1、甘肃联合大学学生毕业论文题 目：基于单片机 8 位数据采集设计作 者： 指导老师： 电子信息工程 学院 电子信息工程技术系电子信息工程技术 专业 11 级三 年制 一 班2013 年 10 月 14 日-1基于单片机的 8 位数据采集设计The Design Of Multi-channel Data Acquisition System Based On SCM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，
2、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 AT89S52单片机 ADC0809 MAX232-1Abstra
3、ctThis article describes the hardware design and software design of the data on which based on signal-chip microcomputer .The data collection system is the link between the digital domain and analog domain. It has an very important function. The introductive point of this text is a data to collect t
4、he system. The hardware of the system focuses on signal-chip microcomputer .Data collection and communication control use modular design. The data collected to control with correspondence to adopt a machine 8051 to carry out. The part of hardwares core is AT89S52, is also includes A/D conversion mod
5、ule, display module, and the serial interface. Slave machine is responsible for data acquisition and answering the host machine.8 roads were measured the electric voltage to pass the in general use mold-few conversion of ADC0809,the realization carries on the conversion that imitates to measure the
6、numeral to measure towards the data that collect .Then send the data to the host machine through MAX232.the host machine is responsible for data and display, LED digital display is responsible display the data. The software is partly programmed with VC+. The software can realize the function of moni
7、toring and controlling the whole system. It designs much program like data-acquisition treatment,data-display and data-communication ect.Keyword: data acquisition AT89S52 ADC0809 MAX232-1目录第一章 绪论 .3第二章 数据采集系统简介 .3第三章 硬件部分 .83.1 主机部分 .83.1.1 主机部分原理图设计 .83.2 从机部分 .133.2.1 从机的电路原理图设计 .13第四章 软件部分 .224.1
8、 主机程序设计 .264.2 从机部分程序设计 .30第五章 调 试结果 .33致 谢 .36参考文献 .37附录 1.40-1第 一 章 绪 论传统的基于单片机的数据采集系统由于没有上位机的支持,不管采用什么样的数据存储器,它的存储容量都是有限的,所以不得不对存储的历史数据进行覆盖刷新,这样不利于用户对数据进行整体分析,因而也不能对生产过程的状况进行准确的把握。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-232C进行通信。这样用户可以在上位机上编写各种程序对文件中的数据进行有效查
9、询和分析,有利于工业过程的长期正常运行和检查。该系统采用的是AT89S52单片机，此芯片功能比较强大，能够满足设计要求。第二章 数据采集系统简介数据采集，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，他需要考虑的指标有：分辨率、转换时间、转换误差等等。而单片机是该系统的基本的微处理系统，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。在该系统中采用的是 8051 系列的单片机。双机通信的串行口可以采用 RS-232-C 标准接口，由芯片 MAX23
10、2 实现双机的通信。而数据的显示则采用的是 LED 数码管，该器件比较简单，在生活中接触也较多。数据采集系统一般由信号调理电路，多路切换电路，采样保持电路，A/D,单片机等组成。所需要的系统框图如图 2.1 所示：-1A/D转换器单片机单片机LED 显示器键盘MAX232采集信号图 2.1 系统框图第三章 硬件部分3.1 主机部分该系统是一个主从式多路数据采集系统，主机和从机均用单片机实现，它的主机部分负责数据处理和显示，主机和从机之间用 RS-232 进行通信。它由AT89S52、MAX232、LED 数码显示器组成。3.1.1 主机部分原理图设计由于主机要对从机有一个命令，所以用到按键，将
11、按键接到单片机AT89S52 的 P3.4 的端口上，按键的一端接地，当 P3.4 这条 I/O 线是一个低电平时，则表示按键按下。主机还要负责对采集到的数据进行处理和 LED 显示，用两个 74HC573，一个与单片机 AT89S52 的 P2.7 口相连用于位选，一个与单片机 AT89S52 的 P2.6 口相连用于段选。单片机的 P0 口的 8 位数据线与用于段选的 74HC573 的 D0D7 相连，用于数码管上具体的数字的显示。单片机 P0 口的八位数据线与用于位选的 74HC573 的 D0D7 相连，用于在哪个数码管上显示。主机跟从机的连接，又涉及到一个串行口双机通信的问题，根据
12、单片机双机通信距离、抗干扰性等要求，选择 RS-232-C 串行接口方法，选择串行口MAX232 来连接主机和从机，将 MAX232 的 11、12 脚分别与单片机 AT89S52-1的 P3.1，P3.2 脚相连，再将 MAX232 上的 13、14 脚分别与 db-9 的 3、6 脚相连。单片机 AT89S52 的 18、19 脚与它的晶振电路相连，第 9 脚与它的复位电路相连。其原理图如图 3.1 所示图 3.1 主机部分电路原理图3.2 从机部分 该系统的从机负责A/D模数转换，并应答主机的命令，需要用到ADC0809、AT89S52,又由于它们两个的时钟频率不一样，所以又要用到一个7
13、4LS74。3.2.1 从机的电路原理图设计该部分需要对模拟量进行一次模数转换，则要用到一个ADC0809，又因为它们之间的时钟频率不一样又需要用到一个74LS74对其进行一个二分频的工作，这个只需要将74LS74的第3根引脚与单片机AT89S52 的第30根引脚相连，将74LS74 的第 9根引脚与ADC0809的时钟信号引脚相连。单片机AT89S52 的P0 口与ADC0809的D0D7相连，而ADC0809的ADDA、ADDB、ADDC分别与P0口的低三位相连。其用到的MAX232与主机部分的电路连接方法一样。其电路图如3.5所示-1图3.5 从机部分电路设计图第四章 软件部分4.1 主
14、机程序设计本软件系统有一个主程序，五个子程序，五个子程序分别为向串口发送数据子程序 putc_to_serialport（） 、键盘扫描子程序 Keys_Scan()、LED 数据显示子程序 Display_Result(int d)、延时子程序 Delay()、主机串口接受中断子程序Serial_INT() interrupt 4。（1）主程序主程序对系统进行初始化，主要是进行定时/计数的初始化，然后调用键盘扫描程序 Keys_Scan()，再根据按下的键来调用向串口发送数据子程序putc_to_serialport（）将相应的数据发送给串行口。当没有键按下时，则送一个数 F 给 LED 显
15、示器。其流程图见图 4.1（2）向串口发送数据子程序 putc_to_serialport（）该程序首先将数据发送到串行口，当 T1=0 时，表明传送结束。其流程图如4.2 所示（3）键盘扫描子程序 Keys_Scan()该程序是先将行选好，然后再选定列就可以确定到具体的哪一个按键。其流程图如图 4.3 所示（4）LED 显示程序 Display_Result(int d)-1该子程序用的数码管动态显示方式。先将单片机的 P2.7 口选通进行位选,然后将位选的值发送给单片机 P1 口。接着将单片机的 P2.6 口选通进行段选，然后将要显示的数字的值发送给 P0 口。然后调用延时，接着将 P2.
16、7、P2.6 口置0，下面是重复上面的过程，直到要显示的数字全部显示在数码上。其流程图如4.4 所示。（5）主机串口接受中断子程序 Serial_INT() interrupt 4。当 RI =1 时，接受串口过来的数据，并对该数据进行 X*05H/0FFH 的处理，接下来用处理过的数据调用 LED 显示程序 Display_Result(int d)。如图 4.4 所示开始初始化启动定时器 1开中断再根据扫描到的键盘号，发送相应的数据给串口，调用一个 Display()在 LED 上显示 F判断是否有按键按下YN图 4.1 主程序-1数据发送到串行口当 T1=0 时，则传送结束TI=0图 4.2 向串口发送数据子程序 putc_to_serialport（）
