基于单片机的多路数据采集系统设计说明.doc

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1、引言近年来，数据采集及其应用受到了人们越来越广泛的关注，数据采集系统也有了迅速的发展，它可以广泛的应用于各种领域。单片机作为微型计算机的一个重要分支，应用广泛，对人类社会产生了巨大的影响。Intel公司生产的51系列单片机，由于具有集成度高、处理功能强、可靠性好、系统结构简单、价格低廉、易于使用等优点。在我国已经得到了广泛的应用。特别是在智能仪器仪表、工业检测控制等一些领域取得了令人瞩目的成就。基于单片机的数据采集系统完全能够满足各种测控系统需要，实时性好，应用前景广阔。对于本设计而言，其主要任务就是将0~5V的直流电压进行测量并送到数码管去显示。基于功能与价格的考虑，在这里选用了

2、比较常见的逼近型ADC0809芯片，其在精度、速度和价格上都适中，可以满足我们在这个设计的要求。考虑到本系统是由单片机供电，选用了低功耗的数码管，以满足显示结果的要求。软件设计方面，采用了功能模块化的设计思想；键盘模数转换控制采用了单片机外部中断0与外部中断1结合的方式来实现，大大提高了单片机的效率，实时处理能力。由于对汇编语言较为了解，所以采用汇编语言来编程。191设计任务及总体设计方案在本次课程设计中，要求设计一个基于单片机的的多路数据采集系统，这个课题和我们所学的课程联系紧密、息息相关，涉及到很多的知识，是对我们所学知识的一次考察，利于我们对学过的知识复习一遍，加深理解。1.

3、1设计任务与要求在本次设计中要求我们达到以下三点要求：（1）单片机控制A/D转换器检测多路电压（2）检测的结果送单片机处理并显示（3）数码管轮流显示各路电压或显示指定的通道电压1.2总体设计方案（1）选择89S52作为主芯片，ISP下载线编程、方便灵活、功能强大，完全可以满足本设计的性能要求，而且89S52是51系列中比较常用的芯片，好用（2）选择ADC0809作为模数转换器，就本设计的要求而言，ADC0809性价比相当的高，而且在很多的课程都学习过，比如：智能仪器、单片机等课程，对它的性能、结构都比较了解。（3）选择74LS74作为分频器，从单片机的ALE输出2MHZ的频率，经过

4、74LS74的4分频作用，最终产生一个500KHZ的时钟频率给ADC0809，使ADC0809正常工作。（4）还有一些外围电路，比如：ISP下载电路、单片机复位电路、数码管显示电路等，这样才能组成一个完整的多路数据采集系统。其系统框图如图1-2-1所示74LS74分频器ALE89S52单片机数码管显示CLKADC0809图1-2-1系统框图192硬件设计数据采集，又称数据获取，是利用一种装置，从系统外部采集数据并输入到系统内部的一个接口。数据采集技术广泛引用在各个领域。在该系统中需要将模拟量转换为数据量，而A/D是将模拟量转换为数字量的器件，需要考虑的指标有：分辨率、转换时间、转换

5、误差等等。而单片机是该系统的基本的微处理系统，它完成数据读取、处理及逻辑控制，数据传输等一系列的任务。数据采集系统一般由信号调理电路，多路切换电路，采样保持电路，A/D,单片机等组成。但是在本设计中直接就对输入电压进行A/D转换，着重在模数转换器的选择和使用上。2.1单片机的选择单片机是一种面向大规模的集成电路芯片，是微型计算机中的一个重要的分支。此系统是由CPU、随即存取数据存储器、只读程序存储器、输入输出电路（I/O口），还有可能包括定时/计数器、串行通信口、显示驱动电路（LCD和LED驱动电路）、脉宽调制电路、模拟多路转换器及A/D转换器等电路集成到一个单块芯片上，构成了一个

6、最小但完善的计算机任务。单片机要使用特定的组译和编译软件编译程序，在用keiluvision4把程序下载到单片机内。而本设计选用的是AT89S52.AT89S52是一种低功耗、高性能CMOS8位微控制器，具有8K在系统可编程Flash存储器，使用Atmel公司高密度非易失性存储器技术制造，与工业80C51产品指令和引脚完全兼容。片上Flash允许程序存储器在系统可编程，亦适于常规编程器。在单芯片上，拥有灵巧的8位CPU和在系统可编程Flash，使得AT89S52为众多嵌入式控制应用系统提供高灵活、超有效的解决方案。其结构图如下图2-1-1所示图2-1-189S52结构192.2模数

7、转换器的选择A/D转换器的种类很多，就位数来说，可以分为8位、10位、12位和16位等。位数越高其分辨率就越高，价格也就越贵。A/D转换器型号很多，而其转换时间和转换误差也各不相同。(1)逐渐逼近式A/D转换器：它是一种速度快、精度较高、成本较低的直接式转换器，其转换时间在几微秒到几百微秒之间。(2)双积分A/D转换器：它是一种间接式的A/D转换器，优点是抗干扰能力强，精度比较高，缺点是数度很慢，适用于对转换数度要求不高的系统。(3)并行式A/D转换器：它又被称为fl