噶米基于单片机的多路数据采集系统设计

基于单片机的多路数据采集系统设计物理与电子信息学院电子信息科学与技术专业学号：指导教师：摘要：本文介绍了基于单片机的数据采集的硬件设计和软件设计，数据采集系统是模拟域与数字域之间必不可少的纽带，它的存在具有着非常重要的作用。本文介绍的重点是数据采集系统，而该系统硬件部分的重心在于单片机。数据采集与通信控制采用了模块化的设计，数据采集与通信控制采用了单片机AT89S52来实现，硬件部分是以单片机为核心，还包括A/D模数转换模块，显示模块，和串行接口部分。该系统从机负责数据采集并应答主机的命令。8路被测电压通过模数转换器ADC0809进行模数转换，实现对采集到的数据进行模拟量到数字量的转换，并将转换后的数据通过串行口MAX232传输到上位机，由上位机负责数据的接受、处理和显示，并用LED数码显示器来显示所采集的结果。软件部分应用VC++编写控制软件，对数据采集系统、模数转换系统、数据显示、数据通信等程序进行了设计。关键词：数据采集；89C52单片机；ADC0809；MAX232TheDesignOfMulti-channelDataAcquisitionSystemBasedOnSCMLiZheCollegeofPhysicsandElectronicInformationElectronicinformationscienceandtechnologyNo:010414055Tutor:ZhaiYan-LeiAbstract:Thisarticledescribesthehardwaredesignandsoftwaredesignofthedataonwhichbasedonsignal-chipmicrocomputer.Thedatacollectionsystemisthelinkbetweenthedigitaldomainandanalogdomain.Ithasanveryimportantfunction.Theintroductivepointofthistextisadatatocollectthesystem.Thehardwareofthesystemfocusesonsignal-chipmicrocomputer.Datacollectionandcommunicationcontrolusemodulardesign.Thedatacollectedtocontrolwithcorrespondencetoadoptamachine8051tocarryout.Thepartofhardware’scoreisAT89S52,isalsoincludesA/Dconversionmodule,displaymodule,andtheserialinterface.Slavemachineisresponsiblefordataacquisitionandansweringthehostmachine.8roadsweremeasuredtheelectricvoltagetopasstheingeneralusemold-fewconversionofADC0809,therealizationcarriesontheconversionthatimitatestomeasurethenumeraltomeasuretowardsthedatathatcollect.ThensendthedatatothehostmachinethroughMAX232.thehostmachineisresponsiblefordataanddisplay,LEDdigitaldisplayisresponsibledisplaythedata.ThesoftwareispartlyprogrammedwithVC++.Thesoftwarecanrealizethefunctionofmonitoringandcontrollingthewholesystem.Itdesignsmuchprogramlikedata-acquisitiontreatment,data-displayanddata-communicationect.Keywords:AT89C52;ADC0809;MAX232目录摘要................................................................0目录.............................................................21引言..............................................................41.1研究背景及其目的意义............................................41.2国内外研究现状..................................................41.3该课题研究的主要内容内容........................................42数据采集..........................................................52.1数据采集系统....................................................52.2方案器件选择....................................................62.2.1A/D模数转换的选择............................................62.2.2单片机的选择..................................................62.2.3串行口的选择..................................................62.2.4显示部分......................................................62.2.5按键..........................................................63硬件电路..........................................................63.1主机电路........................................................63.1.1主机电路原理图设计............................................63.1.2单片机........................................................63.1.3LED数码显示器的应用原理......................................73.2从机电路........................................................73.2.1从机电路原理图设计............................................73.2.2单片机之间的通信..............................................73.2.3模数转换器ADC0809............................................84软件部分..........................................................84.1简介KeilUvision2...............................................84.2主机程序设计....................................................94.3从机程序设计...................................................125调试结果.........................................................146总结.............................................................14参考文献...........................................................14附录1.............................................................14附录2.............................................................151引言1.1研究背景及其目的意义近年来，数据采集及其应用受到了人们越来越广泛的关注，数据采集系统也有了迅速的发展，它可以广泛的应用于各种领域。数据采集系统起始于20世纪50年代，1956年美国首先研究了用在军事上的测试系统，目标是测试中不依靠相关的测试文。20世纪70年代后期，数据采集系统发展过程中逐渐分为两类，一类是实验室数据采集系统，一类是工业现场数据采集系统[1]。20世纪80年代随着计算机的普及应用，数据采集系统得到了很大的发展，开始出现了通用的数据采集与自动测试系统。该阶段的数据采集系统主要有两类，一类以仪表仪器和采集器、通用接口总线和计算机组成。第二类以数据采集卡、标准总线和计算机构成。20世纪90年代至今，该阶段的数据采集系统采用模块式结构，根据不同的应用要求，通过简单的增加和更改模块，并结合系统编程，就可扩展或修改系统，迅速组成一个新的系统。1.2国内外研究现状数据采集系统是通过采集传感器输出的模拟信号并转换成数字信号，并进行分析、处理、传输、显示、存储和显示。它起始于20世纪中期，在过去的几十年里，随着信息领域各种技术的发展，在数据采集方面的技术也取得了长足的进步，采集数据的信息化是目前社会的发展主流方向。1.3该课题研究的主要内容内容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。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。2数据采集2.1数据采集系统数据采集，又称数据获取，是利用一种装置，从系统外部采集数据并输入到系统内部的一个接口。数据采集技术广泛引用在各个领域。在该系统中需要将模拟量转换为数据量，而A/D是将模拟量转换为数字量的器件。在该系统中采用的是8051系列的单片机。它完成数据读取、处理及逻辑控制，数据传输等一系列的任务。双机通信的串行口可以采用RS232C标准接口，由芯片MAX232实现双机的通信。而数据的显示则采用的是LED数码管，在生活中接触也较多[2]。完成毕业设计所需要的系统框图如图2.1所示：图1系统框图A/D转换器单片机单片机LED显示器键盘MAX232采集信号2.2方案器件选择2.2.1A/D模数转换的选择：在本设计选用的是逐渐逼近式A/D转换器——ADC0809.2.2.2单片机的选择：而本设计选用的是AT89C52.2.2.3串行口的选择:该串行口我选用了标准RS-232C接口，常用的芯片是MAX232。2.2.4显示部分:本设计选用的是八段发光二极管数码显示器。采用动态扫描显示法。2.2.5按键键盘是一种常见的输入设备，用户可以向计算机输入数据或命令。非编码键盘有两种方法：一种是独立按键接口；另一种是矩阵式按键接口。该系统曹勇矩阵式按键。3硬件电