基于单片机的数据采集系统ad转换通道设计毕业设计.doc

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1、基于单片机的数据采集系统ad转换通道设计毕业设计目录摘要iABSTRACTii目录iii1绪论11.1研究背景及其目的意义11.2国内外研究现状21.3该课题研究的主要内容32单片机数据采集系统的总体设计42.1单片机应用系统的组成42.2单片机应用系统的设计62.2.1总体方案的设计62.2.2单片机应用系统的设计过程62.389C51单片机的简介72.3.1单片机的基本组成72.3.289C51单片机的引脚82.4模拟开关电路4067112.5A/D转换器MAX187132.5.1MAX187简介132.5.2MAX187特点及引脚143串行通信总线163.1SPI串行外设接口总线163

2、.2SPI总线系统的组成173.389C51和串行串行通信总线的实现方法183.3.189C51和MAX187的连接18ii4模拟量输入系统的硬件电路设计204.1单片机数据采集系统的总体设计204.289C51单片机的硬件电路设计214.2.1单片机的时钟电路和时序214.2.2单片机的存储器224.2.3单片机的工作方式234.3输入系统的硬件电路的总体设计244.4模拟开关电路4067的工作原理264.5MAX187的硬件设计274.5.1MAX187工作过程275模拟量输入系统的软件设计295.1简介KeilUvision2295.2数据采集的程序355.3MAX187的A/D转换子

3、程序38结论40致谢41参考文献42ii北京交通大学毕业设计1绪论1.1研究背景及其目的意义近年来，数据采集及其应用受到了人们越来越广泛的关注，数据采集系统也有了迅速的发展，它可以广泛的应用于各种领域。数据采集系统起始于20世纪50年代，1956年美国首先研究了用在军事上的测试系统，目标是测试中不依靠相关的测试文件，由非成熟人员进行操作，并且测试任务是由测试设备高速自动控制完成的。由于该种数据采集测试系统具有高速性和一定的灵活性，可以满足众多传统方法不能完成的数据采集和测试任务，因而得到了初步的认可。大概在60年代后期，国内外就有成套的数据采集设备和系统多属于专用的系统。20世纪70年代后期

4、，随着微型机的发展，诞生了采集器、仪表、计算机溶为一体的数据采集系统。由于这种数据采集系统的性能优良，超过了传统的自动检测仪表和专用数据采集系统，因而获得了惊人的发展。从70年代起，数据采集系统发展过程中逐渐分为两类，一类是实验室数据采集系统，一类是工业现场数据采集系统。20世纪80年代随着计算机的普及应用，数据采集系统得到了很大的发展，开始出现了通用的数据采集与自动测试系统。该阶段的数据采集系统主要有两类，一类以仪表仪器和采集器、通用接口总线和计算机组成。这类系统主要应用于实验室，在工业生产现场也有一定的应用。第二类以数据采集卡、标准总线和计算机构成，这一类在工业现场应用较多。20世纪80

5、年代后期，数据采集发生了很大的变化，工业计算机、单片机和大规模集成电路的组合，用软件管理，是系统的成本减低，体积变小，功能成倍增加，数据处理能力大大加强。42北京交通大学毕业设计20世纪90年代至今，在国际上技术先进的国家，数据采集系统已成功的运用到军事、航空电子设备及宇航技术、工业等领域。由于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）。数据采集技术已经成为一种专门的技术，在工业领域得到了广泛的应用。该阶段的数据采集系统采用模块式结构，根据不同的应用要求，通过简单的增加和更改模块，并结合系统编程，就可扩展或修改系统，迅速组成一个新的系统。尽管现在以微机为核

6、心的可编程数据采集与处理采集技术的发展方向得到了迅速的发展，而且组成一个数据采集系统只需要一块数据采集卡，把它插在微机的扩展槽内并辅以应用软件，就能实现数据采集功能，但这并不会对基于单片机为核心的数据采集系统产生影响。相较于数据采集板卡成本和功能的限制，单片机具多功能、高效率、高性能、低电压、低功耗、低价格等优点，而双单片机又具有精度较高、转换速度快、能够对多点同时进行采集，因此能够开发出能满足实际应用要求的、电路结构简单的、可靠性高的数据采集系统。这就使得以单片机为核心的数据采集系统在许多领域得到了广泛的应用。1.2国内外研究现状数据采集系统是通过采集传感器输出的模拟信号并转换成数字信号，

7、并进行分析、处理、传输、显示、存储和显示。它起始于20世纪中期，在过去的几十年里，随着信息领域各种技术的发展，在数据采集方面的技术也取得了长足的进步，采集数据的信息化是目前社会的发展主流方向。各种领域都用到了数据采集，在石油勘探、科学实验、飞机飞行、地震数据采集领域已经得到应用。我国的数字地震观测系统主要采用TDE-124C型TDE-224C型地震数据采集系统。近年来，又成功研制了动态范围更大、线性度更高、兼