简易多路数据采集系统

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1、简易多路数据采集系统摘要本设计以单片机AT89S51与ADC0806为控制核心，实现一个6路数据采集系统。实现现场模拟信号产生器，即通过自制一正弦波信号发生器，利用可变电阻改变振荡频率，使频率在200Hz～2kHz范围变化，再经频率电压变换后输出相应1～5v直流电压。此系统通过接受按键信息选择采集路口，并启动AD转换采集电压大小，最终在八位数码管上显示。此设计能以优异指标、快速准确地完成题目的全部要求。关键词：单片机，数据采集AbstractBasedonmicrocontrollerAT89S52andADC0806,weaccomplisha6-channelda

2、taacquisitionsystem.Thesystemusestheanalogsignalgenerator,whichusesthevariableresistortochangetheoscillationfrequencyofself-madesinewavesignalgenerator.Itmakesthefrequencyarrangefrom200Hzto2KHz,thenoutputcorrespondingvoltsd.c.from1Vto5Vthoughthetransformofthefrequencyandvoltage.Itchoose

3、thejunctionofthecollectionthroughthekeyinformation,anduseADconversiontocollectthevoltage.Finallythedatashowsonthenixietube.Theconclusioniswecanfinishthewholerequirementsquicklyandaccurately.KeyWords:Microcontroller,Dataacquisition1系统方案设计与论证1.1正弦波信号发生方案选择选用ICL8038精密函波形数发生器，它外围电路简单，易于制作，可

4、产生稳定的正弦波等函数波形，且振荡频率范围宽，可以很好的实现预期效果。故选择此方案。1.2频率电压变换方案选择方案一：采用LS331芯片来完成频率到电压的转换，LM331外接电路简单，只需接入几个外部元件就可方便构成V/F或F/V等变换电路，并且容易保证转换精度。方案二：采用LM2907将频率转换为电压，6/6LM2907为集成式频率／电压转换器，芯片中包含了比较器、充电泵、高增益运算放大器，能将频率信号转换为直流电压信号。方案比较：以上方案都只需连接简单的外围电路就可完成F/V变换。然而方案一中，需要先将正选信号变换为矩形脉冲方可作为输入，方案二中可直接输入正选信号

5、，而且线性度，准确的也都比较好。故采用方案二。1.3控制部分方案选择方案一：采用双CPU控制，主机与从机都是使用单片机。从机负责采集6路数据，同时接受主机发送的命令。主机进行数据处理，数据显示，按键输入。方案二：采用一块单片机采集6路数据，同时进行数据处理，按键输入，数据显示。方案选择：方案一比较符合实际的应用要求，但系统较为复杂，两机间的信号传输系统不稳定；方案二结构简单，且可以实现基本的要求。故选择方案二。2硬件电路设计与分析2.1系统组成及方框图经过上述系统方案的论证与比较，设计系统的最终方案如下：系统由单片机AT89S51实现一个6路数据采集系统，系统的原理框

6、图如下：地址显示现场信号产生器数据采集器数据显示图2.1系统结构框图2.2主要电路模块的设计2.2.1系统框图6/6icl8038产生信号LM2907频率电压转换数据采集LED显示控制器89S52按键输入图2.2系统结构框图2.2.2模拟信号产生器电路正弦波信号发生器：利用可变电阻改变振荡频率，使频率在200Hz－2KHz范围变化图2.3正弦波信号发生器2.2.3频率电压变换电路将输入的频率200Hz－2KHz变换为1V-5V输出电压（200Hz对应1V,2KHz对应5V输出）。6/6图2.4频率电压变换电路2.2.4控制，转换和显示电路图2.5控制，转换和显示电路2

7、.3理论分析与计算通过LM2907实现频率电压转换得到6/6输出电压：Vo＝Vcc*f（in）*C1*R2*K其中K为增益常数，典型值为1。电容C2的值取决于纹波电压的大小和实际应用中所需要的响应时间。R1的选择与纹波无关，但响应时间，即输出Vout稳定在一个新值上需要的时间会随着纹波值的增加而增加，因此必须在纹波、响应时间和线性度之间仔细地进行权衡。另外，器件所允许的输入信号的最大频率由Vcc、C1和I2决定。(其中选定C1=1nf,R1=10K,Vcc=10V)可得：Vo=10-3*f(in)上式为输出电压Vo与输入信号频率f（in）的线性关系2