由美国PASCO公司生产的“科学工作室”是将数据采集应用于物理实验的崭新系统，它由3部分组成：（1）传感器：利用先进的传感技术可实时采集技术可实时采集物理实验中各物理量的数据；（2）计算机接口：将来自传感器的数据信号输入计算机，采样速率最高为25万次/S；（3）软件：中文及英文的应用软件。

受需求牵引，新一代机载数据采集系统为满足飞行实验应用也在快速地发展。如爱尔兰ACRA公司2000年研发推出的新一代KAM500机载数据采集系统到了2006年。本系统采用16位（A/D）模拟数字变换，总采样率达500K/S,同步时间为+/-250ns，可以利用方式组成高达1000通道的大容量的分布式采集系统。

数据采集技术是信息科学的重要分支之一, 它研究信息数据的采集、存储、处理以及控制等问题。它是对传感器信号的测量与处理, 以微型计算机等高技术为基础而形成的一门综合应用技术。数据采集也是从一个或多个信号获取对象信息的过程。随着微型计算机技术的飞速发展和普及,数据采集监测已成为日益重要的检测技术,广泛应用于工农业等需要同时监控温度、湿度和压力等场合。数据采集是工业控制等系统中的重要环节,通常采用一些功能相对独立的单片机系统来实现,作为测控系统不可缺少的部分,数据采集的性能特点直接影响到整个系统。

尽管现在以微机为核心的可编程数据采集与处理技术作为数据采集技术的发展方向得到了迅速的发展,并且适于通用微机(如IBM PC 系列) 使用的板卡级数据采集产品也已大量出现,组成一个数据采集系统简单到只需要一块数据采集卡,把它插在微机的扩展槽内,并辅以应用软件,就能实现数据采集功能,但这并不会对基于单片机为核心的数据采集系统产生影响,因为单片机功能强大、抗干扰能力强、可靠性高、灵活性好、开发容易等优点使得基于单片机为核心的数据采集系统在许多领域得到了广泛的应用。

传统的基于单片机的数据采集系统由于没有上位机的支持,不管采用什么样的数据存储器,它的存储容量都是有限的,所以不得不对存储的历史数据进行覆盖刷新,这样不利于用户对数据进行整体分析,因而也不能对生产过程的状况进行准确的把握。

本系统采用下位机负责模拟数据的采集,从单片机负责采集八路数据，并应答主机发送的命令，上位机即主机是负责处理接受过来的数字量的处理及显示，主机和从机之间用RS-232进行通信。这样用户可以在上位机上编写各种程序对文件中的数据进行有效查询和分析,有利于工业过程的长期正常运行和检查。该系统采用的是AT89S51单片机，此芯片功能比较强大，能够满足设计要求。

2 数据采集及方案论证

2.1 数据采集

数据采集就是数据的获取，用某种装置从系统的外部采集到数据然后输入到系统的内部的一个接口。数据采集在各个领域都有广泛的运用。

20世纪70年代初，计算机技术以及大规模集成电路的发展，尤其是出现了微处理器及高速A/D转换器，使得数据采集系统的结构发生了巨大的变革。微处理器控制的采集系统逐渐替代了以往由小规模集成的数字逻辑电路及硬件程序控制器组成的采集系统。程序控制，数据处理及大部分逻辑操作由微处理器完成，使系统的灵活性和可靠性大大提高也大大地降低系统硬件成本及系统的重建费用。

该系统需要将模拟信号转换为数字信号，即A/D转换。单片机是该系统的微处理系统，主要完成数据的读取、处理和逻辑控制以及数据传输等任务。本系统采用的是8051系列的单片机。其它需要考虑的指标有数据的显示，采用的是LED数码管，在生活中也能较多接触该器件。