1、基于单片机的数据采集系统设计,专 业： 自动化07101答辩人： 王栋导 师：薛继汉（教授）、冯月春（助教）,宁夏理工学院 电气信息工程系,基于单片机的数据采集系统设计,研究的背景与意义 系统的设计方案 系统的硬件设计 系统的软件设计,随着科学技术的不断不进步与发展，数据采集系统已经广泛的应用在生活的各个领域中。 数据采集技术是一种实用的电子技术，随着数字化技术的不断发展，数据采集技术也呈现出速度更快、通道更多、数据量更大的发展趋势。 数据采集系统的发展可以分为四个阶段。随着集成电路制造技术的不断提高，出现了高性能、高可靠的单片机数据采集系统（DAS）。单片机作为该系统的核心，具有多功能、高效
2、率、高性能、低电压、低功耗、低价格等。,基于单片机的数据采集系统设计,1 研究的背景与意义,本次设计主要内容是设计一个8路数据采集系统，将现场采集到的物理信号转换成模拟信号，经过ADC0809模拟信号转换成数字量，再传送到单片机上，经过单片机的处理传送至LED显示，该系统实现了八路数据循环显示与单通道数据显示的切换。系统设计的总体框图如右所示：,基于单片机的数据采集系统设计,2 系统的设计方案,ADC0809,数据采集,单片机AT89C51,LED显示,复位电路,晶振电路,按键,3.1 单片机AT89C51的总体介绍AT89C51是一种带4K字节闪存可编程可擦除只读存储器的低电压、高性能CMO
3、S8位微处理器；它是可擦除只读存储器，可以反复擦除1000次；采用ATMEL高密度非易失存储器制造技术制造，与工业标准的MCS-51指令集和输出管脚相兼容，是一种高效微控制器。,基于单片机的数据采集系统设计,3 系统的硬件设计,3.2 A/D转换模块的设计 所测控的信号是连续变化的物理量，需要将其转换为数字量，在本次的设计中选用了ADC0809转换器。 ADC0809是八通道的八位逐次逼近式A/D转换器。ADC0809 由一个 8 路模拟开关、一个地址锁存与译码器、一个 A/D 转换器和一个三态输出锁存器组成。具有锁存功能的8选1的模拟开关，由C、B、A的编码来决定所选的模拟通道。,基于单片机
4、的数据采集系统设计,ADC0809的内部逻辑图,基于单片机的数据采集系统设计,基于单片机的数据采集系统设计,ADC0809与AT89C51的连接电路,3.3 显示电路的设计 当前常用的有液晶显示和数码管（LED）显示两种显示方法，液晶显示功能虽然强大，与单片机连接时接口电路驱动复杂、显示亮度低、不利于观察、成本高，而数码管内部元件比较简单、耗能低、价格便宜、显示亮度高，所以选择了数码管显示。 在本系统的设计的是四位共阳极LED的显示，显示方式选用的是动态扫描显示。,基于单片机的数据采集系统设计,LED显示电路,基于单片机的数据采集系统设计,3.4 时钟电路,连接单片机,时钟电路用于产生单片机工
5、作时所必需的时钟控制信号。单片机各功能部件的运行都是以时钟控制信号为基准，有条不紊地一拍一拍工作。电路由两个30pF的电容和振荡频率为6MHz的石英晶体组成。,基于单片机的数据采集系统设计,3.5 单片机的复位电路,为确保系统中电路稳定可靠工作，复位电路是必不可少的一部分。本次设计复位电路是按键复位。 复位电路的作用是使单片机执行复位操作。复位操作主要是把PC初始化为0000H，使单片机从程序存储器的0000H单元开始执行程序。,连接单片机RST,基于单片机的数据采集系统设计,基于单片机的数据采集系统设计,3.6 按键的设置 系统设置两个按键开关，开关K1用于循环/单通道的模式切换：当K1按下
6、时，只显示固定的单通道数据；K1弹起时，对8路循环显示。开关K2用于单通道模式时通道的选择：当K1按下时，按下K2，通道数加一。,基于单片机的数据采集系统设计,4 系统的软件设计,4.1 主程序流程图,开始,转换07八个通道数据,处理数据、显示,通道数加一、转换相应通道数据,处理、显示,模式键弹起?,N,Y,Y,N,Y,N,模式键按下？,通道键按下？,基于单片机的数据采集系统设计,4.2 A/D转换子程序,开始,地址锁存,启动转换,数据存入存储单元,结束,N,N,Y,Y,转换结束?,传输结束?,基于单片机的数据采集系统设计,4.3 显示子程序的流程图,开始,转换采集得到的数据,查表获得字码型,驱动对应数码显示,结束,基于单片机的数据采集系统设计,谢谢观看！敬请各位老师批评与指正！,
