8路数据采集系统

单片机课程设计课题名称运用8051、ADC0809设计一个8路数据采集系统院校兴湘学院专业机械设计制造及其自动化班级3班学生姓名曾繁宁学号2010963036指导教师李玉声2013年12月29日1.设计内容以pc机为控制器,采用中断方式进行8通道数据采集,2.设计要求要求利用ADC0809作A/D转换器,设计相应的接口电路,画出原理图并给出采用中断方式下的数据采集程序.3.系统总体设计步骤第一步：信号调理电路第二步：8路模拟信号的产生与A/D转换器被测电压要求为0~5V的直流电压，可通过电位器调节产生。考虑本设计的实际需要，我选择八位逐次比较式A/D转换器（ADC0809）。第三步：发送端的数据采集与传输控制器第四步：人机通道的接口电路第五步：数据传输接口电路用单片机作为控制系统的核心，处理来自ADC0809的数据。经处理后通过串口传送，由于系统功能简单，键盘仅由两个开关和一个外部中断组成，完成采样通道的选择，单片机通过接口芯片与LED数码显示器相连，驱动显示器相应同采集到的数据。经过分析，本系统数据采集部分核心采用ADC0809，单片机系统采用8051构成的最小系统，用LED动态显示采集到的数据。数据采集与传输系统一般由信号调理电路，多路开关，采样保持电路，A/D，单片机，电平转换接口，接收端（单片机、PC或其它设备）组成。本设计没有通信部分。系统框图如下图所示。4.硬件系统的设计4.1信号调理信号调理的任务：将被测对象的输出信号变换成计算机要求的输入信号。多路数据采集输入通道的结构图如下图：图5-1-1多路数据采集输入通道结构图注：缓慢变化的信号和直流信号，采样保持电路可以省略。4.2A/D转换器的选取转换速度是指完成一次A/D转换所需时间的倒数，是一个很重要的指标。A/D转换器型号不同，转换速度差别很大。通常，8位逐次比较式ADC的转换时间为100us左右。由于本系统的控制时间允许，可选8位逐次比较式A/D转换器。4.3A/D转换对于该八路通道输入信号，八位A/D转换器，其精度为80.39%2输入为0~5V时，分辨率为850.01961122FsNVv其中：Fsv—A/D转换器的满量程值N—ADC的二进制位数量化误差为850.0098(1)2(1)222FsNQVvADC0809与51单片机的接口电路如图所示：4.7控制器、振荡源和复位电路复位电路即使电路回复到初始状态，是单片机经常的工作状态。单片机振荡电路的振荡周期和时钟电路的时钟周期决定了CPU的时序。在绘制原理图时没有画上电外部复位电路、内部振荡器方式电路。复位电路：采用上电外部复位电路上电外部复位电路内部振荡器方式5.原理图与软件程序设计系统的软件的设计采用的是汇编语言，对单片机进行编程实现各种功能。程序是在windowsxp环境下采用keil软件编写的，可以实现对八路数据的采集与处理，能实现对数据、地址的显示。5.1主程序流程图及其程序：开始系统初始化调用数制转换子程序调用数据采集子程序取相应通道数据调用标度变换子程序调用数据显示子程序调用数据发送子程序主程序流程图用ADC0809和80C51设计的8路数据采集系统原理图主程序：ORG0100HMAIN：MOVSP,#60H;给堆栈指针赋初值MOVSCON,#50H;设置串口方式1控制字MOVTMOD,#21H;设置波特率为9600MOVTH1,#0FDHMOVTL1,#0FDH;给定时器赋初值SETBTR1;启动定时器CLRP1.7;清空P1.7口SETBP1.6;置1P1.6LOOP：MOVR0,#0FFH;在寄存器R0中写入FFMOVR4,#00H;清空寄存器R4LOOP1：MOVA,R4;将寄存器R4的值送入累加器ASWAPA；交换A中的值ANLA,R4;将A与R4中的值相与MOVR2,A;将A的值放入寄存器R2,发送指令内容MOVTDH,R4LCALLFAS;调用发送子程序LCALLSJCLMOVR7,#064HXH:LCALLDISPLAYDJNZR7,XH;调用数码管显示子程序INCR0INCR4CJNER4,#08H,LOOP1AJMPLOOP6.2、数码管显示及键盘子程序：KD1：MOVA,#OOOOOO11BMOVDPTR,#7F00HMOV@DPTR,AKEY1：ACALLKS1JNZLK1ACALLDISAJMPKEY1LK1：ACALLDISACALLDISACALLKS1JNZLK2ACALLDISAJMPKEY1LK2:MOVR2,#0FEHMOVR4,#OOHLK4:MOVR2,#37F01HMOVA,R2CPLAMOVX@DPTR,AINCDPTRINCDPTRMOVXA,@DPTRJBACC.1,LTW0MOVA,#00HAJMPLKPLONE:JBACC.2,NEXTMOVA,#0CHLKP:ADDA,R4PUSHACCLK3:ACALLDISACALLKS1JNZLK3POPACCRETNEXT:INCR4MOVA,R2JNBACC.5,KNDRLAMOVR2,AAJMPLK4KND:AJMPKEY1KS1：MOVDPTR,#7F01HMOVA,#OFFHMOVX@DPTR,AINCDPTRINCDPTRMOVXA,@DPTRCPLAANLA,#OFHRET6.3查询方式的程序ORGOO13HAJMPPINT1ORG2000HMAIN:MOVR1,#DATASETBIT1SETBEASETBEX1MOVDPTR,#7FF8HMOVX@DPTR,ALOOP:NOPAJMPLOOPORG2100HPINT1:PUSHPSWPUSHACCPUSHDPLPUSHDPHMOVDPTR,#7FF8HMOVXA,@DPTRMOV@R1,AINCR1MOVX@DPTR,APOPDPHPOPDPLPOPACCPOPPSW课程设计心得本次课程设计是一个由8051控制的A/D数据采集控制系统，这卡上对应有8个通道0到5V的模拟电压采集的能力。在以上的设计里，基本满足了设计需求的要素。这次的课程设计主要应用的知识，有单片机控制系统的构成，接口电路与应用程序，再一次巩固了所学的理论知识。结合自己大学期间的实际积累的专业基础知识和相关专业课程知识。总体来说这是一次，理论与实践的结合，有助于我们应用专业的理论知识解决实际问题。在这次课程设计里有很多不尽如人意的地方，但是这个设计是在我的能力范围内做的最好的设计成果。当然有些理念是参考了网上相应的资源，但是整个设计过程中，有自己的想法，总之，此次课程设计是我尽最大的努力完成的。