基于单片机的多路数据采集系统设计

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1、引言随着时代的进步，微型的系统越来越多走进寻常百姓家，采集系统也越来越常见。对于多路数据采集系统的设计，我们可以通过键盘对采集通道的选择，用逐次逼近法A/D转换器将模拟信号转换成数字形式，用单片机对这些数据进行处理，送数码管显示所采集到的电压值及所用通道。1设计任务及要求1）单片机控制器检测多路电压2）检测A/D转换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2方案论证和选择主要有3种选择方案：1）并行A/D转换器。这是采用编码技术实现的高速A/D转换器。其价格昂贵，主要用于要求高速度

2、的场合。2）逐次逼近法A/D转换器。这是一种在速度、精度和价格上都处于适中位置的的最常用的A/D转换器，通常是以二进制码输出，数据的输出符合微处理器数据总线的要求，与微处理器接口的兼容性好。3）双积分A/D转换器。它具有精度高、抗干扰性能好、价格低廉等优点，但转换速度较慢。近年来，这种转换器在微机领域中亦得到广泛的应用。通过上面方案的比较，我们进行这次课设运用逐次比较法A/D转换器符合设计要求，并且经济、实用。3设计原理和参考电路3.1抢答器硬件方框图和软件流程图1）硬件方框图如下图3.11所示：数码管显示电路

3、通道选择键盘3X3信号源A/D转换器数据转换模块单片机微型系统图3.11其工作原理为：系统通电后，微型系统对键盘进行扫描，如果有按键按下，微型系统将对键值进行分析，依据所选的通道对转换器的模拟通道进行选择，转换器根据所选通道对信号源的模拟信号转换成数字形式送回微型系统进行数据转换，转换完成后送到数码管进行显示，然后又对键盘进行扫描从0通道开始轮流对数据进行采集并显示，如果一直没有按键按下，采集完通道7的时候，再回到0通道进行轮流循环显示。2）软件流程图如下图3.12所示：图3.123.2电路设计和器件选择基于单

4、片机的多路数据采集系统由硬件结构和软件设计两部分组成。（一）硬件系统组成1、单片机最小系统单片机最小系统如图3.21所示它由ISP下载口、复位电路、振荡电路组成。通过ISP下载口下载软件进行各种功能。图3.211、A/D转换电路A/D转换电路如3.22所示。它由ADC0809实现数据转换，将模拟信号转换成数字信号送8051处理。图3.222、通道选择电路通道选择电路如图3.23所示。它是由3X3键盘进行通道选择的。图3.234、显示电路显示电路如图3.24所示。4位数码管显示被测电压与所用通道图3.24（二）系

5、统软件功能模块1、主程序模块初始化及对键盘扫描来判断是否轮流选择通道还是指定选择通道。2、通道设定模块对键盘进行扫描及键值分析，保存用以显示及通道选择。3、数据转换模块将从转换器得到的数据进行转换，以便数码管进行显示。4、数据及通道显示模块将数据及通道用动态显示的方法轮流显示在4位数码管上4多路数据采集系统的组装和调试1）硬件电路的制作通过DXP2004对原理图及PCB进行制作，然后制作电路板。2）组装与调试同步进行我首先组装单片机的最小系统，焊接完成后，通过ISP下载口下载一个简单的程序，看看是否能正常下载。

6、刚组装完成，我对其进行烧录，USB下载器检测不到芯片，我就检查原理图，PCB图看看有没有接错的，检查结果是没有，最后无意中记起80C51不能用USB下载器的，所以我把芯片换成89S51，装上烧录正常。然后我组装的是显示模块，我把显示模块接到单片机上面，数码管没显示，我就用万用表测电路的连通性，发现没问题，再测数码管输入接口的电压，发现电压正常，锁定了是显示模块的问题，而且是位选出问题了，这样只有三极管是否接错了，通过在网上查寻，知道的所用的型号是NPN，我把管脚接错了，于是把三极管拆下来，按正确的接法安装，最后

7、调试，数码管正常工作。接着我对键盘进行焊接，通过扫描调试，电路正常工作最后我把数据采集电路焊接好，电路算是基本上好了，于是我把预先由原理图编写的源码下载到单片机中进行调试，发现数码管没有显示模拟的电压值，于是我判断可能是0809出问题了，于是我从分频器开始检查，看看是不是分频不对导致ADC0809没有工作。最后发现是有一条线由于与PCB方格的线重合在一起，而没有进行布线，于是我用一条导线当做跳线将忽略的衔接起来，调试，问题解决了。5方案的优缺点及改进该方案具有自动轮流选择通道和指定选择通道的功能。由于编写软件的

8、时候没有考虑得很仔细，没有充分利用单片机的功能，导致硬件和软件都很复杂。如果能利用单片机的中断对电路进行控制，那么这样可以减少按键的个数和软件的长度。6心得体会历经两周的课设眼看就要结束了，通过这次课设让我对单片机进一步熟悉，以及对小型系统的设计有了初步的了解。在从原理图设计开始，让我感受到做一件事情，要先想好全局，要做什么，该怎么做，怎么实现，是否行得通。不然当你做好一部分的时候，发