高性能低成本便携式多点数据采集仪的研制

摘要

人们在日常生活、生产制造和科学研究当中经常需要对指定目标进行测试和信息采集，数据采集系统便能够满足这种需求。在计算机技术、电子封装、新材料的高速发展下，数据采集仪的研发水平也在不断地提高，采集的速度、精度和通道数等都越来越先进。但是，目前市场上有的数据采集仪的成本非常的高，有的速度达不到高速采集的要求。因此，本课题的目的就是研发一种高性能、低成本、智能型的便携式多点数据采集仪。
　　 本文首先比较了目前市场上常见的数据采集仪，并分析了各种采集仪的优缺点，然后以消失模铸造中金属液流动前沿的温度场、压力场和流动场为目标对象，提出本数据采集仪的各项性能指标，最后详细介绍了本数据采集仪的硬件和软件设计。为兼顾性能、成本和通用性，本课题采用了高性能单片机C8051F350作为核心器件，此单片机内置有高达24位分辨率的A/D转换器。考虑到数据采集仪的扩展性能，整体结构以控制板和采集板分离的设计方式，针对不同的采集目标的通道数要求，通过增减下位机采集板，来方便地调整数据采集仪采集的通道数目。此外，市场上的采集仪较多的采用PCI和PXI总线，虽然采集速度较快，但是存在着便携性较差、成本高等缺点，本次数据采集仪采用了USB作为数据传输总线。新华龙公司生产的C8051F320单片机自带USB控制器，免去了单独扩展USB转接芯片的工作，并且与下位机的C8051F350 具有通用性，完全可以满足上位机与计算机通讯的任务。实验证明，本文研发的低成本数据采集仪具有较快的采集速度、较高的采集精度，并且也具有良好的便携性和通用性。