多路数据采集系统

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1、..第一章设计目的、要求及意义数据采集系统用于将模拟信号转换为计算机可以识别的数字信号，该系统目的是便于对某些物理量进行监视。数据采集系统的好坏取决于他的精度和速度.设计时，应在保证精度的情况下尽可能的提高速度以满足实时采样、实时处理、实时控制的要求。在科学研究中应用该系统可以获得大量动态;是研究瞬间物理过程的重要手段;亦是获取科学奥秘的重要手段之一。本文采用新颖的方法完成设计,用到的集成芯片主要有8051单片机、ADC0808等。ADC0808主要作用是对八路模拟信号进行选择采集,并将其转化为八位数字信号,再送至主控制器(8051单片

2、机)，采集完毕后,再由主控制器将信号传输到数码管显示出来。本系统以单片机为核心，设计一个3路数据采集系统，采用3路模拟量输入设计，工作范围是0-5V。要求对输入的3个通道的模拟量进行巡回采样，并将采集的信号数据经A/D转换后以10进制数在LED显示器上显示，并能通过按键切换所选通道的采样数据。经过这次课程设计进一步的去培养学生的工程设计能力和工程设计思想，同样把书本的知识应用到实际当中去，考察了学生的实际操作能力和理论知识与实际应用相结合的能力。为将来进入工厂中进行生产奠定好一个良好的基础。....第二章系统总体方案选择与说明为了充分利

3、用学校的有效资源，我们仅仅对本课题做一个简单的设计，并且在网上下载Protues软件，运行后进行初步的仿真实验。三路模拟信号数值测量显示电路由A/D转换、数据处理及显示控制等组成。A/D转换由集成电路0808完成，0808具有8路模拟输入端口，地址线（23-25脚）可决定对哪一路模拟输入作A/D转换，22脚为地址锁存控制，当输入为高电平时，对地址信号进行锁存。6脚为测试控制，当输入一个2μS宽高电平脉冲时，就开始A/D转换。7脚为A/D转换结束标志，当A/D转换结束时，7脚输出高电平。9脚为A/D转换数据输出允许控制，当OE脚为高电平时

4、，A/D转换数据从端口输出。单片机的P0、P2端口作四位LED数码管显示控制，P1端口作A/D转换数据读入用，P3端口用作ADC0808的A/D转换控制。数据处理则只由AT89C51来完成，从P2，P3端口读入数据，通过P0及P2端口将数据传给LED显示。当然，还有很多的电阻器等等一些防止电路出现故障的外围设备这里不做详细的解说。该方案简单具有低价格，程序少的，运算得快的优点。....第三章系统方框图与工作原理3.1系统框图选用ADC0808的0,1,2通道，分别输入0V～5V直流电压，来模拟要采集的信号，将各路模拟信号分别转换成8位二

5、进制数字信号传送给AT89C51的P1口，然后通过AT89C51芯片进过数据处理和分析通过P0和P2口送给数码管显示。同时AT89C51芯片控制着ADC0808的通道地址。系统框图如图3.1。图3.1系统框图3.2系统工作原理系统通过检测P2.4-P2.6的高低电平，通过AT89C51改变ADC0808通道地址，实现能在任意时间切换不同通道的要求。ADC0808转换成二进制数后，立即送给单片机，然后单片通过相应的数据处理和分析，通过P0口把处理后的结果输送给LED数码管显示ADC0808装换后的结果，同时在LED数码管上显示当前的工作通

6、道编号。....第四章各单元硬件设计说明4.1A/D转换单元多路数据采集系统，通过多路模拟开关控制多路之间的切换，实现单片A／D芯片对多路数据信号的逐个采集。模数转换的核心是模数转换器(ADC)，即A／D芯片。它将输入的模拟信号进行量化，即把连续的模拟信号转换为计算机能处理的离散数字信号。因此，数据采集系统的性能在很大程度上取决于A／D芯片的性能。A／D芯片的主要参考指标是：量化误差、零位偏置误差、增益误差和非线性误差等。其设计如图4.1。图4.1A/D转换单元设计图....4.2数据处理单元数据处理单元是以芯片AT89C51为核心。A

7、T89C51是一种带4K字节FLASH存储器的低电压、高性能CMOS8位微处理器，俗称单片机。故只用片内存储器就足够装下我们所编的程序，故无需扩展外部ROM。改芯片有4个端口P0﹑P1﹑P2﹑P3。P0口单片机内部无上拉电阻，但其是双向I/O口。其它三个端口内部有上拉电阻，故其驱动功率大，但它们是准双向I/O口，只有当端口为高电平时，才能输入。因为本系统使用的是内部程序存储器，所以EA端必须接高电平。单片机使用内部时钟电路，晶振使用12MHZ，机器周期为1μS。其具体设计如图4.2所示。+图4.2数据处理单元电路图....4.3ADC0

8、808说明ADC0808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。多路开关可选通8个模拟通道，允许8路模拟量分时输入，共用A/D转换器进行转换。三态输出锁器用于锁存