基于51单片机的数据采集系统——答辩

基于51单片机的数据采集系统专业：电子信息工程姓名：周力指导老师：金印彬摘要•本文介绍了基于单片机的数据采集系统的软件设计，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AT89C51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。软件部分应用C++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。章节安排•第一章：绪论•第二章：设计软件基础知识•第三章：硬件介绍与A/D转换基本原理•第四章：数据采集系统设计及其仿真软件介绍•Keil：KeilC51是美国KeilSoftware公司出品的51系列兼容单片机C语言软件开发系统，与汇编相比，C语言在功能上、结构性、可读性、可维护性上有明显的优势，因而易学易用。Keil提供了包括C编译器、宏汇编、连接器、库管理和一个功能强大的仿真调试器等在内的完整开发方案，通过一个集成开发环境（uVision）将这些部分组合在一起。•Proteus：Proteus软件是来自英Labcenterelectronics公司的EDA工具软件，Proteus软件有十多年的历史，在全球广泛使用，除了其具有和其它EDA工具一样的原理布图、PCB自动或人工布线及电路仿真的功能外，其革命性的功能是，他的电路仿真是互动的，针对微处理器的应用，还可以直接在基于原理图的虚拟原型上编程，并实现软件源码级的实时调试，如有显示及输出，还能看到运行后输入输出的效果，配合系统配置的虚拟仪器如示波器、逻辑分析仪等。硬件介绍•MCS-51单片机是在一块芯片中集成了CPU，RAM，ROM、定时器/计数器和多种功能的I/O线等一台计算机所需要的基本功能部件。MCS-51单片机内包含下列几个部件：•◆一个8位CPU；•◆一个片内振荡器及时钟电路；•◆4K字节ROM程序存储器；•◆128字节RAM数据存储器；•◆两个16位定时器/计数器；•◆可寻址64K外部数据存储器和64K外部程序存储器空间的控制电路；•◆32条可编程的I/O线（四个8位并行I/O端口）；•◆一个可编程全双工串行口；•◆具有五个中断源、两个优先级嵌套中断结构。•ADC0808是CMOS器件，包括一个8位的逐次逼近型的ADC部分，提供一个8通道的模拟多路开关和通道寻址逻辑，•1)主要技术指标和特性（1）分辨率：8位。•（2）总的不可调误差：ADC0808为±21•LSB,ADC0809为±1LSB。•（3）转换时间：取决于芯片时钟频率，如CLK=500kHz时，TCONV=128μs。（4）单一电源：+5V。•（5）模拟输入电压范围：单极性0～5V；双极性±5V,±10V(需外加一定电路)。•（6）具有可控三态输出缓存器。•（7）启动转换控制为脉冲式(正脉冲)，上升沿使所有内部寄存器清零，下降沿使A/D转换开始。•（8）使用时不需进行零点和满刻度调节。A/D转换基本原理ADC按结构分有很多种，按其采样速度和精度可分为：•多比较器快速（Flash）ADC；•数字跃升式（DigitalRamp）ADC；•逐次逼近ADC；•管道ADC；•Sigma-DeltaADC。每一种类型的ADC都各具特性，逐次逼近型ADC比较适应于中等采样率、分辨率在16bit以下的应用。我们本次设计采用逐次逼近式ADC。仿真过程及其结果分析•软件结构图仿真过程及其结果分析•单片机电路•ADC采样电路•显示模块•总原理图•采集值显示结果分析•8路模拟通道电压值分别设置为200HZ正弦信号、200HZ方波信号、0.5V、1.0V、2.0V、3.0V、4.0V、5.0V，经过系统处理，LCD1602可以将信号通过数据的方式显示出来。。系统误差为0。•改变8路输入信号的电压值，数据可及时在LCD1602上显示。•通过用protues软件的仿真发现此次设计的系统原理图能够实现电压的正确测量，而且电压的误差较小，1602液晶屏能够正确显示出8路电压测量结果。整个作品能较好的实现基本功能和扩展功能。谢谢观看