《数据采集与控制》课程教学大纲
课程编号:0806708028
课程名称:数据采集与控制
英文名称:Data Acquisition and Control Processing
课程类型:专业任选课
总学时:32 讲课学时:32 实验学时:0
学分:2
适用对象:通信工程、电子信息工程及相关专业四年制本科生
先修课程:信号与线性系统、数字信号处理
一、课程性质、目的和任务
本课程是"通信工程、电子信息工程"专业的一门专业任选课.其目的是使学生了解并掌握采样基本理论的应用,各种模/数和数/模转换芯片的使用、数据采集系统的组成、线性反馈控制系统的基本概念、基本分析方法和校正方法等基本问题.通过本课程的学习,学生可以掌握数据采集的各种分析处理技术,掌握线性控制系统数学模型的建立和分析方法,为将来的进一步学习以及毕业后从事专业工作打下必要的基础.
二、教学基本要求
本课程以数据采集与控制的各种分析和处理技术为研究对象.学完本课程应达到以下基本要求:
1、掌握连续信号的采样理论、采样定理的定义、采样定理的实际应用、频率混淆原因及解决措施.
2、掌握传感器理论和技术,熟悉常用的传感器及其使用方法.
2、了解模 / 数和数 / 模的转换过程、典型模 / 数和数 / 模转换器的工作原理;量化过程、误差、编码.
3、了解数据采集系统的组成、系统的抗干扰措施和人机接口技术.
4、了解典型A/D、D/A的使用.
5、了解虚拟仪器技术.
6、理解线性反馈控制系统的基本概念、基本分析方法和校正方法;
7、掌握时域分析法的相关概念和应用.
三、教学内容及要求 (此部分根据具体课程,可以按照章节列出具体内容,也可以根据内容分块)
1、数据采集与系统设计基础
了解数据采集系统基本组成,熟悉数据采集与处理技术,数据采集系统的结构形式;了解微型计算机数据采集系统、集散型数据采集系统、分布式数据采集系统;
掌握数据采集信号处理基本理论如傅里叶变换、拉普拉斯变换和Z变换、短时傅里叶变换和小波变换、采样定理;了解数据采集技术与系统的发展方向.
2、传感器技术
熟悉传感器的组成、传感器的分类;了解传感器的一般特性;掌握温度传感器的一些基本理论和技术如温度与温标、金属热电阻、半导体热敏电阻、热电偶,熟悉电流集成型温度传感器AD590和数字温度传感器DS18B20的应用.同时也了解其他传感器如力传感器、2 位移传感器等.
3、模拟信号处理技术
掌握模拟多路开关理论和应用技术:掌握常见多路模拟开关及其工作原理,多路模拟开关的主要技术指标、常用的多路模拟开关集成芯片及多路模拟开关的选用.
掌握测量放大器的原理、主要技术指标,熟悉集成测量放大器、程控增益放大器;
掌握采样保持器工作原理;掌握有源滤波器基本理论如RC有源低通滤波器、RC有源高通滤波器、RC有源带阻滤波器、RC有源带通滤波器和微处理器程控有源滤波器.
4、模数转换和数模转换
熟悉ADC的主要技术指标;掌握ADC的主要类型如并行比较ADC、逐次逼近型ADC、积分型ADC、压频变换型ADC、∑-Δ型ADC、流水线型ADC、光学模数转换器等的基本理论和应用.
掌握D/A转换器接口的技术性能指标;掌握常用的D/A转换器的原理和应用如DAC0832、AD5424、位串行D/A转换器TLC5615及应用程序、音频D/A转换器、数字电位器和视频编码器
5、人机接口技术
掌握常用的键盘接口技术如独立式键盘、行列式键盘、PC键盘接口技术和鼠标接口技术等.
掌握显示电路接口技术基本原理和常用的接口芯片.
熟悉基本的打印机接口如TPμP-40A主要性能、接口要求及时序以及与MCS-51单片机接口.
熟悉拨码盘及语音接口技术.
6、数据采集系统的抗干扰设计
熟悉硬件抗干扰技术基本理论和主要解决办法;熟悉软件抗干扰技术特别是数字滤波、单片机执行过程中的软件抗干扰措施.

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