毕业设计（论文）-基于单片机的数据采集系统设计

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1、三江学院本科生毕业设计（论文）题目电气工程及其自动化院（系）电气工程及其自动化专业学生姓名学号指导教师职称起讫日期2011.2.2～2011.5.20设计地点三江学院目录第一章绪论11.1数据采集技术的分类11.2基于单片机的数据采集系统21.2.1基本组成21.2.2采集方式31.2.3基本要求31.3国内外研究现状41.3.1数据采集与处理的发展趋势41.3.2国内外数据采集器的应用现状5第二章单片机在数据采集方面的研究62.1单片机概述62.2单片机的结构、功能及其应用72.2.1单片机的结构与功能72.2.2单片机的各个环节的

2、应用8第三章数据采集系统的具体应用123.1设计任务123.2设计方案及工作原理123.2.1设计方案：123.2.2工作原理：123.3系统设计要求以及解决方案123.3.1信号采集分析133.4硬件系统设计153.4.1信号调理电路153.4.2数据采集电路153.5软件系统183.5.1模数转换193.5.2数据采集程序流程图203.6实现的功能21第四章基于Proteus仿真的软硬件设计224.1Proteus简介224.2简单数据采集系统的硬件设计234.2.1复位电路244.1.2AT89C51单片机254.2.3ADC0

3、808模数转换器27第五章总结与展望28结束语29致谢30附录一原理图32附录二程序流程图33附录三:软件系统设计程序34三江学院2011届本科生毕业设计（论文)第一章绪论引言数据采集是分析模拟信号量数据的有效方法。而实时显示数据是自动化检测系统的现实需求。如在测试空空导弹导引头的过程中，导引头的响应信号包括内部二次电源信号和模拟量电压信号。检测过程中要求检测系统实时显示导引头的工作状态，显示二次电源和模拟量响应电压信号，判断导引头性能，同时保证在非常情况下人为对导引头做出应急处理，保护导引头。对于模拟量电压信号，通常采用模数转换、事

4、后数据标定的方法实现。根据现实需求，研制相应检测系统可作为导引头日常维护和修理的重要工具。1.1数据采集技术的分类目前工业上使用的数据采集系统大致可分为四类：（1）基于通用微型计算机的数据采集系统。这种系统的主要功能是将采集来的信号通过外部的采样和A/D转换后的数字信号通过接口电路送入微机进行处理气然后再显示处理结果或经过A/D转换输出。它主要有以下几个特点:①系统较强的软、硬件支持。通用微型计算机系统所有的软、硬件资源都可以用来支持系统进行操作。②具有自主开发能力。③系统的软硬件的应用/配置比较小，系统的成本较高，但二次开发时，软硬

5、件扩展能力较好。④在工业环境中运行的可靠性差，对安放的环境要求较高。程序在ARM中运行，易受外界干扰破坏。（2）基于单片机的数据采集系统。它是由单片机及其一些外围芯片构成的数据采集系统，具有如下特点:①系统不具有自主开发能力。因此，系统的软硬件开发必须借助开发工具。②系统的软硬件设计与配置规模都是以满足数据采集系统功能要求为原则，因此系统的软硬件应用/配置比接近于1，具有最佳的性价比。③系统的可靠性好，使用方便。应用程序在ROM中运行不会因外界的干扰而破坏，而且上电后系统立即进入用户状态。（3）基于DSP数字信号微处理器的数据采集系统

6、。34三江学院2011届本科生毕业设计（论文)DSP数字信号微处理器从理论上而言就是一种单片机的形式，DSP数字信号微处理器与通用微处理器相比，除了它们的机构不同以外，其基本差别是数据采集系统设计处理器有能力响应和处理采样模拟信号得到的数据流，如乘法和累加求和运算。常用的数字信号处理芯片有两种类型，一种是专用DSP芯片，另一种是通用DSP芯片。基于DSP数字信号微处理器的数据采集系统的特点如下:精度高、灵活性好、可靠性高、容易集成、分时复用等，但同时其价格不菲。(4)基于混合型计算机的数据采集系统。这是一种近年来随着8位单片机出现而在

7、计算机应用领域中迅速发展的一种系统结构形式。它是由通用计算机与单片机通过标准总线(例如RS—85标准)相连而成。单片机及其外围电路构成的部分是专为数据采集等功能的要求而配置的，主机则承担数据采集系统的人机对话、大容量的计算、记录、打印、图形显示等任务。混合型计算机数据采集系统有以下特点:①通常具有自主开发能力。②系统配置灵活，易构成各种大中型测控系统。③主机可远离现场而构成各种局域网络系统。③充分利用主机资源，但不会占有主机的全部CUP时间。1.2基于单片机的数据采集系统基于单片机的数据采集系统是以单片机为核心控制器件。单片机具有体积

8、小、功耗小、成本低、可靠性高、灵活方便、价格廉以及控制功能强等特点而得到广泛的应用。利用单片机的硬件、软件资源，实现信号采集的智能化控制和管理。1.2.1基本组成基于单片机的数据采集系统是以单片机为核心，控制器件结合外围