物理实验数据采集系统研制

本文针对当前教师对物理实验提出的需求,研制了一套智能化的数据采集工具,用以辅助物理实验的教学工作。且具体先容了该系统相关的软硬件设计。通常物理实验受实验器材等条件的影响,以致于其结果与期望值有一定差距。为确保采集的数据正确可靠,就需要对器材等条件进行统一化处理。本文研制的系统采用模块化的设计思路,利用单片机进行控制,实现对物理实验数据的正确采集。同时,系统也可以通过PC机进行控制和显示,方便了操纵和数据信息的管理。“物理实验数据采集系统”融合了虚拟仪器和总线通讯等多项技术,框架采用模块化设计思路,将复杂的系统分解成为相对简单的子系统,提供足够的软、硬件支持。借助于该系统的人机交互界面可以方便快捷的实现实验相关数据的采集工作。该系统的应用,使得大部分实验的演示工作可以相对轻易地进行,大大方便了教师的实验教学工作。【关键词】：信号检测USB、I~2C总线单片机智能仪器液晶屏
【论文提纲】：内容提要4-8第1章绪论8-121.1课题的相关背景8-101.1.1智能仪器技术特点8-101.1.2智能仪器的发展趋势101.2课题的意义10-111.3课题的主要内容和工作11-12第2章系统需求分析及系统概述12-182.1系统所需实现的功能简述122.1.1系统所需实现功能122.1.2系统基本硬件需求122.2系统结构描述12-172.2.1主箱控制单元12-142.2.2实验数据采集单元14-152.2.3液晶显示单元15-162.2.4上位机控制显示与记录单元16-172.3系统通讯技术17-18第3章系统硬件设计18-403.1主控芯片的选择18-213.1.1STM32F103简介18-203.1.2ST7FLIT15B1简介20-213.2主箱控制单元的电路设计21-313.2.1主箱控制单元的电源部分21-263.2.2模拟通道的硬件设计26-273.2.3光电开关信号通道的硬件设计27-283.2.4运动传感器输出的硬件设计28-303.2.5USB的硬件接口30-313.2.6模拟I~2C总线通讯主器件接口313.3液晶屏接口与控制电路的设计31-333.4实验数据采集单元的电路设计33-403.4.1液体电导率数据采集单元33-383.4.1.1液体电导率的丈量|教学论文网|原理33-343.4.1.2液体电导率信号发生电路的设计34-353.4.1.3液体电导率电流电压转换电路的设计35-363.4.1.4液体电导率电平移动及放大电路的设计36-383.4.2自动稳压电路38-393.4.3模拟I~2C总线通讯从器件的硬件设计39-40第4章系统软件设计40-564.1系统软件的整体设计40-414.2各单元程序实现流程41-564.2.1主箱控制单元程序实现流程41-474.2.2实验数据采集单元程序实现47-514.2.3上位机控制显示与记录单元程序实现流程51-544.2.4液晶显示单元程序实现流程54-56第5章总结56-585.1系统的标定与测试56-575.2论文的总结575.3进一步改进措施57-58参考文献58-60摘要60-62Abstract62-64致谢64