1 總體方案設計
    該系統(tǒng)是以C8051f060單片機為核心,，對數(shù)據(jù)進行放大濾波采集，經(jīng)過單片機內(nèi)部A／D轉(zhuǎn)換,，最后將數(shù)據(jù)存入FLASH,， 同時可以通過串口將數(shù)據(jù)傳送到PC機上顯示。采集系統(tǒng)硬件框圖如圖1所示,。

1．1 信號放大電路設計
    本系統(tǒng)所用Ad623是一款性能非常好的儀表放大器,，它有以下特點：a．在單電源3~12V下提供滿電源幅度輸出，使設計更為簡單,；b．雖為單電源工作方式優(yōu)化設計,，但在±2．5~±6V雙電源時，仍有優(yōu)良性能,；c．增益通過一只外接電阻可方便地調(diào)節(jié),。無外接電阻時，被設置為單位增益(G=1),，接人電阻時,，增益可高達1000：d．共模抑制比隨增益的增加而增大，保持最小誤差,；e．低功耗,，寬電源電壓，適合電池供電電路,，線性度,、溫度穩(wěn)定性、可靠性好,；f．具有較寬的共模輸入范圍,，可以放大具有低于地電平150 mv的共模電壓信號。

1．2 信號濾波電路設計
    本系統(tǒng)所用MAX291是MAXIM公司生產(chǎn)的八階巴特沃斯型開關電容式有源低通濾波器,，它的3dB截止頻率可以在0．1～25kHz之間選擇，具有固定的歸一化頻率響應,。時鐘頻率fCLK與截止頻率fC的比值為100：1,；噪聲低，典型值為-70dB THD+Noi se,。如果直接利用MAX291的內(nèi)部時鐘振蕩器,，只需外接一個電容，電容值和3dB截止頻率滿足:

    
    由式(1)可知,，截止頻率由引腳CLK的外接電容的大小控制,。選用MAX291實現(xiàn)抗混疊濾波器有巨大的優(yōu)勢。
    圖2是濾波電路的濾波效果對比圖,。

    從圖中可以看出,，信號紋波大大減小,，達到了較好的濾波效果。
1．3 A／D轉(zhuǎn)換的設計與實現(xiàn)
    C8051F060的ADC子系統(tǒng)包括兩個1Msps,、16位分辨率的逐次逼近寄存器型ADC,，ADC中集成了跟蹤保持電路、可編程窗口檢測器和：DMA接口,，這兩個ADC可以被配置為兩個獨立的單端方式,。這兩個ADC也可以被獨立使能或禁止，窗口檢測器和DMA接口都可用特殊功能寄存器控制,，其原理框圖如圖3所示,。

2 軟件設計
    系統(tǒng)加電后，首先對微處理器進行必要的初始化,，才能使系統(tǒng)正常工作,，主要包括時鐘初始化、數(shù)字交叉開關(即端口模式)初始化,。然后通過計算機發(fā)送命令,，讓傳感器完成相應的功能。這些功能是單片機里的程序?qū)崿F(xiàn)的,。這些功能主要包括：a．采集傳感器信號并且經(jīng)過A／D轉(zhuǎn)換后保存在FLASH存儲器中,；b．讀取FLASH存儲器的數(shù)據(jù)，經(jīng)過RS232串口送到計算機,；c．讀取FLASH存儲器的數(shù)據(jù),，這些數(shù)據(jù)經(jīng)過濾波處理后經(jīng)過RS232串口送到計算機；d．擦除FLASH存儲器,。其流程圖如圖4所示,。

    計算機接收到的單片機輸出的部分數(shù)據(jù)如圖5所示。

3 結束語
    由于生產(chǎn)和科研領域?qū)y試的要求越來越高,，所需測試和處理的數(shù)據(jù)量也越來越大,，通過采用大容量存儲器和高精度A／D可解決問題，因此本數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)具有一定的應用價值,。