基于STC12C5616AD芯片的数据采集系统

单片机数据采集系统I扬州大学毕业设计（论文）标题：基于STC12C5616AD芯片的数据采集系统专业：电子科学与信息技术学号：090590姓名：卢澎指导老师：张凯扬州大学本科生毕业设计（论文）II摘要本文提出了一种基于MCU通信的实时数据采集系统方案，该系统由计算机处理单元，单片机单元，串行通讯单元，数据采集单元组成。计算机处理单元与现场采集器为点对点的串行通信方式，在数据处理单元内部，各个通道的数据以并行通行方式进行处理；同时在采集单元与处理单元，处理单元与计算机之间采用RS-232总线进行数据的传送；对于采样的数据，通过数模转换来显示，筛选，转存。实际运用证明，该方案具有良好的实时性。[关键词]数据采集处理系统；单片机（MCU）；串行通信；并行通信AbstractThetextbringsforwardasortofreal-timedatacollectingsystemscheme，whichisbasedonmulti-MCUcorresponding.Thesystemconsistsofsupervisingcomputercell,dataprocessingcell,overall-insulatingcell,inceptingSCManddatacollectioncell.Thedataprocessingcellandthemulti-fieldcollectorsareserialcommunicationwhichareonepointoppositeonepoint.Withinthedataprocessingcell,everypassagedataareprocessedindoubleCPUmerge-capabletransmissionfashion.Then,theprocessingresultsenterthesupervisinghostcomputerinstrand-capablefashion.Atthesametime，wetransmitdatawithadoptingRS-232busbetweenthecollectioncellandtheprocessingcell,andalsobetweentheprocessingcellandthecomputer.Astothesamplingdata,wedisplaythedatabyprogrammingkeyboard/displayingchip,aswellasfiltratinganddepositingthedatawithtransferringfashion.Practicalitymobilizationprovesthisprojecthasfavorablereal-timecharacter..Keywords:dataacquisitionandprocessingsystem;Microcontrollerunit;serialdatacommunication;paralleldatacommunication扬州大学本科生毕业设计（论文）III目录第一章绪论.............................................................１1.1数据采集系统的组成...............................................１1.2数据采集系统的应用领域及发展前景.................................１第二章概述...........................................................２2.1单片机的组成.....................................................２2.2单片机的分类.....................................................２2.3单片机的特点.....................................................４2.4单片机的应用.....................................................５2.5单片机的发展.....................................................５第三章数据采集系统的硬件组成............................................83.1原理图............................................................83.2数据处理器........................................................83.3I/O口配置........................................................10第四章串口..............................................................124.1RS232串口通信原理................................................124.2串口的引脚定义...................................................134.3串口调试助手的使用...............................................174.4AD转换模块.......................................................18第五章数据采集系统的软件实现...........................................195.1串行通信.........................................................195.2程序.............................................................19结束语................................................................27参考文献：..................................................................28致谢....................................................................29单片机数据采集系统１第一章绪论随着科学技术和生产的发展，需要对各种参数进行测量，温度是工业对象中主要的被控参数之一。在冶金工业，化工工业，电力工程，机械制造和食品加工等许多领域中，人们都需要对相应的温度进行实时监测控制。1．1数据采集系统的组成数据采集系统的主要内容通常包含硬件（连同单片微机在内的全部电子线路），软件（包括监控管理程序及各功能模块应用软件）及结构工艺等三部分组成。一般的数据采集系统由：数据采集单元，A/D转换单元，D/A转换单元，数据传输单元，数据处理单元，键盘/显示电路等几部分组成。1．2数据采集系统的应用领域及发展前景数据采集系统的应用范围非常广泛。随着科学技术的发展，对有用信号进行数据的采集，分析，计算，提取等有较好的运用。一般的数据采集主要应用于：生物医学信号处理、多媒体技术与人机交互、导航与现代通信技术、遥感、遥测的应用、人工智能与模式识别、计算机视觉与可视化、雷达、声纳信号处理、微弱信号处理技术。随着数据采集系统被广泛的利用，在特定的行业要获得较精确的采样数据，都需要对该系统进行特殊的要求如：由于工业现场环境恶劣，很多设备（比如变频器）都是对数据采集产生很大干扰的干扰源；而且一般的采集器都有多路信号输入，它们地线相连会导致干扰通过地线进入正在采集的信号，使得数据采集不准确，因此数据采集器的抗干扰设计十分重要。所以，在数据采集系统的发展过程中，为满足特定的要求，数据采集系统的发展方向主要由：1、系统抗干扰性：保证获得的数据较精确。如：可设计一个数据采集器，它除了正常的低通滤波，RC滤波外，还可用PHOTOMOS光继电器对每路信号进行隔离，每路信号的地线都独立开来。2、实时通信：保证数据处理单元能较快的得到要处理的数据，提高了主机的运行效率，如：采集现场与处理单元距离短可用RS-232总线，距离长可用RS-485总线。3、高速数据采集:一般数字信号的获得需要对模拟信号进行采集，这就需要高速，高性能的A/D转换相适应。4、低功耗性:适合与电池供电和空间受限的工作环境以及便携式场合。扬州大学本科生毕业设计（论文）２第二章概述2.1单片机的组成所谓单片机就是单片微型计算机（Single-chipMicrocomputer）,单片微型计算机的核心是微处理器MPU，与一般微型计算机所不同的是它将微处理器，内存，I/O接口，中断逻辑，定时器/计数器等集成到一个集成电路芯片上，有的单片机还集成了A/D，D/A转换器等电路，如图2—1所示。这种结构特别使用于测控领域，因此，也称其为微控制器（Microcontroller）,简写为MCU，但国内大多数人习惯上都叫单片机。图2—1单片机的组成框图2.2单片机的分类常用的单片机分类方法有两种，一是按字长分类，二是按用途分类。1、按字长分类:根据单片机对各种基本操作处理的数据来看，单片机有4位单片机，8位单片机，32位单片机和64位单片机等。4位单片机：4位单片机的主要生产国是日本，如Sharp公司的SM系列，东芝公司的TCLS系列，NEC公司的uCOM75**系列等。此外，还有美国TI公司的TMS1000和NS公司的COP400系列。国内也早已能够生产COP400系列的4位单片机。4位单片机的主要特点是价格便宜，但功能并不弱，只是CPU为4位。其片内存储器有2KBROM，128B*4的RAM等。NEC公司外设扬州大学本科生毕业设计（论文）３的uPD75**的片内ROM可达8KB，RAM为512B*4，还带有6位A/D转换。目前，4位单片机主要用于控制诸如洗衣机，微波炉等家用电器及高档电子玩具。8位单片机：8位单片机是目前单片机中的主流机型。在8位单片机中，一般把无串行I/O接口和只提供小范围的寻址空间（小于8KB）的单片机称为低档的8位单片机，如Intel公司MCS-48系列和Faichild公司的F8就属于此类；把带有串行I/O接口或A/D转换以及进行64KB以上寻址的单片机，称为高档的8位单片机，如Intel公司的MCS-51系列，Motorala公司的MC6810，Zilog公司的Z8等。近年来，在高档8位单片机的基础上又出现了超8位单片机，如Intel公司的UPI-452，83C152，Zilog公司的Super8，Motorola公司的MC68HC11等。它们不但进一步扩大了片内ROM和RAM的容量，而且还增加了高级通信，DMA传送和高速I/O功能。另外，由于8位单片机的功能强，价格低廉，品种齐全，因而被广泛应用于各个领域。特别是高档单片机的主要机型。16位单片机：16位单片机主要有Thomoson公司的68200系列，Intel公司的MCS-96系列，NS公司HPC16040和NEC公司的783**等。而得到实际应用的16位单片机主要是Intel公司的MCS-96系列单片机。32位单片机：32位单片机首推英国Inmos公司的IMS414DPJI，它是目前并行处理位数最高的单片机之一。64位单片机：64位单片机的处理能力是任何32位单片机都无法达到的。目前，SperH，MIPSTechnologies东芝等厂商还是准备将