昂貴，有些本身還存在著不穩(wěn)定性，產(chǎn)品普遍存在通用性差、用途単一、測(cè)點(diǎn)少、測(cè)量距離小、環(huán)境適應(yīng)性差等缺點(diǎn)，遠(yuǎn)沒有形成系列化、模塊化、標(biāo)準(zhǔn)化的通用產(chǎn)品。發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問題是提供一種基于Labview和USB2. O接口數(shù)據(jù)采集器，該技術(shù)方案有效解決現(xiàn)有采集器穩(wěn)定性和通用性差的問題，該數(shù)據(jù)采集器具設(shè)計(jì)合理科學(xué)，具有廣泛的工程應(yīng)用領(lǐng)域。本實(shí)用新型通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)—種基于Labview和USB2. O接口數(shù)據(jù)采集器,包括本內(nèi)裝Labview圖形化開發(fā)軟件和數(shù)據(jù)采集器應(yīng)用軟件的計(jì)算機(jī)，所述采集器包括微處理器、A/D轉(zhuǎn)換器、D/A轉(zhuǎn)換器、溫度測(cè)量傳感器、E2PROM存儲(chǔ)模塊、電源模塊以及輸入輸出模塊；所述微處理器為數(shù)據(jù)采集器的核心単元；所述A/D轉(zhuǎn)換器將輸入的8路模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，通過輸入8+4并行數(shù)據(jù)接ロ與主控制器相連；所述D/A轉(zhuǎn)換器將計(jì)算機(jī)輸出的I路數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換為模擬信號(hào)；所述溫度測(cè)量傳感器用來(lái)測(cè)量環(huán)境溫度，還可以對(duì)模擬信號(hào)的測(cè)量進(jìn)行溫度補(bǔ)償和修正；所述E2PROM存儲(chǔ)模塊為I2C串行總線數(shù)據(jù)的接收和發(fā)送；所述電源模塊為微處理器和其它模塊提供工作電源；所述輸入輸出模塊為微處理器提供的16路開關(guān)量輸入、輸出；8路模擬輸入信號(hào)分別與A/d轉(zhuǎn)換器的8個(gè)輸入端相連，經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換成12位數(shù)字信號(hào)后，通過4+8并行總線與微處理器相連，微處理器通過USB2. O接ロ與計(jì)算機(jī)USB接ロ相連，D/A轉(zhuǎn)換器、溫度測(cè)量傳感器分別采用串行方式與微處理器進(jìn)行連接；電源模塊的輸出端與微處理器的電源端連接，E2 PROM存儲(chǔ)模塊通過I2C串行總線與微處理器相連。本實(shí)用新型進(jìn)ー步技術(shù)改進(jìn)方案是所述微處理器采用EZ-USB 乂2系列的0￥7068013芯片，其內(nèi)部集成狀11、8051單片機(jī)、IFO存儲(chǔ)器、通用可編程接ロ(GPIF)和USB2. O接ロ ；所述A/D轉(zhuǎn)換器采用MAX197芯片；所述D/A轉(zhuǎn)換器采用MAX5384芯片；所述溫度測(cè)量傳感器采用DS18B20芯片；所述E2PROM存儲(chǔ)模塊采用AT24C02芯片；電源模塊采用SPX1117芯片。本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下明顯優(yōu)點(diǎn)本實(shí)用新型采用Labview圖形化開發(fā)軟件，高精度高速度的A/D轉(zhuǎn)換器和微處理器，實(shí)現(xiàn)8路12位數(shù)據(jù)采集、I路8位D/A輸出，16路數(shù)字1/0，具有數(shù)字溫度檢測(cè)并且顯示功能，AD的最大采樣速度ΙΟΟΚΗζ，該數(shù)據(jù)采集器具有較高的性價(jià)比，在工程測(cè)試領(lǐng)域具有廣泛的推廣應(yīng)用價(jià)值。


圖I為本實(shí)用新型的系統(tǒng)框圖。
具體實(shí)施方式
如圖I所示，本實(shí)用新型包括本內(nèi)裝Labview圖形化開發(fā)軟件和數(shù)據(jù)采集器應(yīng)用軟件的計(jì)算機(jī)，采集器包括微處理器、A/D轉(zhuǎn)換器、D/A轉(zhuǎn)換器、溫度測(cè)量傳感器、E2 PROM存儲(chǔ)模塊、電源模塊以及輸入輸出模塊；微處理器為數(shù)據(jù)采集器的核心単元；A/D轉(zhuǎn)換器將輸入的8路模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，通過輸入8+4并行數(shù)據(jù)接ロ與主控制器相連；D/A轉(zhuǎn)換器將計(jì)算機(jī)輸出的I路數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換為模擬信號(hào)；溫度測(cè)量傳感器用來(lái)測(cè)量環(huán)境溫度，還可以對(duì)模擬信號(hào)的測(cè)量進(jìn)行溫度補(bǔ)償和修正；E2PROM存儲(chǔ)模塊為I2C串行總線數(shù)據(jù)的接收和發(fā)送；電源模塊為微處理器和其它模塊提供工作電源；輸入輸出模塊為微處理器提供的16路開關(guān)量輸入、輸出；微處理器采用EZ-USB FX2系列的CY7C68013芯片，其內(nèi)部集成RAM、8051單片機(jī)、IFO存儲(chǔ)器、通用可編程接ロ(GPIF)和USB2. O接ロ，A/D轉(zhuǎn)換器采用MAX197芯片，D/A轉(zhuǎn)換器采用MAX5384芯片，溫度測(cè)量傳感器采用DS18B20芯片，E2PROM存儲(chǔ)模塊采用AT24C02芯片，電源模塊采用SPX1117芯片，8路模擬輸入信號(hào)分別與A/D轉(zhuǎn)換器的8個(gè)輸入端相連，經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換成12位數(shù)字信號(hào)后，通過4+8并行總線與微處理器相連，微處理器通過USB2. O接ロ與計(jì)算機(jī)USB接ロ相連，D/A轉(zhuǎn)換器、溫度測(cè)量傳感器分別采用串行方式與微處理器進(jìn)行連接；電源模塊的輸出端與微處理器的電源端連接，E2PROM存儲(chǔ)模塊通過I2C串行總線與微處理器相連，多路模擬信號(hào)輸入給A/D轉(zhuǎn)換器，微處 理器的GPIF控制A/D轉(zhuǎn)換器的模數(shù)轉(zhuǎn)換和數(shù)據(jù)傳輸，在AUTO IN方式下上傳到計(jì)算機(jī)，利用Labview虛擬儀器應(yīng)用軟件對(duì)輸入的8路模擬信號(hào)進(jìn)行采集、處理、分析和存儲(chǔ)，在VC++中將軟件訪問USB的各種操作做成易于移植的動(dòng)態(tài)鏈接庫(kù)(DLL)文件，在Labview中直接加載這些DLL，從而實(shí)現(xiàn)了計(jì)算機(jī)與USB數(shù)據(jù)采集器的通信。本實(shí)用新型未涉及部分均與現(xiàn)有技術(shù)相同或可采用現(xiàn)有技術(shù)加以實(shí)現(xiàn)。
權(quán)利要求1.一種基于Labview和USB2. O接口數(shù)據(jù)采集器，其特征在于所述采集器包括微處理器、A/D轉(zhuǎn)換器、D/A轉(zhuǎn)換器、溫度測(cè)量傳感器、E2PROM存儲(chǔ)模塊、電源模塊以及輸入輸出模塊；所述微處理器為數(shù)據(jù)采集器的核心単元；所述A/D轉(zhuǎn)換器將輸入的8路模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，通過輸入8+4并行數(shù)據(jù)接ロ與主控制器相連；所述D/A轉(zhuǎn)換器將計(jì)算機(jī)輸出的I路數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換為模擬信號(hào)；所述溫度測(cè)量傳感器用來(lái)測(cè)量環(huán)境溫度，還可以對(duì)模擬信號(hào)的測(cè)量進(jìn)行溫度補(bǔ)償和修正；所述E2PROM存儲(chǔ)模塊為I2C串行總線數(shù)據(jù)的接收和發(fā)送；所述電源模塊為微處理器和其它模塊提供工作電源；所述輸入輸出模塊為微處理器提供的16路開關(guān)量輸入、輸出；8路模擬輸入信號(hào)分別與A/D轉(zhuǎn)換器的8個(gè)輸入端相連，經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換成12位數(shù)字信號(hào)后，通過4+8并行總線與微處理器相連，微處理器通過USB2. 0接ロ與計(jì)算機(jī)USB接ロ相連，D/A轉(zhuǎn)換器、溫度測(cè)量傳感器分別采用串行方式與微處理器進(jìn)行連接；電源模塊的輸出端與微處理器的電源端連接，E2 PROM存儲(chǔ)模塊通過I2C串行總線與微處理器相連。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的ー種基于Labview和USB2.0接口數(shù)據(jù)采集器，其特征在于所述微處理器采用EZ-USB FX2系列的CY7C68013芯片，其內(nèi)部集成RAM、8051單片機(jī)、IFO存儲(chǔ)器、通用可編程接ロ GPIF和USB2.0接ロ。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的ー種基于Labview和USB2.0接口數(shù)據(jù)采集器，其特征在于所述A/D轉(zhuǎn)換器采用MAX197芯片。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的ー種基于Labview和USB2.0接口數(shù)據(jù)采集器，其特征在于所述D/A轉(zhuǎn)換器采用MAX5384芯片。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的ー種基于Labview和USB2.0接口數(shù)據(jù)采集器，其特征在于所述溫度測(cè)量傳感器采用DS18B20芯片。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的ー種基于Labview和USB2.0接口數(shù)據(jù)采集器，其特征在于所述E2 PROM存儲(chǔ)模塊采用AT24C02芯片。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的ー種基于Labview和USB2.0接口數(shù)據(jù)采集器，其特征在于電源模塊采用SPXl 117芯片。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種基于Labview和USB2.0接口數(shù)據(jù)采集器，所述采集器包括微處理器、A/D轉(zhuǎn)換器、D/A轉(zhuǎn)換器、溫度測(cè)量傳感器、E2PROM存儲(chǔ)模塊、電源模塊以及輸入輸出模塊。本實(shí)用新型有效解決現(xiàn)有采集器穩(wěn)定性和通用性差的問題，該數(shù)據(jù)采集器具設(shè)計(jì)合理科學(xué)，具有廣泛的工程應(yīng)用領(lǐng)域。
文檔編號(hào)G06F17/40GK202422126SQ20112056620
公開日2012年9月5日 申請(qǐng)日期2011年12月30日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月30日
發(fā)明者張青春 申請(qǐng)人:淮陰工學(xué)院