基于单片机的数据采集系统设计 (1)

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1、论文题目基于单片机的数据采集系统设计姓名奚根根专业2014级电子信息工程（本科）学号140220112108指导教师陶文海摘要：本文设计的数据采集系统，以AT89C51为核心，对8路模拟信号，8路开关量和1路脉冲信号进行采集。它的主要功能是完成数据采集、处理、显示、控制以及与PC机之间的通信等。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。

2、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。本系统对数据采集系统体系结构及功能进行分析，设计并实现采用单片机为核心，扩展电源电路、复位电路、LCD接口电路等，并配有标准RS-232串行通信接口。系统软件采用C语言编写，软件设计采用模块化结构数据采集系统。数据采集系统需采用硬件和软件方面的抗干扰措施。关键字：软件设计采集数据寄存器系统主要功

3、能本系统对8路模拟信号，8路开关信号和1路脉冲信号进行采集并处理，系统设计了2个按键，当按键1按下时，系统开始工作，采集数据，当按键2按下时，系统检查是否通过RS-232连接PC机，若连接成功，则执行传输命令，把所采集的数据送入PC机进行处理。 主从式结构采用下位机负责模拟数据的采集，从单片机负责采集8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，从机负责A/D模数转换，并应答主机的命令，主机和从机之间用RS-232进行通信。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

4、效查询和分析。由信号调理电路，多路切换电路，采样保持电路，A/D转换器，单片机等组成。具体的设计框图如图下图所示。 但是由于单片机对数据的处理不够方便，所以不采用这种结构。 单片机与PC机相连结构系统选择一个串行的A/D转换芯片，可采集8路的模拟量。开关量采集可以直接用单片机的I/O，单片机还有两个外部中断接口，即可用来测量脉冲量的输入，采集其输入频率。单片机可以通过串口与上位PC机进行通讯，把采集到的数据发送到上位机上。具体的系统框图如图2-2所示。PC机有非常强大的运算能力，由PC机处理采集到的数据，PC机

5、处理数据速度快，界面友好直接，所以选择单片机通过MAX232与PC机相连，便于方便地处理数据。系统主程序设计采集系统软件设计采用模块化结构，总体设计流程图如图2-3所示。 系统上电后首先进行自检，检查各功能模块电子器件是否正常工作，检查完毕后进行各功能模块初始化，扫描键盘，当有“按键1”按下时，系统可读到P1口为低电平，此时系统开始执行测量数据的工作，将采集到的数据储存到特定寄存器并将储存在寄存器中的数据组送LCD显示，当有“按键2”按下时，系统检查是否与上位机已经建立连接，若连接成功则通过RS-232接口进行

6、数据传送。本文小结本文将两种不同的数据采集系统设计方案进行了比较，选用了单片机与PC机相连进行通信的结构。介绍了系统的主要功能，软件总体设计部分介绍了整个系统，软件设计则给出主程序流程图。通过本文可以对系统的软件有一个整体的认识。参考文献：[1]孔志勇，等. SQL应用开发范例宝典.人民邮电出版社.2008[2]刘圣才，等. Visual Basic6程序设计导学.清华大学出版社.2002[3]苏小林. 计算机控制技术.中国电力出版社.2004[4]马明建，等. 数据采集与处理技术.西安交通大学出版社.2006

7、[5]谢维成，等. 单片机原理与应用及C51程序设计. 清华大学出版社.2006