一种基于单片机串口的数据采集系统设计new

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1、2011年9月电子测试Sep.2011第9期ELECTRONIC TESTNo.9一种基于单片机串口的数据采集系统设计刘妍，马艳娥，陈思（中北大学无损检测中心太原030051）摘要：单片机经历了SCM、MCU、SOC三大阶段，以其超小型化、电路简单、功耗低等特点广泛应用于各个领域，本文提出了基于C8051F单片机串口数据采集系统的设计方案，进一步提高了采集系统的速率与精度。使用C8051F020作为控制器，控制采样位数为12位，转换速度为500kbps的A/D芯片MAX120进行数据采样，采样的数据实时通过串口传输到PC中。由于MAX12

2、0A/D转换芯片具有采集范围广，控制灵活等特点，其转换时间为16μs，吞吐率高达5*105次/s采样，可满足高速采集的需要。通过测定该系统满足实时采集、实时处理和实时控制对速度的要求。关键词：单片机；A/D转换；数据采集中图分类号:TP274.2文献标识码:ADesignofdataacquisitionsystembasedontheC8051FmicrocontrollerserialportLiuYan，MaYan’e，ChenSi(NondestructiveTestingCenter，NorthUniversityofChina

3、，Taiyuan，030051，China)Abstract:ThemicrocontrollerchipgothroughSCM、MUC、SoC，appliedinvariousfieldswidelywithitsminiaturizationandsimplecircuitandlowpowerconsumption,serialdataacquisitionsy-stemdesignschemeisproposedbasedonC8051Fmicrocontroller,improverateandprecisionfur-the

4、r.ThethesisdesignsC8051Fmicrocontrollerserialprogramandtheperipheralcircuit,C8051F020ascontrollerhassamplingdigits12bit,500kbpsconversionspeedfortheMAX120A/Dchip,transmitsamplingdatareal-timethroughserialporttoPC.MAX120asA/Dacquisitionsystemhaswideacquisitionrangeandcanbe

5、controlledflexibly.Throughmeasuringthesystemmeettherequirementsofthereal-timedataacquisitionandreal-timeprocessingandcontrol.Keywords:MCU；A/D；Dataacquisition58微处理器与可编程器件应用2011.90引言这是衡量一个数据采集系统的两个最主要的参数。此外还有最大通道数，稳定性(抗干扰能力)，功耗及成本等各种C8051F是一个通用的SOC单片机系列，结构先进，指标。在我们进行设计时，应当在

6、保证精度的前提下，尽功能强大，同时又贴近当前单片机应用的环境。SOC技术可能的提高采样速率，以满足实时采集、实时处理和实时是一种高度集成化，固件化的系统集成技术。控制对速度的要求。此外还应根据具体要求，增加通道数，本文主要功能：系统使用C8051F020单片机作为控稳定性，并降低成本和功耗。制器，控制采样率500kbps，采样位数12的高速A/D芯片MAX120进行数据采集。采集的信号经单片机处理后，由2系统设计串口送入PC中。2.1系统总体电路设计硬件设计中使用C8051F020作为采集系统的控制芯片，1数据采集系统将MAX120芯片接

7、成非处理器模式，使用C8051F020—控数据采集(DataAcquisition)是信号分析与处理的一个制端口控制MAX120进行A/D采集。等待MAX120转换重要环节,在许多工业控制与生产状态监控中,都需要对完数据后，单片机将采集的12位数据进行处理后由串口发各种物理量进行数据采集与分析。试验测试产生的物理信送到PC中。号通过传感器转换为电压或者电流一类的电信号，然后通系统使用C8051F020作为控制器，控制采样位数为12过数据采集卡将电信号采集传入PC，借助软件控制数据位，转换速度为500kbps的A/D芯片MAX120进行数据

8、采样，采集卡进行数据分析、处理。采样的数据通过串口实时传输到PC中。由于MAX120芯数据采集系统一般由传感器，信号调理电路，A/D转片可以采集-5～5V模拟信号，采样率为500kbps，因此