数据采集与处理技术马明建

计算机数据采集与处理技术

1-8章课后习题答案 马明建 第三版

第一章 绪论

1.1 数据采集系统的任务： 答：数据采集的任务就是采集传感器输出的模拟信号并转换成计算机能识别的数字信号，然后送入计算机进行相应的计算和处理，得出所需数据。同时，将计算得到的数据进行显示或打印，以便实现对某些物理量的监视，其总一部分数据还将被生产过程中的计算机控制系统用来控制某些物理量。（P15）

1.2数据采集系统主要实现哪些基本功能?

.答：数据采集系统主要实现以下９个方面的基本功能：数据采集；模拟信号处理；数字信

号处理；开关信号处理；二次数据计算；屏幕显示；数据存储；打印输出；人机联系。（P15）

1.3简述数据采集系统的基本结构形式，并比较其特点。

答：数据采集系统的基本结构形式主要有两种：一种是微型计算机数据采集系统，另一种是集散型数据采集系统。

微型计算机数据采集系统的特点是：系统结构简单，技术容易实现，满足中小规模数据采集要求；对环境要求不高；价格低廉，系统成本低；可座位集散型数据采集系统的一个基本组成部分；其相关模板和软件都比较齐全，容易构成西欧它能够，便于使用与维修。

集散型数据采集系统的主要特点是：系统适应能力强；系统可靠性高；系统实时响应性

一．填空：

1.采集模拟量，转化成数字量，由计算机进行存储、处理、打印的过程称为 数据采集 。

2.按处理方式的不同，数据处理可分为 实时（在线）处理 和 事后（脱机）处理 两种类型。

3.按处理性质的不同，数据处理可分为 预处理 和 二次处理 两种类型。

4.评价数据采集系统性能优劣的标准有 采样精库 和 采样速度 。 5.模拟信号数字化包括 采样 、 量化 和 编码 三个过程。 6.采样时，若采样的点数过多，会导致占用大量的计算机 内存 。 7.为了保证采样信号不失真，采样频率不能低于模拟信号最高频率的 两 倍。

8.采样过程可以看作为 脉冲 调制过程。

9.当采样脉冲序列是方波脉冲时，采样称为 自然采样 。 10.当采样脉冲序列是冲激序列时，采样称为 冲激采样 。 11.采样信号频谱是模拟信号频谱的 无穷多 次搬移。 12.采样定理在fc? 21 时是不适用的。 Ts13.奈奎斯特频率是指采样频率的最 小

哈尔滨理工大学

研究生考试试卷

考试科目：数据采集与信号处理阅卷人：

专业：

姓名：

2013年06月21日

数据采集与信号处理作业

一、基本内容：基于FFT的功率谱分析程序设计与应用

1．基本要求

1）对一个人为产生的信号进行采用FFT变换方法进行功率谱分析。

已知信号x(n)=80.0*COS(2*3.14*SF*n/FS)

式中：n=0,1,2 ……N-1

SF---信号频率

FS---采样频率

其FFT变换结果X(k)可用下面提供的FFT子程序求出，计算功率谱的公式为：

W（k）=2(XR(k)2 +XI(k)2)/N

式中：k=0,1,2 ……N/2-1

XR(k)--- X(k)的实部

XI(k)--- X(k)的虚部

请用VB,VC或C++Builder编译器编程，或采用MATLAB计算，或采用高级语言调用MATLAB计算。处理结果为采用窗口显示时域波形和频域波形。

此信号的时域谱，频域谱，功率谱如下图所示：

2

数据采集与信号处理作业

3

数据采集与信号处理作业

其MA TLAB代码为：

FS=200;

SF=10;

N=1024;

n=0:N-1;

t=n/FS;

x=80.0*cos(2*3.14*SF*t);

subplot(221);

plot(t,x);

xlabel('t');

yl

实验一 CD4051及其程控放大电路

一、 实验目的：

1、 熟悉电子开关CD4051的基本工作原理。 2、 验证和加深理解程控运放的工作原理。。 二、 实验要求：

1、 了解CD4051的性能。 2、 了解程控运放的性能。。 三、 实验工具： 1、 Protues相应版本。 2、 keil相应版本 四、实验原理和电路：

CD4051/CC4051是单8通道数字控制模拟电子开关，有A、B和C三个二进制控制输入端以及INH共4个输入，具有低导通阻抗和很低的截止漏电流。幅值为4.5～20V的数字信号可控制峰峰值至20V的模拟信号。例如，若VDD=+5V，VSS=0，VEE=-13.5V，则0～5V的数字信号可控制-13.5～4.5V的模拟信号。这些开关电路在整个VDD-VSS和VDD-VEE电源范围内具有极低的静态功耗，与控制信号的逻辑状态无关。当INH输入端=“1”时，所有的通道截止。只有当INH=0时，三位二进制信号才可以选通8通道中的一个通道，连接该输入端至输出。其中VEE可以接负电压，也可以接地。当输入电压有负值时，VEE必须接负电压，其他时候可以接地。

INH616C9B10A11IN/OUTUDD (+15V)电平转换{S4S1

河 北 科 技 大 学 教 案 用 纸

第 19 次课 2 学时

上次课复习：DC/DC电源变换器 本次课题（或教材章节题目）：第十章 数据采集系统 第一节 数据采集系统的设计方法 教学要求： 掌握数据采集信号的基本构成、了解常用A/D转换器主要类型，掌握A/D转换器的选择方法 重 点： A/D转换器的选择方法 难 点： A/D转换器位数的确定 教学手段及教具：讲授 讲授内容及时间分配： 1. 数据采集系统的设计方法： 45分钟 2. A/D转换器的选择方法： 45分钟 课后作业 课后习题第4题 1. 沙占友等编著. 数字化测量技术，机械工业出版社，2009.3 参考资料 2. 沙占友等著. 单片机外围电路设计（第2版），电子工业出版社，2006.6.6. 3. 沙占友. 单片开关电源最新应用技术，机械工业出版社，2003.1 注：本页为每次课教案首页

第 1 页

河 北 科 技 大 学 教 案 用 纸

第八章 数据采集及语音处理技术

第一节 数据采集统的设计方法

一、 基本教学内容：

1、数据采集系统的设计方法

（1）. 数据采集系统的

基于FPGA的数据采集和存储技术黄慧春 huanghuichun@57a947d80242a8956bece4a3

主要内容

?FPGA硬件电路设计基础

–可编程器件概述

–CPLD与FPGA的选择

–FPGA的资源结构

–FPGA的应用

?FPGA设计技巧

–如何提高设计可靠性

– PLL、ROM等电路的配置

?基于FPGA的数据采集与存储案例–系统设计分析

– 硬件电路设计

竞赛与实际系统设计区别

?竞赛的特点

–先有硬件平台，后有项目

–主体硬件设计已备，扩展应用需理解接口，主体工作偏重程序设计?实际FPGA系统设计特点

–先有项目和需求，后选择芯片方案

–软硬件设计协同开展，相互配合

?硬件开发：芯片方案、PCB Layout

?软件开发：系统工作程序设计

?系统联合调试

?20世纪80年代以前：只有简单的PLD

?20世纪80~90年代：出现CPLD 和FPGA

?发展至今：FPGA 得价格越来越便宜，而内部资源的种类和数量越来越多。FPGA 方案提供商用这些资源组合出来的各色“菜品”，可谓是荤素搭配、营养丰富，自然受到了消费者的热烈欢迎！什么是FPGA ？

FPGA（Field－Programmable Gate Array），即现场可编程门阵列，它是在PAL、GAL、CP

资源数据采集技术方案

公司名称

2011年7月

二 O 一一年七月

目录

第 1 部分概述 (3)

1.1项目概况 (3)

1.2系统建设目标 (3)

1.3建设的原则 (4)

1.3.1 建设原则 (4)

1.4参考资料和标准 (5)

第 2部分系统总体框架与技术路线 (5)

2.1系统应用架构 (6)

2.2系统层次架构 (6)

2.3关键技术与路线 (7)

第 3部分系统设计规范 (9)

第 4部分系统详细设计 (10)

第1部分概述

1.1项目概况

Internet 已经发展成为当今世界上最大的信息库和全球范围内传播知识的主要渠道，站

点遍布全球的巨大信息服务网，为用户提供了一个极具价值的信息源。无论是个人的发展还是企

业竞争力的提升都越来越多地依赖对网上信息资源的利用。

现在是信息时代，信息是一种重要的资源，它在人们的生活和工作中起着重要的作用。

计算机和现代信息技术的迅速发展，使 Internet 成为人们传递信息的一个重要的桥梁。网络的不

断发展，伴随着大量信息的产生，如何在海量的信息源中查找搜集所需的信息资源成为了我们

今后建设在线预订类旅游网重要的组成部分。

因此，在当今高度信息化的社会里，信息的获取和信息的及时性。而 Web 数据采集可以通过一系列方法，依据用户兴趣

基于FPGA的光电数据采集和处理采集系统设计

武汉理工大学

毕业设计（论文）

基于FPGA的光电数据采集和处理采集系

统设计

学院（系）： 专业班级： 学生姓名： 指导教师：

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本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包括任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。

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本学位论文作者完全了解学校有关保障、使用学位论文的规定，同意学校保留并向有关学位论文管理部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权省级优秀学士论文评选机构将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。

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2、不保密囗 。

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第五章 空间数据采集与处理

第一节 数据源种类

地理信息系统的数据源是指建立地理信息系统数据库所需要的各种类型数据的来源。地理信息系统的数据源是多种多样的，并随系统功能的不同而不同，主要包括以下各种：

一、 地图

各种类型的地图是GIS最主要的数据源，因为地图是地理数据的传统描述形式，是具有共同参考坐标系统的点、线、面的二维平面形式的表示，内容丰富，图上实体间的空间关系直观，而且实体的类别或属性可以用各种不同的符号加以识别和表示。我国大多数的GIS系统其图形数据大部分都来自地图。但由于地图以下的特点，对其应用时须加以注意。

1、 地图存储介质的缺陷 由于地图多为纸质，由于存放条件的不同，都存在不同程

度的变形，具体应用时，须对其进行纠正。

2、 地图现势性较差 由于传统地图更新需要的周期较长，造成现存地图的现势性不

能完全满足实际的需要。

3、 地图投影的转换 由于地图投影的存在，使得对不同地图投影的地图数据进行交

流前，须先进行地图投影的转换。

二、 遥感影象数据

遥感影象是GIS中一个极其重要的信息源。

通过遥感影象可以快速、准确地获得大面积的、综合的各种专题信息，航天遥感影象还可以取得周期性的资料，这些都为GIS提供了丰富的信息

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