技术领域本发明涉及一种传感器实验台数据采集与处理装置，属于电子信息技术领域，尤其是基于单片机控制的试验台的数据采集和处理装置。
背景技术：
传感器实验台主要由四部分组成：传感器安装台、显示与激励源、传感器符号及引线单元、处理电路单元。传感器安装台部分：装有双平行振动梁(应变片、热电偶、PN结、热敏电阻、加热器、压电传感器、梁自由端的磁钢)、激振线圈、双平行梁测微头、光纤传感器的光电变换座、光纤及探头小电机、电涡流传感器引线插孔、霍尔传感器的二个半圆磁钢、振动平台(圆盘)测微头及支架、振动圆盘(圆盘磁钢、激振线圈、霍尔片、电涡流检测片、差动变压器的可动芯子、电容传感器的动片组、磁电传感器的可动芯子)、扩散硅压组式差压传感器、气敏传感器及湿敏元件安装盒。显示及激励源部分：电机控制单元、主电源、直流稳压电源(±2v-±10v档位调节)、F/V数字显示表(可作为电压表和频率表)、动圈毫伏表(5mv-500mv)、音频振荡器、低频振荡器、±15v不可调稳压电源。实验主面板传感器符号单元：所有传感器(包括激振线圈)的引脚都从内部引到这个单元上的相应符号上，实验时传感器的输出信号(包括激励线圈引入低频激振器信号)按符号从这个单元引线。处理电路单元：电桥单元、差动放大器、电容变换放大器、电压放大器、移相器、相敏检波器、电荷放大器、低通滤波器、涡流变换器。随着计算机技术的飞速发展及其广泛应用，智能化的产品已遍及我们日常工作和生活的方方面面。传感器实验台数据采集与处理系统正是基于这一背景下，专为实验室已有的传感器实验台设计开发的，来完成数据的自动采集、转换、传输和处理等功能。传感器器数据采集系统以单片机为基础，包含数据的采集电路、A/D转换电路、数据的传输与存储、数据的处理，它通过运行计算机的数据处理程序，利用键盘操作对传感器实验台数据采集卡进行控制，从而实现对数据的动态和静态采集，保存实验过程中测定的数据，并对其进行处理，给出处理结果和实验曲线。传感器作为信息系统不可或缺的信息采集手段，对传感器的研究有着重要的意义，而作为传感器的实验台，能够迅速准确的完成实验对于提高工作效率的作用是明显的，因此传感器实验台的数据采集与处理系统有着一定的实际意义。
技术实现要素：
本发明的目的在于设计一种传感器实验台数据采集与处理装置。本设计通过运行计算机的数据处理程序，利用键盘操作对传感器实验台数据采集卡进行控制，从而实现对数据的动态和静态采集，保存实验过程中测定的数据，并对其进行处理，给出处理结果和实验曲线。本发明的目的是这样实现的：一种传感器实验台数据采集与处理装置，其组成包括：系统由控制器(1)、高速A/D转换器(2)、高速静态RAM(3)和切换控制电路(4)，其特征在于：控制器采用8031单片机作为核心；静态RAM用作单片机与A/D转换器之间的数据缓冲，RAM的数据线和地址线由总线切换电路来控制,选择连接单片机总线或连接到A/D转换器的数据输出和地址发生器输出地址。RAM的读写由读写控制电路实现；在数据采集期间,存储器的写入地址由可预置的16位地址发生器产生,其溢出信号作为数据采集结束控制。控制器采用8031单片机作为核心设计了传感器实验台的数据采集卡，通过计算机串口传输数据，通过计算机系统应用处理软件进行处理，将原来由人工进行的数据获取、记录与处理改由计算机进行，并自动给出实验结果、图表显示及实验曲线，实现数据采集与处理的自动化；数据采集卡在传感器实验台工作时，从传感器实验台进行数据采集，采集到的数据首先经过A/D转换器的转换，将模拟信号转换为数字信号，然后输送给上位机进行数据的处理。系统的采集工作由采集卡上的单片机控制，当采集卡进行采集的时候，A/D转换器将模拟信号转换为数字信号后，单片机首先处理前8位，然后处理后4位，期间的地址联系有RAM完成。单片机将数据通过ICL232输送给PC机。避免了由于数据获取、记录与处理都是人工进行事后处理的，不能及时处理和绘制曲线，以验证实验数据的正确性的缺点。本发明的结构特点及有益效果：1、该发明针对试验台数据采集和处理装置，实现了将原来由人工进行的数据获取、记录与处理改为由计算机自动处理，体现了传感器数据采集与处理系统的实用价值。2、该装置能及时的处理和绘制实验曲线来验证实验数据的正确性，提高了实验的测试精度，减少由于偶然误差对实验数据的影响。3、实现数据采集和处理的在自动化，提高了效率，减少了实验人员的工作量。4、各个系统以及各个模块之间采用串口通信协议，保证了信号传输的稳定性，提高了实验数据的正确性。附图说明图1为本发明的系统原理结构图；图2为本发明的8051单片机与AD574的接口电路原理图；图3为本发明的串口通讯电路原理图；具体实施方式下面结合附图对本发明的原理和具体连接关系做更详细地描述：一种传感器实验台数据采集与处理装置，其组成包括：系统由控制器(1)、高速A/D转换器(2)、高速静态RAM(3)和切换控制电路(4)，其特征在于：控制器采用8031单片机作为核心；静态RAM用作单片机与A/D转换器之间的数据缓冲，RAM的数据线和地址线由总线切换电路来控制,选择连接单片机总线或连接到A/D转换器的数据输出和地址发生器输出地址。RAM的读写由读写控制电路实现；在数据采集期间,存储器的写入地址由可预置的16位地址发生器产生,其溢出信号作为数据采集结束控制。结合图1，图1是本发明的系统原理结构图；本发明包括控制器、高速A/D转换器、高速静态RAM和切换控制电路；RAM的数据线和地址线由总线切换电路来控制,选择连接单片机总线或连接到A/D转换器的数据输出和地址发生器输出地址。RAM的读写由读写控制电路实现；在数据采集期间,存储器的写入地址由可预置的16位地址发生器产生,其溢出信号作为数据采集结束控制。图2为本发明的8051单片机与AD574的接口电路原理图。是8051单片机与AD574A的接口电路，其中还使用了三态锁存器74LS373和74LS00与非门电路，逻辑控制信号由(和A0)有8051的数据口P0发出，并由三态锁存器74LS373锁存到输出端Q0、Q1和Q2上，用于控制AD574A的工作过程。AD转换器的数据输出也通过P0数据总线连至8051，由于我们只使用了8位数据口，12位数据分两次读进8051，所以接地。当8051的p3.0查询到STS端转换结束信号后，先将转换后的12位A/D数据的高8位读进8051，然后再将低4位读进8051。这里不管AD574A是处在启动、转换和输出结果，使能端CE都必须为1，因此将8051的写控制线和读控制线通过与非门74LS00与AD574A的使能端CE相连。图3为本发明的串口通讯电路原理图；数据传输是通过串行断口RS232C来实现的。RS232仅需3根线便可在两个数字设备之间全双工的传送数据。RS232使用了远较并行口更多的寄存器。这些寄存器用来实现串行数据的传送及RS232设备之间的握手与流量控制。RS232使用负电压表示数字“1”，使用正电压表示数字“0”。RS232在空闲时处于逻辑“1”状态。在开始传送时，首先产生一起始位，起始位为一个宽度的逻辑“0”，紧随其后为所要传送的数据，所要传送的数据有最低位开始依此送出，并以一个结束位标志该字节传送结束，结束位为一个宽度的逻辑“1”状态。当用8051作为串行通讯的控制器，使用9针的接插件将串行口的信号送出。