基于at89s52的数据采集系统电路设计

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1、XXXXXXX大学学专题姓学院XXXXXXXX业XXXXXX目基于AT89S52的数据采集系统电路设计XXXXXXXXXXX号.XXXXXXXXXXX2014年05月14日基于AT89S52的数据采集系统电路设计XXXXXXXXXXXXXXXXXXX摘要：数据采集是指从传感器和其它待测设备等模拟和数字被测中.元中自动采集非电量或者电量信号，送到上位机屮进行分析，处理。数据采集系统是结合基于计算机或者其他专用测试平台的测量软硬件产品来实现灵活的、用户自定义的测景系统。本文研究了一种基于AD7934-6的数据采集系统的实现，具体包括电源模块、信号调理模块、ADC驱动设计。利

2、用AltiumDesigner软件，实现该四通道数据采集系统。关键词：四通道数据采集系统；AD转换；AD7934-6一完成的工作在查阅了相关数据采集系统文献的基础上，本文设计了电源模块、信号调理模块、ADC驱动设计。基于AT89S52完整地设计了一种基于AD7934-6的数据采集系统的硬件电路原理图及软件驱动。二总体设计方案1数据采集系统框图阁1是数据采集系统原理框阁，它由传感器、放大器和A/D转换器、CPU组成。压力(非电量)—►传感器一＞仪表放人器A/D转换器CPU图1数据采集系统原理框图2数据采集电路的设计(1)电源模块电源电路是给芯片提供电源的驱动电路，采用5V

3、供电，电压转换芯片采用ASM1117芯片，把输入电压从5V转到3.3V,用于向笮片机及其他低电源芯片供电。具体引脚配置如图2所示。图2电源模块(1)信号调理模块信号调理电路就是在AD转换前对倍号调理的过程。送入数据采集系统的模拟信号经过传感器转换成电信号，电信号必须经过合理的信号调理电路才能达到较好的测量精度。信号调理电路就是从信号输入到ADC转换之间的模拟电路，包括输入电路、前置放大器等。对于本文设计具体的问题，根据传感器输岀采用电流输出，四路输入电流信号为4-20mA标准电流输出，系统中电流采样是通过采样电阻将小电流信号转换成电压信号并且经过调理电路盾进行采样。由于

4、电流信号是通过AD7934-6模数转换器來完成，当参考电平设置为2.5V吋，ADC采样口只能输入(T2.5V电压，所以调理电路输出应该不大于2.5V。木系统所设计的调理电路由单个运算放大器构成。本系统的采样电附选择100Q电限，运算放大器选择的是LM358,其内部包含两个独立的、高增益、内部频率补偿的运算放大器，调理电压输出经过低通无源滤波输出。电流采样调理电路设计如图3所示。图3电流采样调理电路（3）AD转换电路本文要求AD芯片为AD7934-6。AD7934-6是一款12位、高速、低功耗、逐次逼近型（SAR）模数转换器（ADC）,采用2.7V至5.25V单电源供电。

5、该器件内置一个低噪声、宽带宽、差分采样保持放大器，可处理最高达50MHz的输入频率。根据AD7934-6数据手册，设计出的相关AD转换电路如图4所示。3.3VC4j:0.47uFGNDVINOTN1TN2TN3CLKVDD*CS*RD♦CONVSTWRITBUSYW.^BVREFIKVREFOVrDB11DGNDDB10AGNDDB9DB&HBENDB7DB6DBSTN0DB4DBSMNlDB2DB1TN2DBOTN3CLKINr-nUlj232526272813222019172161410os<531AIT934BRUZ4csRDCONVSTBUSYD

6、B11DB10DB9DBSDB7DB6DB5DB4DB3DB2DB1DBO图4AD转换电路（4）主控制模块微控制器是数字信号处理系统的核心部分，主要实现对外设器件（本文为ADC）的驱动功能、与外设器件的输入输出交互功能以及对输入的数字量进行处理存储功能等。本文设计的CPU与ADC接口电路仅是CPU对ADC的驱动接口电路以及输入输岀接口电路。本文中选取CPU为单片机89S52。图5为CPU与ADC接口电路。PBO(TO)PAO(ADCO)PB1(T1)PA1(ADC1)PB2(AINO)PA2(ADC2)PBS(AIN1)PA3(ADCS)PB4(SS)PA4(ADC4)

7、PB5(MOSI)PA5(ADC5)PB6(NflSO)PA6(ADC6)PB7(SCK)PA7(ADC7)PDO(RXD)PCOPD1(TXD)PCIPD2(INTO)PC2PD3(INTI)PCSPD4(OC1B)PC4PD5(OC1A)PC5PD6(ICP)PC6(TOSC1)PD7(OC2)PC7(T0SC2)RESETVCCAVCCXTAL2AREFXTAL1AGNDGND本89S52DBODB3xX30321189S52CONVSTVB10图5CPU接口电路3软件驱动程序设计AD7934-6芯片手册给出明确的字模式读、写数据