数据采集系统教学大纲

关键词:数据采集系统 教学大纲
数据采集系统 教学大纲
内容:

  一、基本要求
  本课程应用先修课的基础,以数据采集系统的主要组成部分为主线,侧重于各组成器件的外特性,以达到合理选取器件,完成系统软、硬件的设计和接口电路设计。
该课程的目的与任务:使学生通过本课程的学习,获得数据采集的基本理论,熟悉采集系统各组成环节的工作原理及性能指标,掌握各部分接口和系统的设计方法。
  学习本课后应达到如下基本要求:
  1.掌握采样、量化及数据处理方面的理论;
  2.了解DAS各组成环节(多路开关、采样保持、D/A、A/D等)工作原理及器件的外特性,并能正确选用有关器件;
  3.熟悉微机I/O特性,各环节接口的设计方法以及系统设计方法。
  二、教学内容与学时分配建议
  (一)绪论+数据采集系统概述 (1学时)
  1.数据采集系统课程的发展背景;(了解)
  2.数据采集系统的基本概念;(掌握)
  3.数据采集系统的组成部分;(掌握)
  4.DAS的应用领域和发展趋势。(了解)
  (二)信号调理电路 (4学时)
  1.基本组态的运算放大器的原理和特点,放大电路的失调与零漂、温度漂移;(掌握)
  2.测量放大器:组成原理,单片测量放大器;(掌握)
  3.低漂移放大器:动态校零放大器的原理,单片低漂移放大器的集成芯片;(理解)
  4.电压比较器:工作原理,集成芯片,基本的比较电路。(理解)
  (三)多路模拟开关 (2学时)
  1.电器机械式多路开关:步进选择器,舌簧继电器。(了解)
  2.半导体开关:二极管桥开关,结型场效应管,P和N—MOS场效应管,CMOS模拟开关;(了解)
  3.多路模拟开关的常用集成芯片;(理解)
  4.多路开关的电路特性。(掌握)
  (四)采样保持器 (2学时)
  1.孔径时间;(理解)
  2.采样保持器:定义,工作状态,工作原理,特性指标,集成芯片,选择和使用的原则。(掌握)
  (五)模数(A/D)转换器 (4学时)
  1.A/D转换器的两个阶段:量化和编码;(掌握)
  2.A/D转换原理:逐次逼近式,双斜积分式,VFC式;(理解)
  3.A/D转换器的选择与使用:选用ADC的一般考虑,ADC字长的确定,如何充分利用ADC的分辨能力,ADC的双极性扩展,ADC的调整和ADC有关的计算。(掌握)
  (六)数模(D/A)转换器 (2学时)
  1.D/A转换电路原理:R/2R T形电阻网络D/A转换;(理解)
  2.常用的集成芯片;(了解)
  3.D/A转换器的选择和使用:选择DAC的一般考虑,字长的确定,典型输出电路,和DAC有关的计算。(掌握)
  (七)接口设计 (3学时)
  1.I/O寻址方式:隔离I/O寻址方式,内存映象I/O寻址方式;(理解)
  2.I/O端口地址译码:固定地址译码,开关可选择译码电路,线选法译码;(掌握)
  3.接口设计:D/A、A/D与微机的接口。(理解)
  三、教材及主要参考资料
  1.《数据采集系统》,邵钟武、柴勤忠,石油大学出版社。
  2.《数据采集与处理》,沈兰荪编,能源出版社。
  3.《微型计算机控制技术》,潘新民,人民邮电出版社。
  4.《微型计算机与传感器技术》,潘新民等编,人民邮电出版社。
  5.《非电量电测技术》,严钟豪等编,机械工业出版社。