1.3 本课题研究的主要内容及所需的主要仪器和设备
数据采集技术是信息科学的重要分支之一, 它研究信息数据的采集、存储、处理以及控制等问题。它是对传感器信号的测量与处理, 以微型计算机等高技术为基础而形成的一门综合应用技术。数据采集也是从一个或多个信号获取对象信息的过程。随着微型计算机技术的飞速发展和普及,数据采集监测已成为日益重要的检测技术,广泛应用于工农业等需要同时监控温度、湿度和压力等场合。
本课题研究的主要内容是16通道USB数据采集系统的设计:
1.模拟信号范围为±3V,±8V,±10V,0-5V,0-10V,并采用实时显示。
2.能够显示每一通道的动态曲线,并且绘出采集信号在该时刻前的均值和方差。
3.该数据采集系统能够对数据进行保存,保存分为自动保存和手动保存。自动保存要求每隔一定的时间进行保存,并要求保存实时数据。
4.保存的数据格式要求两种:表格文件Excel格式,文本文件TXT格式。 5.系统要求有登陆界面,并设置用户名和密码进行登陆。 6.其他。
本课题所需的主要仪器和设备包括:
USB数据采集卡 Visual c++设计软件 计算机及其他辅助软件
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2 相关技术介绍
2.1 开发工具与环境介绍
2.1.1 Visual C++简介
VC是microsoft公司的重要产品之一——Developer Studio工具集的重要组成部分。他用来在Windows(包括95、98、NT、2000、XP等)环境下开发应用的程序,是一种功能强大、行之有效地可视化编程工具。VC以可视化技术为基础,以C++语言为蓝本,以众多的集成工具为骨架,在计算机领域的诸多方面都发挥着重要的作用。VC提供了简洁实用的开发环境,集成的工具集能让用户高效率地开发应用程序。VC提供了MFC类库,一般性的工作可以全部交给VC来完成,用户只要在其基础上做出自己想要实现的功能即可。VC完成目标所花的时间要少的多。
3.1.2 Visual C++的发展过程
作为一种C/C++语言的集成开发环境(IDE),产生VC的最早的根源其实要追溯到DOS时代的Borland公司,当初Borland公司开发的Turbo Pascal和Turbo C让程序员们深刻感受到了把编辑器和编译器集成在一起的IDE是多么的方便,微软公司也看到了这一优点,于是相继开发了Quick C和Microsoft C/C++等多
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个DOS版本的C/C++集成开发工具。随着Windows的不断成熟,Micrssoft公司 决定放弃DOS下的开发工作,正式推出Windows下的VC 1.0,早期的VC功能并不怎么强大,使用起来也不方便,1.0版和1.5版都是16位编程工具。VC的革命性改变得益于Windows95的推出,从VC2.0开始,微软公司又放弃了16位编程,以后的VC都只用于32位编程开发,为了与MFC类库的版本号保存一致,微软公司跳过了版本3,直接推出了VC4.0,这个版本及修订版4.2的部分界面风格一直保留到VC6.0。从VC4.0到VC6.0,VC的各种功能不断真强,MFC类库的内容也越来越丰富,现在利用VC开发应用程序已经是一种相对轻松的事情了。
3.1.3 Visual C++的特点
在VC发展的同时,Borland公司也在不断改进他的C/C++开发工具,并相继推出了Borland C++和C++ Builder等产品。其实,现在的C++ Builder也是一个非常优秀的开发工具,但是基于下边的几点原因,我们可以看出VC有着不可比拟的优越性:
1.VC的核心—MFC类库已经是事实上的行业标准,Borland自己开发的类库也在向MFC看齐。
2.VC与Visual Studio中的其他可视化开发工具紧密集成,可以于开发非常专业的应用程序。
3.VC的联机帮助已经被集成到MSDN库中去了,后者包含了微软公司大部分产品的技术文档和支持资料,内容相当丰富,是程序员不可多得的参考资料,现在MSDN库随着Visual Studio6.0一起发行,极大地方便了用户。
3.1.4 Visual C++的集成开发环境
从Visual Studio 6.0的程序组中运行VC6.0,便可启动VC6.0的开发环境—Developer Studio。每次运行VC6.0时,首先会弹出一个“Tip of the Day” 的对话框,其中介绍有很多关于开发环境的使用方法以及编程调试方面的小技巧,如果不想看他,可以选择在下一次启动时不再显示。
如图3.1.3所示,VC6.0的窗口被分成了几部分,最上边是标题条,菜单和工具栏,中间左边的窗口是工作区窗口,右边为文档窗口,显示正在编辑的文本文件(或资源),下方为输出窗口和状态栏。
除了主菜单和工具栏外,VC6.0开发环境还提供了大量的上下文联菜单,用鼠标右键单击窗口中的很多地方都会弹出一个关联菜单,此菜单包括与被单击项目相关的各种命令,从而可以加快一些常规操作的速度。
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标题栏
工具栏 菜单栏
项目工作区窗口
文档窗口
输出窗口
输出窗口标签 状态栏
图3.1.3 Visual C++ 6.0开发环境
2.2 数据采集的基本原理
数据采集,又称数据获取,是利用一种装置,从系统外部采集数据并输入到系统内部的一个接口。数据采集技术广泛引用在各个领域。
70年代初,随着计算机技术及大规模集成电路的发展,特别是微处理器及高速A/D转换器的出现,数据采集系统结构发生了重大变革。原来由小规模集成的数字逻辑电路及硬件程序控制器组成的采集系统被微处理器控制的采集系统所代替。由微处理器去完成程序控制,数据处理及大部分逻辑操作,使系统的灵活性和可靠性大大地提高,系统硬件成本和系统的重建费用大大地降低。
在该系统中需要将模拟量转换为数据量,而 A/D是将模拟量转换为数字量的器件,他需要考虑的指标有:分辨率、转换时间、转换误差等等。
数据采集系统一般由信号调理电路,多路切换电路,采样保持电路,A/D,单片机等组成。本次设计部分主要则是对采集到得数据进行分析与处理。
2.3 基于VC数据采集系统设计的主要过程
2.3.1 新建工程 操作步骤如下:
(1)单击开始菜单按钮,运行Microsoft Visual C++ 6.0
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(2)单击【文件】—>【新建】按钮,会弹出如图2.3.1所示对话框:
图 2.3.1
输入相应的工程名称及保存到适当的位置,选择所要创建的工程类型MFC AppWizard(exe)然后单击确定按钮进入下一步。
(3)选择所要创建的应用程序类型:基于单文档(S)应用程序按钮。点击进入下一步到步骤6。
(4)在步骤6中基类选择CFormView,对话框显示如图2.3.2所示:
图 2.3.2
单击【完成】按钮进入主界面部分。
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