1、第11章 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)設(shè)計,11.1 系統(tǒng)設(shè)計的基本原則,11.1.1 硬件系統(tǒng)設(shè)計的基本原則 11.1.2 軟件系統(tǒng)設(shè)計的基本原則,11.1.1 硬件系統(tǒng)設(shè)計的基本原則,改動一次硬件往往要重新制版、安裝和調(diào)試。因此硬件系統(tǒng)設(shè)計時要通過仔細推敲，集體論證來定稿，從而避免硬件電路的返工。 硬件設(shè)計的大返工意味著軟件設(shè)計也要大返工。為減少和除返工，在硬件系統(tǒng)設(shè)計中應(yīng)當(dāng)遵循以下幾個原則。,一、經(jīng)濟合理,在滿足性能指標(biāo)的前提下，盡可能降低價硬件成本，以便獲得高的性能價格比，也是一個產(chǎn)品爭取市場的主要因素之一。,實際應(yīng)用時，應(yīng)根據(jù)具體情況來裁剪硬件系統(tǒng)！,二、安全可靠,確保系統(tǒng)安全可靠地工作是硬件設(shè)計中

2、應(yīng)遵循的一個根本原則，保證在規(guī)定的工作環(huán)境下，系統(tǒng)性能穩(wěn)定、工作可靠。 如相應(yīng)的監(jiān)控電路、保護電路、報警電路和自診斷電路等。,三、有足夠的抗干擾能力,有完善的抗干擾措施，是保證系統(tǒng)精度、工作正常和不產(chǎn)生錯誤的必要條件。,思考題,某品牌電風(fēng)扇，底座裝有壓力傳感器，當(dāng)系統(tǒng)檢測到?jīng)]有放穩(wěn)時風(fēng)扇會停止轉(zhuǎn)動，該功能屬于原則。 （A）抗干擾（B）安全可靠,思考題,1.電源電路中加入保險絲電阻，這是硬件系統(tǒng)設(shè)計中的原則。 (A)安全可靠(B)抗干擾 2.電源電路中加入濾波電容，這是硬件系統(tǒng)設(shè)計中的原則。 (A)安全可靠(B)抗干擾,四、采用功能強的芯片,設(shè)計中盡可能采用功能強的芯片，少用分立器件，以簡化電路

3、，提高系統(tǒng)電路的集成度和可靠性。,四、采用功能強的芯片,一塊芯片,五、留有余地,硬件電路設(shè)計時，要考慮將來修改、擴展的方便，在設(shè)計之初使各部分的硬件電路設(shè)計留有相當(dāng)大的余地。 比如ROM、RAM的存儲容量，I/O端口的數(shù)目，A/D、D/A通道的數(shù)目、分辨率等。,11.1.2 軟件系統(tǒng)設(shè)計的基本原則,一、結(jié)構(gòu)合理,程序應(yīng)該采用結(jié)構(gòu)模塊設(shè)計，不僅有利于程序的擴充，也有利于程序的修改和維護。,二、操作性能好,在開發(fā)程序時，應(yīng)當(dāng)考慮如何降低對操作人員的專業(yè)的要求。因此，在程序設(shè)計中，良好的人機交互界面可以提高工作效率和產(chǎn)品的易操作性。,三、具有一定的保護措施,系統(tǒng)應(yīng)設(shè)計一定的的自檢測程序，以便系統(tǒng)發(fā)生

4、故障時，例于查找故障部位。 對于重要的參數(shù)要定時存儲，以防止因掉電而丟失數(shù)據(jù)。,四、提高程序的執(zhí)行速度,五、給出必要的程序說明,六、盡可能降低功耗，提高系統(tǒng)的待機時間,11.2 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)設(shè)計的一般步驟,11.2.1確定任務(wù),一、 步驟,1調(diào)研：對要求進行調(diào)查研究，進行可行性 論證(技術(shù)可行及市場可行)； 2在可行性的基礎(chǔ)上: (1)確定系統(tǒng)應(yīng)具備的功能、性能指標(biāo)； (2)確定系統(tǒng)的成本與收益； (3)確定完成任務(wù)的期限,11.2.1確定任務(wù),二、 參與人員,客戶、高級開發(fā)人員、市場部,三、工作結(jié)果,任務(wù)說明書（合同） -以后工作的基礎(chǔ)。,11.2.2總體設(shè)計,一、 步驟,1確定系統(tǒng)所使用的

5、MCU的配置方案 合理地選用可縮短研制周期，提高系統(tǒng)的性能價格比。 2進行硬件和軟件的功能劃分 (1)根據(jù)應(yīng)用系統(tǒng)速度要求來劃分軟、硬件功能 速度要求很高，采用硬件實現(xiàn) 速度要求不高，采用軟件實現(xiàn) (2)根據(jù)成本、可靠性和研制周期來劃分 降低成本，用軟件來代替硬件,思考題,不用軟件編程，而用硬件電路來消除按鍵抖動，能。（不定項選擇） A）提高系統(tǒng)的運行速度 B）降低系統(tǒng)的成本 C）降低系統(tǒng)的功耗 D）提高系統(tǒng)的實時性,11.2.2總體設(shè)計,一、 步驟,3詳細設(shè)計 (1) 制定硬件系統(tǒng)的指標(biāo)和要求、各組成部分的之間的 控制關(guān)系、完成期限等等； (2)制定軟件系統(tǒng)的任務(wù)，選擇編程語言，數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、有

6、關(guān)算法及劃分 程序模塊、繪出流程圖等等。,11.2.2總體設(shè)計,二、 參與人員：高級開發(fā)人員,三、 工作結(jié)果,1.總體設(shè)計說明書 2.硬件設(shè)計說明書 3.軟件設(shè)計說明書,11.2.3硬件和軟件開發(fā),一、 硬件開發(fā)步驟,1.繪制出邏輯圖、電路原理圖 2.選購元器件 3.組裝 4.電路調(diào)試 5.制PCB版圖,根據(jù)硬件設(shè)計說明書進行,11.2.3硬件和軟件開發(fā),二、 軟件開發(fā)步驟,1設(shè)計語言的選擇 2根據(jù)模塊劃分及流圖編寫具體的代碼 3軟件調(diào)試 (1)各模塊的程序分別進行調(diào)試 (2)聯(lián)合調(diào)試,根據(jù)軟件件設(shè)計說明書進行,11.2.3硬件和軟件開發(fā),三、 參與人員,高級、初級開發(fā)人員,四、 工作結(jié)果,電

7、路原理圖、版圖、具體電路、程序代碼等,11.2.4系統(tǒng)聯(lián)調(diào),一、 步驟,1.在實驗室，對已知的標(biāo)準量進行采集和比較，以驗證系 統(tǒng)設(shè)計是否正確合理； 2.進行現(xiàn)場測試，測試是系統(tǒng)的各項性能指標(biāo)是否達到任 務(wù)說明書規(guī)定的。 3.修改和完善硬件系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)，進一步排除軟、硬件 的錯誤和不足。,11.2.4系統(tǒng)聯(lián)調(diào),二、 參與人員,高級、初級開發(fā)人員,三、 工作結(jié)果,測試報告書、改進說明書等,11.2.5產(chǎn)品定型,一、 工作過程,1聯(lián)調(diào)后送測試部門進行技術(shù)測試； 2經(jīng)測試合格后，將前面的工作結(jié)果形成合理的裝配和 調(diào)試工藝，送生產(chǎn)部進行大批量生產(chǎn)。 3客戶對樣機進行試運行，并提出合理的改進合案； 4樣機通過鑒定后開發(fā)工作結(jié)束,11.2.5產(chǎn)品定型,二、 參與人員,研發(fā)部、測試部、生產(chǎn)部及客戶,三、 工作結(jié)果,產(chǎn)品,11.3 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)應(yīng)用實例,汽車電子系統(tǒng) 智能家居系統(tǒng) 醫(yī)療生物系統(tǒng) 安防監(jiān)控系統(tǒng),安防監(jiān)控系統(tǒng),安防與頻監(jiān)控已經(jīng)從傳統(tǒng)的交通管理、銀行、商場、地鐵等行業(yè)