《数据采集与处理》教学大纲
课程编号：10112720 学时：24（理论）+8（上机） 学分：2
先修课程：《信号与系统》、《数字信号处理》
一、课程性质和任务描述
《数据采集与处理》是电子信息工程专业的一门专业选修课。是以传感器、信号的测量与处理、微型计算机等先进技术为基础而形成的一门综合应用技术，其实用型很强。作为获取信息的工具，数据采集在国民经济的各个领域，如核电、石化、冶金、航空航天、机械制造等方面有着非常重要的地位。人们可以通过对信号的测量（数据获取）、处理、控制及管理，实现对生产过程的测、控、管自动化与一体化。
二、理论教学内容和要求
基本要求：
通过对本课程的学习，使学生知道基本的数据采集系统的组成、系统的抗干扰、程序的编制调试等工程应用问题。数据采集不仅涉及到采样基本理论的应用，还涉及各种芯片的使用、因此在讲授采样基本原理的基础上，着重讲授数据采集在工程上应用的知识，最新成果和发展方向，以进一步培养和提高学生运用本课程讲授的知识解决实际问题的能力。
主要内容:
1、绪论（2学时）
教学内容：数据采集的意义和任务、数据采集系统的基本功能、数据采集系统的结构形式、数据处理的类型和任务。
教学重点：数据采集与处理技术的技术特点和发展现状。
2、模拟信号的数字化处理（4学时）
教学内容：采样过程、采样定理、频率混淆及其消除的措施、模拟信号的采样控制方式、量化与量化误差、编码。
教学重点：采样定理。
3、模拟多路开关（2学时）
教学内容：多路开关的工作原理及主要技术指标、多路开关集成芯片、多路开关的电路特性、多路开关的配置。
教学重点：多路开关的工作原理。
4、测量放大器（3学时）
教学内容：测量放大器的电路原理、主要技术指标、测量放大器集成芯片介绍、测量放大器的使用。
教学重点：测量放大器的电路原理及应用。
5、采样/保持器（3学时）
教学内容：采样 / 保持器的工作原理、采样 / 保持器的类型和主要性能参数、系统采集速率与采样 / 保持器的关系、采样 / 保持器集成芯片、采样 / 保持器使用中应注意的问题。
教学重点：采样 / 保持器的工作原理及技术指标。
6、模 / 数转换器（3学时）
教学内容：A/D 转换器的分类、 A/D 转换器的主要技术指标、逐次逼近式 A/D 转换器、单片集成 A/D 转换器、面对设计如何选择和使用 A/D 转换器、 A/D 转换器与微机的接口。
教学重点：A/D的工作原理及技术指标。
7、数 / 模转换器（3学时）
教学内容：D/A 转换器的分类和组成、 D/A 转换器的主要技术指标、并行 D/A 转换器、单片集成 D/A 转换器、 D/A 转换器接口的隔离、 D/A 转换器与微机的接口。
教学重点：D/A的工作原理及技术指标。
8、数据采集接口板卡（2学时）
教学内容：概述、 PC-6319 光电隔离模入接口卡。
教学重点：数据采集板卡技术概述与发展趋势。
9、数字信号的采集（2学时）
教学内容：8255A可编程外围接口芯片、 PS-2304 数字量 I/O 接口板简介、 BCD 码并行数字信号的采集、车速脉冲信号的采集计数。
教学重点：数字信号采集技术概述与发展趋势。
三、实践教学内容和要求
教学目的：
通过实验，进一步增强学生对本课程的理解、熟悉数字采样技术的基本原理，掌握数模转换技术的电路设计，从而提高数据采集与处理的理论水平。
实验项目：
| 序号 | 实验项目名称 | 实验学时 | 实验类型 | 开出要求 |
| 1 | 采样定理分析 | 4 | 验证 | 必做 |
| 2 | D/A电路的验证 | 4 | 验证 | 必做 |
内容要求：
实验1 采样定理分析
了解LabVIEW软件，学习应用LabVIEW软件的仿真技术，应用LabVIEW验证时域采样定理。掌握利用LabVIEW分析系统频率响应的方法，以及一些关键命令的掌握，理解，分析等。培养独立仿真编程能力。计算在临界采样、过采样、欠采样三种不同条件下恢复信号的误差，并由此总结采样频率对信号恢复产生误差的影响，从而验证时域采样定理。
实验2 D/A电路的验证
应用LabVIEW软件和ELVIS设备验证D/A输出。了解ELVIS设备，学习ELVIS设备的测试方法。学习ELVIS设备的电路测试技术，培养分析、验证电路的能力。设计D/A数模转换器，从而加深理解D/A电路的设计原理。
四、建议教材和参考资料
建议教材：
1．马明建，西安交通大学出版社，《数据采集与处理技术》(第3版)(上册)，2012
2．刘艳，《数据采集与处理技术实验指导书》,2015
参考资料：
1．林福宗，清华大学出版社，《多媒体技术基础》，2000
修订：刘艳 审定：袁海军
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