摘 要：為了對蓄電池的溫度進行檢測，數(shù)據(jù)采集是必不可少的手段。程序控制數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)是比較先進的采集方式，本文采用熱電偶為溫度檢測元件對蓄電池溫度信號進行采集來構(gòu)建單片機溫度采集系統(tǒng)，較好的實現(xiàn)了所需目的。 關(guān)鍵詞：數(shù)據(jù)采集 單片機 蓄電池溫度 1　引言 為了確知某一測試對象的各項特性，我們常常要借助各種儀表和各種手段（直接測量或遙測）來獲得各種各樣的測量結(jié)果（數(shù)據(jù)）。但這些數(shù)據(jù)中包含有變換誤差、設(shè)備誤差以及在傳輸過程中（當采用遙測方式時）引入的各種干擾所造成的誤差等。而且這些數(shù)據(jù)量通常都很大，有意義的部分和無意義的部分混雜在一起，如果不加取舍的直接應(yīng)用，必然會造成極大不便。另外，很多情況下還需通過再加工（即將數(shù)據(jù)作某種變換）以便提供物理意義更明確更直接的數(shù)據(jù)形式（輸入振動波形的頻譜分析等）。上述這些問題都要靠數(shù)據(jù)采集與處理加以解決。為了對蓄電池的溫度進行檢測，本文采用熱電偶為溫度檢測元件對蓄電池溫度信號進行采集來構(gòu)建單片機溫度采集系統(tǒng)，較好的實現(xiàn)了所需目的。 2　數(shù)據(jù)采集 從廣泛意義上來講，數(shù)據(jù)采集與處理的主要內(nèi)容應(yīng)包括以下幾個方面： （1）數(shù)據(jù)采集：主要是解決非電量轉(zhuǎn)換為電量的問題以及多路復(fù)用、數(shù)據(jù)的模擬形式和數(shù)字形式之間的轉(zhuǎn)換問題。 （2）數(shù)據(jù)記錄：數(shù)據(jù)的存儲是非常重要的問題，當前磁記錄是儲存大量數(shù)據(jù)的一種有效方式。 （3）數(shù)據(jù)處理：包括預(yù)處理、數(shù)據(jù)檢驗與數(shù)據(jù)分析（再加工）等步驟。 數(shù)據(jù)采集應(yīng)包括將各種被測的非電量轉(zhuǎn)換成電量以及將它們合理地組合在一起，然后提供一個經(jīng)過編碼地多路信號的全部過程。其中將非電量轉(zhuǎn)換為電量的問題即為傳感器的問題；而合理組合為多路的編碼信號的關(guān)鍵，就體現(xiàn)在采樣頻率和編碼精度這兩個問題上。 通常，所采集到的數(shù)據(jù)，是被測目標的某些物理量經(jīng)過非電量到電量的轉(zhuǎn)換，又經(jīng)過放大或衰減、采樣、編碼、傳輸?shù)拳h(huán)節(jié)之后所呈現(xiàn)出來的一種數(shù)據(jù)形式。數(shù)據(jù)處理的首要任務(wù)是將這些數(shù)據(jù)形式恢復(fù)成原來的物理量形式并盡可能的給出他們的變化形式。另外，上述各環(huán)節(jié)中由于設(shè)備性能的不理想，以及外界干擾、噪聲的影響，都或多或少地在采集到的數(shù)據(jù)中引入一定的誤差，因而數(shù)據(jù)處理的另一重要任務(wù)就是要采取各種方法（如剔除奇異項、平滑、濾波等）最大限度的消除這些誤差，以獲得盡可能精確的數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)處理的另一項任務(wù)就是要對數(shù)據(jù)本身進行某些變換加工（例如求均值或做傅立葉變換等），或在有關(guān)聯(lián)的數(shù)據(jù)之間進行某些相互的運算（如計算相關(guān)函數(shù)），從而得到某些更能表達該數(shù)據(jù)內(nèi)在特征的二次數(shù)據(jù)。 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)用來測量和記錄由兩種方式得到的信號：由直接測量的電學(xué)量得到的信號和由傳感器得到的信號。 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)（無論是模擬系統(tǒng)或是數(shù)字系統(tǒng)）在很大程度上取決于被記錄輸入數(shù)據(jù)的預(yù)期應(yīng)用。一般而言，當要求大的帶寬或允許較低的準確度時，可以利用模擬數(shù)據(jù)系統(tǒng)；當被監(jiān)視的物理過程在緩慢變化（窄帶）以及要求高準確度和每個通道應(yīng)有低成本時，則利用數(shù)字系統(tǒng)。數(shù)字系統(tǒng)的復(fù)雜程度涉及從單通道直流電壓測量和記錄系統(tǒng)到能測量大量輸入?yún)?shù)、與預(yù)先設(shè)定的極限或條件作比較、以及對輸入信號進行計算和判定的先進的自動多同道系統(tǒng)。 3　程序控制數(shù)據(jù)采集系統(tǒng) 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)正由傳統(tǒng)的順序控制采集系統(tǒng)進入到程序控制數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，這種采集系統(tǒng)由硬件和軟件兩部分構(gòu)成，它的采集數(shù)據(jù)存放在存儲器中，根據(jù)各種不同的數(shù)據(jù)采集任務(wù)，通過編程改變系統(tǒng)的路數(shù)、采樣率和信號幀格式等性能，以滿足各種采集任務(wù)的需要。 在程序控制數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)中，通?？梢愿淖兊南到y(tǒng)參數(shù)有：采集點；采樣率；數(shù)據(jù)字長；增益；幀格式。它主要由四個部分構(gòu)成：遠控采集單元、幀格式產(chǎn)生器、控制器和總線。 該系統(tǒng)可以具有多個遠程控制采集單元，采用分散遠置的方法，將各個遠控采集單元放置在各個被采集部位。每個遠控采集單元通過地址線、數(shù)據(jù)線和時鐘線與控制器相連?？刂破魍ㄟ^地址線以總采樣率向各個遠控采集單元發(fā)送信道地址碼。為了保證在一個采樣周期里只有地址相符合的某一單元中的某一信道被尋址采樣，因此對應(yīng)每個信道都有一組特殊地址碼。以致于在某一時刻，只有地址碼相符的某一單元中的某一信道被尋址采樣。 但是這種系統(tǒng)由于功能的限制，其工作方式都采用詢問方式，這樣的系統(tǒng)一般用戶是難以使用和設(shè)計的，系統(tǒng)擴展也是不可能的。隨著微處理機的發(fā)展和應(yīng)用，各種不同功能的芯片不斷出現(xiàn)，程序控制數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的硬件可采用中央處理器（CPU）、存儲器（RAM和ROM）、I/O接口以及A/D轉(zhuǎn)換等各種芯片組成。然后配上相應(yīng)軟件，就可構(gòu)成完整數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，并可能實現(xiàn)微型化、低功耗、長壽命和高可靠性等性能指標要求。若由規(guī)格化的微處理機來承擔數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的控制器，則可大大減少設(shè)計人員的硬件設(shè)計工作量，使系統(tǒng)的價格、體積和重量都有大幅度的下降。在工作方式上，由于可以采用中斷工作方式，是數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的各部分得以組件化和模塊化。各模塊在需要微處理機為它服務(wù)時，就向微處理機提出中斷請求，在中斷承認后就可以為該模塊服務(wù)，這樣，各模塊具有相對的獨立性，從而是系統(tǒng)具有較大的通用性和可擴展性。 微處理機數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的基本構(gòu)成如下圖： 在數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)中，為使系統(tǒng)正常工作，一般應(yīng)包含如下幾個功能軟件： （1）系統(tǒng)的監(jiān)控程序：主要用于系統(tǒng)的初始啟動和系統(tǒng)調(diào)試時的簡單查錯。 （2）初始化程序：用于系統(tǒng)參數(shù)的初始化以及數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)各插板接口的初始化。 （3）采集程序：該程序通?？梢怨袒赗OM中，是一個根據(jù)采集格式對數(shù)據(jù)進行采集的程序。根據(jù)系統(tǒng)需要，一個系統(tǒng)可配備多個不同采集格式的程序，以使系統(tǒng)適應(yīng)多種工作情況。 （4）輸出處理程序：對采集到的數(shù)據(jù)進行處理，然后進行輸出。 （5）命令控制程序：它是根據(jù)操作人員發(fā)出的命令，對數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的工作狀態(tài)和工作方式進行控制的程序。 4　蓄電池溫度數(shù)據(jù)采集系統(tǒng) 蓄電池作為輔助供電裝置，在發(fā)動機不工作或輸出電壓低于蓄電池電壓，以及發(fā)電機輸出功率不能滿足耗電裝置需要時，配合發(fā)電機共同向耗電裝置供電。這里討論的蓄電池為某武器裝備的重要供電裝置，是新型鉛酸蓄電池，屬少維護型。由于蓄電池在實際應(yīng)用中作為后備電源使用，是保證不間斷供電的關(guān)鍵設(shè)備，因而蓄電池性能的檢測也就顯得非常重要。 溫度測量采用熱電偶傳感器，經(jīng)放大熱電偶信號，由單片機8031（L9290425）進行數(shù)據(jù)處理。其采集放大電路如圖所示： 采用熱電偶為溫度檢測元件的單片機溫度采集系統(tǒng)采樣程序流程如下所示： 溫度檢測元件和變送器的類型選擇和被控溫度及精度等級有關(guān)。銅-康銅熱電偶適用于-200℃～350℃的溫度測量范圍。變送器由毫伏變送器和電流/電壓變送器組成：毫伏變送器用于把熱點偶輸出的電壓變換成0-10mA范圍內(nèi)的電流；電流/電壓變送器用于把毫伏變送器輸出的0-10mA電流變換成0-5V范圍內(nèi)的電壓。 8031的接口電路有2732和ADC0809等芯片。2732可以作為8031的外部ROM存儲器，ADC0809為溫度測量電路的輸入接口。（它的系統(tǒng)原理圖如下） 提高微處理機數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)速率的幾個途徑： （1）選擇高速度的微處理器 （2）選擇合適的輸入輸出方式 （3）采用多微處理器系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 5　結(jié)束語 基于單片機的蓄電池溫度檢測系統(tǒng)廣泛采用計算機、自動測試、微電子和自動控制等多項技術(shù)，不僅具有信號采集方便、簡單和靈活性大等優(yōu)點，而且可以大幅提高被測溫度的技術(shù)指標?？蓪δ澄淦餮b備實現(xiàn)綜合測試，符合測試設(shè)備模塊化、通用化、智能化和標準化的發(fā)展方向。通過實驗對系統(tǒng)進行了實例應(yīng)用和驗證，取得了較好的效果，為武器裝備技術(shù)保障提供了一種實用的方法。