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摘要：感应测井仪器的主要探测设备探头是由两个接收和一个发射线圈组成的三线圈系子阵列，信号的发射和接收特性影响着整个探测仪器的测量特性和数据处理。本文介绍一种三线圈感应测井数据采集系统，该系统采用单片机作为系统的处理器，来完成信号的数据采集，为复杂阵列感应测井系统电路设计与实现提供前期基础。
关键词：单片机；数据采集；感应测井
石油测井技术是随着油气的开采发展起来的，在石油测井中，地层电阻率测量是测井解释评价油气储藏的主要依据，通过测量与地层相关的物理量[1]。例如穿过地层的声、电、光、热、核、力等，用来判断油气的储存量，同时了解井下的整体情况，保证油气开采利用的正确可靠。测井设备主要包括检测装置和测井仪器，测井仪器是测井技术的设备。为了获得井下丰富的地层信息，那么数据采集是非常重要的部分，单片机可以很好地满足数据采集系统的要求，单片机在通信、图像处理、控制、语音处理等领域得到广泛的应用。
本系统采用c8051单片机和CS5460A构成数据采集系统系统可以低功耗、高速完成数据采集工作。
1、感应测井系统方案设计[2]
感应测井系统数据采集系统采用 CS5460A 芯片，该芯片可以用于测量电流、电压、能量、功率的集成芯片，CS5460A 内部集成的两个模/数转换器可同时进行采样，可以完成模拟信号到数字信号的转换工作，主控芯片只需要直接读取结果就可以。
2、系統硬件设计
2.1 单片机系统及其外围电路设计[3]
C8051F060是Silicon Lab公司推出的混合信号片上系统型MCU。芯片具有低成本、高性能的特点，为用户提供了高性能控制的解决方案。 C8051F060的功能框图如图2所示。
C8051F060的特点如下：
（1）C8051F060和MCS-51指令集完全兼容，因此具有8051单片机编程基础的人员可以很容易掌握该单片机的指令，熟练地进行系统程序编程开发，提高系统的开发效率。
（2）该处理器的最高运行时钟频率可达25MHz，既可以使用片内时钟，还可以使用片外时钟。同时外部时钟提供了多种接法，因此可接入高精度晶振实现高速稳定运行，还可以接入RC 振荡。
（3）单片机集成了JTAG调试器，同时具有可在线调试和下载编程调试能力。在线调试功能具有方便观察程序的运行过程同时还可以检查程序错误的特点。
（4）该单片机具有多复位源，同时还有看门狗复位和时钟失步复位、电源电平监视复位以及比较器复位等功能，从而以满足各种需求，在使用过程中，应该结合具体情况来选择合适的复位方式。
（5）该单片机具有丰富的数字外部设备，同时兼容CAN2.0B的Bosch控制器，单片机带有两个UART串行端口，因此可以容易的和各种数字接口进行通信。
2.2 数据采集电路
数据采集的任务是将测量的模拟信号转换为数字信号，然后将该数字信号送到计算机进行存储和处理[4]。采集的信号主要是是大电流和大电压，芯片CS5460A电流电压信号有限制，输入端不能直接输入大电流和大电压，设计时把大电流和大电压通过电流互感器和电压互感器进行转换。然后将两路信号在芯片内实现 A/D 变换，通过内部运算将电流、电压等数据结果存入相应的寄存器内，等待单片机通过CS5460A 串行接口读取出来。电压电流采集系统的结构框图如图 3 所示。
2.3 WIFI 接口电路设计
该系统的WIFI功能采用USR-WIFI232-X模块来实现，该模块既支持TCP/IP/UDP的网络协议，同时还支持UART/GPIO/以太网数据通讯接口，因此可以实现数据在WIFI接口和串口之间的透明传输，不需做任何解析。
3、系统软件设计
系统软件设计流程图如图5所示。
4、结论
系统阐述了基于单片机的设计的三线圈感应测井数据采集系统，并对整体系统进行了调试验证，结果表明能够完成对信号的快速采集和实时处理。
参考文献：
[1]张建华，刘振华，仵杰.电法测井原理与应用[M].西安：西北大学出版社，2002（11）.
[2]文强，史盼盼.基于TMS320F2812的三线圈感应测井数据采集系统[J]计算机工程应用技术，2015（9）：192-193.
[3]王海强.数字聚焦阵列感应测井仪检测装置研制[D].西安，西京学院，2015.
[4]张家田，徐飞，严正国，张龙.基于TMS320F2812的数据采集系统设计与实现[J].2009（5）：80-82.
作者简介：万依丹，1997.01出生，陕西西安人，单位：西京学院，研究方向：测控技术与仪器，学历：本科。
关键词：单片机；数据采集；感应测井
石油测井技术是随着油气的开采发展起来的，在石油测井中，地层电阻率测量是测井解释评价油气储藏的主要依据，通过测量与地层相关的物理量[1]。例如穿过地层的声、电、光、热、核、力等，用来判断油气的储存量，同时了解井下的整体情况，保证油气开采利用的正确可靠。测井设备主要包括检测装置和测井仪器，测井仪器是测井技术的设备。为了获得井下丰富的地层信息，那么数据采集是非常重要的部分，单片机可以很好地满足数据采集系统的要求，单片机在通信、图像处理、控制、语音处理等领域得到广泛的应用。
本系统采用c8051单片机和CS5460A构成数据采集系统系统可以低功耗、高速完成数据采集工作。
1、感应测井系统方案设计[2]
感应测井系统数据采集系统采用 CS5460A 芯片，该芯片可以用于测量电流、电压、能量、功率的集成芯片，CS5460A 内部集成的两个模/数转换器可同时进行采样，可以完成模拟信号到数字信号的转换工作，主控芯片只需要直接读取结果就可以。
2、系統硬件设计
2.1 单片机系统及其外围电路设计[3]
C8051F060是Silicon Lab公司推出的混合信号片上系统型MCU。芯片具有低成本、高性能的特点，为用户提供了高性能控制的解决方案。 C8051F060的功能框图如图2所示。
C8051F060的特点如下：
（1）C8051F060和MCS-51指令集完全兼容，因此具有8051单片机编程基础的人员可以很容易掌握该单片机的指令，熟练地进行系统程序编程开发，提高系统的开发效率。
（2）该处理器的最高运行时钟频率可达25MHz，既可以使用片内时钟，还可以使用片外时钟。同时外部时钟提供了多种接法，因此可接入高精度晶振实现高速稳定运行，还可以接入RC 振荡。
（3）单片机集成了JTAG调试器，同时具有可在线调试和下载编程调试能力。在线调试功能具有方便观察程序的运行过程同时还可以检查程序错误的特点。
（4）该单片机具有多复位源，同时还有看门狗复位和时钟失步复位、电源电平监视复位以及比较器复位等功能，从而以满足各种需求，在使用过程中，应该结合具体情况来选择合适的复位方式。
（5）该单片机具有丰富的数字外部设备，同时兼容CAN2.0B的Bosch控制器，单片机带有两个UART串行端口，因此可以容易的和各种数字接口进行通信。
2.2 数据采集电路
数据采集的任务是将测量的模拟信号转换为数字信号，然后将该数字信号送到计算机进行存储和处理[4]。采集的信号主要是是大电流和大电压，芯片CS5460A电流电压信号有限制，输入端不能直接输入大电流和大电压，设计时把大电流和大电压通过电流互感器和电压互感器进行转换。然后将两路信号在芯片内实现 A/D 变换，通过内部运算将电流、电压等数据结果存入相应的寄存器内，等待单片机通过CS5460A 串行接口读取出来。电压电流采集系统的结构框图如图 3 所示。
2.3 WIFI 接口电路设计
该系统的WIFI功能采用USR-WIFI232-X模块来实现，该模块既支持TCP/IP/UDP的网络协议，同时还支持UART/GPIO/以太网数据通讯接口，因此可以实现数据在WIFI接口和串口之间的透明传输，不需做任何解析。
3、系统软件设计
系统软件设计流程图如图5所示。
4、结论
系统阐述了基于单片机的设计的三线圈感应测井数据采集系统，并对整体系统进行了调试验证，结果表明能够完成对信号的快速采集和实时处理。
参考文献：
[1]张建华，刘振华，仵杰.电法测井原理与应用[M].西安：西北大学出版社，2002（11）.
[2]文强，史盼盼.基于TMS320F2812的三线圈感应测井数据采集系统[J]计算机工程应用技术，2015（9）：192-193.
[3]王海强.数字聚焦阵列感应测井仪检测装置研制[D].西安，西京学院，2015.
[4]张家田，徐飞，严正国，张龙.基于TMS320F2812的数据采集系统设计与实现[J].2009（5）：80-82.
作者简介：万依丹，1997.01出生，陕西西安人，单位：西京学院，研究方向：测控技术与仪器，学历：本科。