基于多线程机制的数据采集系统的实现设计

摘要

随着社会的发展和社会的进步，数据采集系统已经越来越多的应用于工业测试中。目前，部分AT切晶体的输出频率在特定的温度点上会产生频率跳变现象。用具有频率跳变的晶体做成的晶体振荡器，同样具有在特定温度点上频率跳变的特性。晶体振荡器输出频率随温度剧烈跳变可能造成通信系统的时钟失锁、通讯异常，或者测量误差加大等问题。为了剔除这些失效晶振，必须在晶体振荡器的整个工作温度区间进行连续、高密度的频率数据采集。
　　本论文是针对某公司AT切晶体振荡器高低温测试而设计的数据采集系统。相对于一般的单通道、低速率数据采集系统，本文以Pcomm串口控件包实现串行通信，采用多线程机制，使前端人机交互部分、中间处理部分和后台的串口操作部分并行处理，让耗时的I/O操作在后台运行，在大数据量通信的情况下对改善程序的响应度是相当有效的，并且对多个通道同时操作或对一个串口同时进行读写操作到的处理也非常成功，提高了程序的响应速度和资源的利用率。本课题选用分段线性插值逼近三次曲线的方法来实现对晶体振荡器频率跳变得检测，该算法具有操作简单、检测快速、判定准确可靠、检测效率高等特点，特别适用于晶体振荡器大批量生产过程中对晶体振荡器频率跳变相关性能的检测。实验表明，该数据采集系统在工业现场运行良好，能够很好的满足生产需求。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 论文的研究背景

1．1．1 研究背景

1．1．2 选题意义

1．2 国内外研究现状及发展趋势

1．3 研究内容

第2章 数据采集系统软件设计相关技术综述

2．1 数据采集的工作原理

2．2 串行通信的工作原理

2．2．1 串行通信的数据传输方式

2．2．2 串口通信的基本参数

2．2．3 串行通信的基本方式

2．3 多线程机制

2．3．1 线程与进程

2．3．2 线程的实现

2．4 石英晶体的温度特性

2．5 本章小结

第3章 数据采集系统的设计

3．1 数据采集系统总体方案的设计

3．1．1 系统需求分析

3．1．2 理想现代化闭环生产流程

3．1．3 系统总体方案分析

3．2 数据采集系统软件设计

3．2．1 系统软件设计总体方案

3．2．2 多线程编程的应用

3．3 插值法

3．3．1 Lagrange插值

3．3．2 牛顿插值

3．3．3 分段线性插值

3．3．4 三种插值法的比较

3．4 本章小结

第4章 系统各功能模块的设计与实现

4．1 系统通信协议的设计

4．1．1 通信模块的结构

4．1．2 通信协议的制定

4．1．3 虚拟串口的使用

4．1．4 串口通信调试

4．2 系统打开串口的设计与实现

4．3 系统数据发送模块的设计与实现

4．4 系统数据接收模块的设计与实现

4．5 系统数据处理模块的设计与实现

4．5 系统数据存储模块的设计与实现

4．6 本章小结

第5章 实验结果与性能分析

5．1 系统登录界面及用户操作界面功能测试

5．1．1 系统登录界面

5．1．2 用户界面

5．2 系统采集功能实例测试

5．2．1 系统硬件连接

5．2．1 系统软件

5．3 本章小结

第6章 实验设计与结果分析

6．1 判定实验设计

6．1．1 判定算法的实现

6．2 判定结果分析

6．2．1 判定性能分析

6．2．2 判定精度分析

6．3 本章小结

第7章 结论

参考文献

攻读硕士学位期间所发表的论文

致谢

个人简历