数据采集显示系统设计报告.docx

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1、数据采集显示系统设计摘要以AT89C51单片机和模数转换器件ADC0809为核心，该系统有三部分：数据采集、数据处理、终端接收显示。具体包括控制、显示、A/D转换、数码显示模块等。设计中用ADC0809进行8位数据的采集，利用AT89C51单片机进行数据接收并保存对应的内存单元，进而把数据以数码管的形式显示出来。硬件设计采用电子设计自动化工具Protel99SE以及用Proteus进行硬件仿真等。软件设计则采用模块化编程方式。关键字：AT89C51AD转换数据采集一、设计的要求1.1计算机的发展与数据采集近代以来随着计算机的发展

2、数据计算技术有了很大的提高，使得高速数据处理成为可能，计算机和各种设备紧密结合构成了灵活多样的控制系统，也构成强有力的信息处理系统，这样对社会的发展产生了深远的影响。作为控制系统的最前端,数据采集系统在多个领域有着广泛的应用。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

3、济效益。1.2数据采集系统数据采集系统，从严格的意义上来说，是用计算机控制的多路数据自动检测或巡回检测，并且能够对数据实行存储、处理、分析计算以及从检测的数据中提取可用的信息，供显示、记录、打印或描绘的系统。数据采集系统一般由数据输入通道,数据存储与管理，数据处理，数据输出及显示这五个部分组成。输入通道要实现对被测对象的检测，采样和信号转换等工作。数据存储与管理要用存储器把采集到的数据存储起来，建立相应的数据库，并进行管理和调用。数据处理就是从采集到的原始数据中，删除有关干扰噪声，无关信息和必要的信息，提取出反映被测对象特征的重

4、要信息。另外，就是对数据进行统计分析，以便于检索；或者把数据恢复成原来物理量的形式，以可输出的形态在输出设备上输出，例如打印、显示、绘图等。数据输出及显示就是把数据以适当的形式进行输出和显示。1.3数据采集系统研究前景工、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，做这方面的研究就显得十分重要。在科学研究中，运用数据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。在本设计中对多路数据采集系统作了基础的研

5、究，系统主要解决的问题是如何进行数据采集以及如何进行多路的数据采集，并将所得数据保存到指定的存储单元。设计对后续的数据到计算机的上传等问题亦有所涉及。二、任务分析与方案确定2.1系统的模块法划分根据系统的基本要求，将本系统划分为以下几个模块：l信号采集、调理模块lA/D转换模块l单片机89C51最小系统模块l人机通信模块l数据传输显示模块2.2系统方框图键盘输入AT89C51信息采集/调理ADC0809数码显示图2-12.3信息采集调理模块工业信号幅值范围很宽，由于转换器的输入电压幅值被限制为0~5V，故在此处必要时需对工业现场

6、信号进行预处理，以便使工业信号满足处理器的幅值要求。在多路数据采集信息中数据采集方式有顺序控制数据采集和程序控制数据采集。2.3.1顺序控制数据采集顺序控制数据采集，顾名思义，它是对各路被采集参数,按时间顺序依次轮流采样。原理如图2-2所示，系统的性能完全由硬件设备决定。在每次的采集过程中,所采集参数的数目、采样点数、采样速率、采样精度都固定不变。若要改变这些指标，需改变接线或更换设备方能实现。数据采集时，控制多路转换开关的信号来自脉冲分配器，在时钟脉冲的推动下，这些控制信号不断循环，使多路转换开关以先后顺序循环启闭。采样/保持

7、放大器多路转换开关A/D转换计数器时钟译码器采样/保持放大器图2-22.3.2程序控制数据采集程序控制的数据采集是由硬件与软件两部分组成。可以根据不同的需求，通过按键选择的方式进行控制通道的选择。如图2-3所示。程序控制数据采集的采样通道地址可随意选择,控制ADC0809的8路模拟选通开关开启的通道地址码由存储器中读出的指令确定。即改变存储器中的指令内容便可改变通道地址。由于顺序控制数据采集的方式缺乏通用性和灵活性，即本次设计将采用程序控制数据采集的方式。当采集高速信号时，A/D转换器前端还需加采样/保持(S/H)电路。待测量一

8、般不能直接被转换成数字量，通常要进行放大、特性补偿、滤波等环节的预处理。被测信号往往因为幅值较小，而且可能还含有多余的高频分量等原因，不能直接送给A/D转换器，需对其进行必要的处理,即信号调理。如对信号进行放大、衰减、滤波等。在本次设计中为了尽量减小采集数据的误