模拟电网数据采集系统的单片机设计【开题报告】

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1、毕业设计开题报告电子信息工程模拟电网数据采集系统的单片机设计一、综述本课题国内外研究动态，说明选题的依据和意义选题的意义随着信息技术的飞速发展与普及，在现代控制、通信及检测等领域，对信号的处理广泛采用了数字计算机技术，各种数据的高速采集和实时处理在现代工业控制和科学研究中已成为必不可少的部分。数据采集系统在多个领域有着广泛的应用。在信号测量、图像处理、音频信号处理等一些高速、高精度的测量中都需要进行高性能的数据采集。在一些由单片机构成的较小系统中，对信号进行实时处理，已经越来越受到人们的重视。由于系统的实际对象往往都是一些模拟量（如温度、压力、位移、图像等），

2、把这些信号采集、转换为计算机可识别的信号，这些都是数据采集的应用。数据采集是工、农业控制系统中至关重要的一环，在医药、化工、食品、等领域的生产过程中，往往需要随时检测各生产环节的温度、湿度、流量及压力等参数。同时，还要对某一检测点任意参数能够进行随机查寻，将其在某一时间段内检测得到的数据经过转换提取出来，以便进行比较，做出决策，调整控制方案，提高产品的合格率，产生良好的经济效益。单片机应用系统的数据采集体现了被检测对象与系统的相互联系。随着工、农业的发展，多路数据采集势必将得到越来越多的应用，为适应这一趋势，作这方面的研究就显得十分重要。在科学研究中，运用数据

3、采集系统可获得大量的动态信息，也是获取科学数据和生成知识的重要手段之一。总之，不论在哪个应用领域中，数据采集与处理将直接影响工作效率和所取得的经济效益。国内外研究动态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

4、。目前我国的高速数据采集技术相当比较落后，是我国信息技术进一步发展的瓶颈，研究和发展该技术对与我国的军用和民用领域都具有重要的价值和广阔的应用前景。在高速数据采集领域，系统要求的采样速率高、采集精度高、数据传输量大，于是系统的抗干扰、数据的传输、数据的存储问题就成了系统构建必须克服的关键问题。数据采集系统往往采用单片机或数字信号处理器(DSP)作为控制器，控制模／数转换器(ADC)、存储器、串行接口和其他外围电路的工作。对于个人而言，通过此次设计,通过查找文献资料，使自己在资料搜集与分类中对资料的归纳、分析、综合运用能力上得到了极大的提高。更好的掌握了通信原理

5、以及硬件电路的制作方法,电子系统硬件调试基本方法。培养了综合运用电子技术、微处理器器等所学知识解决实际问题的能力，使自己对该方面的专业知识水平得到提高，并且通过实物的制作以及电路调试锻炼实验动手能力。二、研究的基本内容：以8位单片机为主要硬件,应用串口通信功能和硬件扩展功能完成单片机数据采集系统的设计。单片机集中控制：在数据处理中心设置单片机，用于数据处理和提供前向通道、人机通道的控制信号。数据采集仍然采用硬件控制，由逻辑电路完成数据的成帧、校验和时钟插入等工作。（1）单片机与串口通信的选择。（2）A/D转换器与AT89C51的接口设计。（3）键盘及显示部分的

6、设计。（4）软件设计。（5）总体设计。三、研究方法及措施：研究方法从数据采集，数据处理和显示，终端接收，这三方面出发对该系统进行了设计。其中包括控制、显示、A/D转换器、电平转换接口、上位机、下位机等。设计中用ADC0809进行8路数据的采样，利用MCS-51单片机的串行口发送和接收数据。显示部分由LED数码显示器构成。硬件设计应用电子设计自动化工具，软件设计采用模块化编程方法。研究手段本系统以ADC0809和8051为核心，该系统有三个部分：数据采集，数据处理和显示，终端接收。具体包括控制、显示、A/D转换器、电平转换接口、等。设计中用ADC0809进行8路

7、数据的采样，利用MCS-51单片机的串行口发送和接收数据。显示部分由74LS373，LED数码显示器构成。硬件设计应用电子设计自动化工具，软件设计采用模块化编程方法。四、参考文献[1]楼然苗，李光飞.51系列单片机设计实例[M].北京：北航出版社,2003.[2]李光飞，楼然苗.单片机课程设计实例指导[M].北京：北航出版社,2004.[3]余永权.ATMEL89系列单片机应用技术[M].北京：北航出版社,2001.[4]余永权.89系列FLASH单片机原理及应用[M].北京：电子工业出版社,2000.[5]孙燕，刘爱民.Protel99设计与实例[M].北京

8、：机械工业出版社，2000.[6]胡汉