数据采集[1]1 - 副本

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1、一绪论1（一）本设计的目的1（二）意义1（三）研究范围1（四）设计原理1二系统总体设计22.1硬件总体设计22.2软件总体设计4三系统硬件设计53.1存储器RAM扩展53.2模拟量采集电路设计83.2.1温度传感器的选择83.2.2信号调理电路设计103.2.3A/D转换电路设计113.3脉冲量采集电路设计133.4RS-232C串行总线数据通信13四软件设计144.1系统主程序144.2模拟量采集程序154.3开关量采集程序17五设计小结18参考文献1920一绪论（一）本设计的目的在于进行机务设备检修数据处理功能模块的设计，其主要功

2、能在于数据采集，包括8路开关量、8路模拟量、1路脉冲量的数据采集。（二）意义在于对之前学过的多门专业基础课进行综合运用，以相对完整的设计方式来加深对专业知识应用的认知。设计过程中，学会查阅相关资料，将硬件的设计、逻辑连接与软件编程结合，共同完成本次设计。（三）研究范围基于本科教学阶段的专业课程与相关参考书籍、文献，主要相关课程为单片机原理、传感器、智能仪器、传感器、测控电路、检测技术等，能够简单运用到本次设计所要检测的环境中。（四）设计原理根据任务书中提供的数据进行分析和计算，选择合适的单片机芯片组成测试、通讯系统，选用A/D转换器、

3、信号调理电路、锁存器、多路开关选择器等元件。模拟量的采集需要用传感器对实际物理量进行采集，转换成相关的电压或者电流，经过A/D转换器后输出对应数字量，进入单片机处理并保存在扩展的存储器中；数字量的采集需进行隔离放大之后将信号输入单片机处理并保存；脉冲量的采集需对信号进行防抖、放大处理，使输入信号转换成相应的TTL电平。外加了人机交换接口，有键盘和LED显示器。根据连接成型的硬件元件图进行软件设计，分配口地址并给出每个功能模块相应的程序段。20二系统总体设计数据采集系统的总体设计包括硬件总体设计和软件总体设计两部分。2.1硬件总体设计本

4、次课程设计是为了完成数据处理功能模块设计中的数据采集部分。设备数据采集包括8路开关量的检测、8路模拟量的检测和1路脉冲量的检测。数据采集系统基于单片机AT89C51进行设计的。AT89C51单片机参数特点：与MCS-51兼容；4K字节可编程闪烁存储器；寿命：1000写/擦循环；数据保留时间：10年；全静态工作：0Hz-24MHz；三级程序存储器锁定；128×8位内部RAM；32可编程I/O线；两个16位定时器/计数器；5个中断源；可编程串行通道；低功耗的闲置和掉电模式；片内振荡器和时钟电路；其管脚配置如图2.1所示。管脚说明：VCC：

5、供电电压。GND：接地。图2.1AT89C51的管脚图P0口：P0口为一个8位漏级开路双向I/O口，每脚可吸收8TTL门电流。当P1口的管脚第一次写1时，被定义为高阻输入。P0能够用于外部程序数据存储器，它可以被定义为数据/地址的第八位。20P1口：P1口是一个内部提供上拉电阻的8位双向I/O口，P1口缓冲器能接收输出4TTL门电流。P1口管脚写入1后，可用作输入，P1口被外部下拉为低电平时，将输出电流。P2口：P2口为一个内部上拉电阻的8位双向I/O口，P2口缓冲器可接收，输出4个TTL门电流，当P2口被写“1”时，作为输入，作为输

6、入时，P2口的管脚被外部拉低，将输出电流。P2口当用于外部程序存储器或16位地址外部数据存储器进行存取时，P2口输出地址的高八位。在给出地址“1”时，当对外部八位地址数据存储器进行读写时，P2口输出其特殊功能寄存器的内容。P3口：P3口管脚是8个带内部上拉电阻的双向I/O口，可接收输出4个TTL门电流。当P3口写入“1”后，用作输入，作为输入，由于外部下拉为低电平，P3口将输出电流（ILL）这是由于上拉的缘故。P3口也可作为AT89C51的一些特殊功能口，如下所示：P3.0RXD（串行输入口）P3.1TXD（串行输出口）P3.2/IN

7、T0（外部中断0）P3.3/INT1（外部中断1）P3.4T0（记时器0外部输入）P3.5T1（记时器1外部输入）P3.6/WR（外部数据存储器写选通）P3.7/RD（外部数据存储器读选通）P3口同时为闪烁编程和编程校验接收一些控制信号。RST：复位输入。当振荡器复位器件时，要保持RST脚两个机器周期的高电平时间。ALE/PROG：当访问外部存储器时，地址锁存允许的输出电平用于锁存地址的地位字节。在FLASH编程期间，此引脚用于输入编程脉冲。在平时，ALE端以不变的频率周期输出正脉冲信号，此频率为振荡器频率的1/6。/PSEN：外部程

8、序存储器的选通信号。在由外部程序存储器取指期间，每个机器周期两次/PSEN有效。但在访问外部数据存储器时，这两次有效的/PSEN信号将不出现。20/EA/VPP：当/EA保持低电平时，则在此期间外部程序存储器（0000H