基于單片機的信號采集系統設計方案

　　命令程序界面如圖4所示，采用Visual Basic編程。界面顯示了通信握手與反饋、用戶(hù)命令選擇以及轉換的數據。讀入的數據可以用文本的形式保存。信號波形繪制例子如圖5所示。用戶(hù)應該選擇正確的采樣間隔以保證采樣過(guò)程的準確性。一般來(lái)說(shuō)，通信設置的修改由用戶(hù)負責進(jìn)行。

圖4 命令程序界面

圖5 被采樣到的增長(cháng)式正弦和sinx/x波

　　2.2 微控制器算法

　　一旦采樣變量值被確定，信息交換模塊接手整個(gè)工作。該模塊的算法如圖6所示。模塊接收采樣間隔、采樣次數和采樣通道的決定。算法采用正確的過(guò)程以保證滿(mǎn)足產(chǎn)品手冊的要求從而獲得更好的模-數轉換和數據記錄成功。在采樣過(guò)程結束后，數據轉換信息通過(guò)串口以48 00、9 600或者19 200 b／s波特率輸送給微型計算機。該波特率由用戶(hù)和編程者給定。

圖6 信息交換模塊流程

　　由于微控制器算法用MPLAB C18或者匯編語(yǔ)言編程，將編譯過(guò)的程序下載到微控制器是必要的。為了驗證程序和芯片上的EEPROM數據，MPLAB IDE 6.5被采用。該軟件描述了微控制器部分內存消耗情況，這有助于用戶(hù)了解內存的使用百分比以及EEPROM和RAM是如何被安排來(lái)存儲程序算法和轉換的數據。

　　3 結束語(yǔ)

　　本文討論了新型簡(jiǎn)易低成本信號采集系統的制作及編程，說(shuō)明了機器健康診斷系統信號采集的低成本和簡(jiǎn)單實(shí)現是可行的。整個(gè)實(shí)驗電路設計成本不超過(guò)100元人民幣而且開(kāi)發(fā)周期為兩個(gè)星期，包括微型計算機編程。系統成功地采樣了3 kHz的復雜信號。在微控制器被重新編程之后，電路板可以被分離成為一個(gè)獨立的可便攜和讀取的裝置。該系統已經(jīng)被證實(shí)有效和新穎，在機床刀具振動(dòng)分析系統中得到應用驗證，較好地采集了刀具的振動(dòng)信號，這可以通過(guò)示波器加以比較。由于采樣算法和調制電路的局限性，該研究項目的精度有待于提高。同時(shí)，信號數據保存的容量可以進(jìn)一步擴展。另外，使用時(shí)請注意將測量信號調制成+5 V以?xún)取?P>參考文獻:

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