单片机课程设计-数据采集

1单片机课程设计报告班级：姓名：学号：指导教师：撰写日期：第一章课程设计内容与要求分析1目录目录第一章课程设计内容与要求分析................................................................................................21.1．课程设计内容....................................................................................................................21.2．课程设计要求分析............................................................................................................21.2.1系统单元电路组成.............................................................................................................2第二章控制系统硬件设计............................................................................................................02.1．系统框图............................................................................................................................02.2．设计原理............................................................................................................................02.3．芯片介绍............................................................................................................................02.4．相应的命令控制字格式....................................................................................................42.5．硬件连接图........................................................................................................................0第三章控制系统程序设计............................................................................................................03.1．程序框图............................................................................................................................03.2．程序清单............................................................................................................................0第四章实验数据............................................................................................................................04.1．0通道数据分析表.............................................................................................................04.2．程序运行图........................................................................................................................0单片机原理及应用课程设计总结..................................................................................................0参考文献..........................................................................................................................................0附录一：硬件图连接......................................................................................................................0附录二：程序清单..........................................................................................................................2附录三：程序运行图.......................................................................................错误!未定义书签。第一章课程设计内容与要求分析1单片机数据采集控制器第一章课程设计内容与要求分析1.1．课程设计内容运用单片机原理及其应用等课程知识,根据题目要求进行软硬件系统的设计和调试,从而加深对本课程知识的理解,把学过的比较零碎的知识系统化，比较系统的学习开发单片机应用系统的基本步骤和基本方法，使学生应用知识能力、设计能力、调试能力以及报告撰写能力等有一定的提高。1.2．课程设计要求分析用8051单片机设计数据采集控制系统，基本要求如下：1、可实现8路数据的采集，假设８路信号均为0-5V的电压信号；2、采集数据可通过数码管显示，显示格式为：[通道号]电压值，如[０１]４.53、可通过键盘设置采集方式；（单点采集、多路巡测、采集时间间隔*）4、具有异常数据声音报警功能：对第一路数据可设置正常数据的上限值和下限值，当采集的数据出现异常，发出报警信号。5、可输出8路顺序控制信号，设每路顺序控制信号为一位，顺序控制的流程为：6、可输出频率为1kHZ的方波，三角波，正弦波*。1.2.1系统单元电路组成图一键盘扫描电路图二ADC0809图三LCD显示第二章控制系统硬件设计2.1．系统框图2.2．设计原理数据采集系统，从严格的意义上来说，应该是用计算机控制的多路数据自动检测或巡回检测，并且能够对数据实行存储、处理、分析计算以及从检测的数据中提取可用的信息，供显示、记录、打印或描绘的系统。第二章控制系统硬件设计1数据采集形同一般有数据输入通道，数据存储与管理，数据处理，数据输出及显示这五个部分组成。输入通道要实现对被测对象的检测，采样和信号转换工作。数据存储与管理要用数据存储器把采集到的数据存储起来，建立相应的数据库，并进行管理和调用。数据处理就是从采集到原始数据中，删除有关干扰噪声，无关信息和必要的信息，提取出反应被测对象特征的重要信息。另外，就是对数据进行统计分析，以便于检索；或者吧数据恢复成原来物理量的形式，以可输出的形态在输出设备上输出，例如打印，显示，绘图等。数据输出及显示就是把数据以适当的形式进行输出和显示。本课程设计以单片机AT89C51芯片为控制核心和数据采集电路、LED数码管显示电路以及供电系统四大部分构成数据采集和功能显示。当有模拟信号输入时，单片机控制A/D转换器，把要输入的模拟信号转换成相应的数字信号存入到单片机的内存中，再控制LCD显示驱动器把内存中的数字信号显示出来。通过键盘来改变LCD中显示的数据，把改变的数据通过控制D/A转换器输出成相应的模拟信号。2.3．芯片介绍（1）ADC0809芯片介绍ADC0809是采样频率为8位的、以逐次逼近原理进行模—数转换的器件。其内部有一个8通道多路开关，它可以根据地址码锁存译码后的信号，只选通8路模拟输入信号中的一个进行A/D转换。主要特性：1）8路8位A／D转换器，即分辨率8位。2）具有转换起停控制端。3）转换时间为100μs4）单个＋5V电源供电5）模拟输入电压范围0～＋5V，不需零点和满刻度校准。6）工作温度范围为-40～＋85摄氏度7）低功耗，约15mW。内部结构：ADC0809是CMOS单片型逐次逼近式A／D转换器，内部结构如图13．22所示，它由8路模拟开关、地址锁存与译码器、比较器、8位开关树型D/A转换、外部特性（引脚功能）：ADC0809芯片有28条引脚，采用双列直插式封装，如图13．23所示。下面说第二章控制系统硬件设计1明各引脚功能。IN0～IN7：8路模拟量输入端。2-1～2-8：8位数字量输出端。ADDAADDBADDC:3位地址输入线，用于选通8路模拟输入的一路ALE：地址锁存允许信号，输入，高电平有效。START：A／D转换启动信号，输入，高电平有效。EOC：A／D转换结束信号，输出，当A／D转换结束时，此端输出一个高电平（转换期间一直为低电平）。OE：数据输出允许信号，输入，高电平有效。当A／D转换结束时，此端输入一个高电平，才能打开输出三态门，输出数字量。CLK：时钟脉冲输入端。要求时钟频率不高于640KHZ。REF（+）、REF（-）：基准电压。Vcc：电源，单一＋5V。GND：地。ADC0809的工作过程是：首先输入3位地址，并使ALE=1，将地址存入地址锁存器中。此地址经译码选通8路模拟输入之一到比较器。START上升沿将逐次逼近寄存器复位。下降沿启动A／D转换，之后EOC输出信号变低，指示转换正在进行。直到A／D转换完成，EOC变为高电平，指示A／D转换结束，结果数据已存入锁存器，这个信号可用作中断申请。当OE输入高电平是，输出三态门打开，转换结果的数字量输出到数据总线上（2）MCS-51MCS-51系列单片机是美国Intel公司开发的8位单片机，又可以分为多个子系列。MCS-51系列单片机共有40条引脚，包括32条I/O接口引脚、4条控制引脚、2条电源引脚、2条时钟引脚。引脚说明：P0.0～P0.7：P0口8位口线，第一功能作为通用I/O接口，第二功能作为存储器扩展时的地址/数据复用口。P1.0～P1.7：P1口8位口线，通用I/O接口无第二功能。P2.0～P2.7：P2口8位口线，第一功能作为通用I/O接口，第二功能12345678910111213141516171819204039383736353433323130292827262524232221P1.0P1.1P1.2P1.3P1.4P1.5P1.6P1.7RSTRXD/P3.0TXD/P3.1INT0/P3.2INT1/P3.3T0/P3.4T1/P3.5WR/P3.6RD/P3.7XTAL2XTA