多路模拟量采集仪表的毕业设计

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1、多路模拟量采集仪表的毕业设计摘要近年来，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。数据采集系统起始于20世纪50年代，1956年美国首先研究了用在军事上的测试系统，目标是测试中不依靠相关的测试文件，由非成熟人员进行操作，并且测试任务是由测试设备高速自动控制完成的。由于该种数据采集测试系统具有高速性和一定的灵活性，可以满足众多传统方法不能完成的数据采集和测试任务，因而得到了初步的认可。大概在60年代后期，国内外就有成套的数据采集设备和系统多属于专用的系统。本文介绍了一种基于单片

2、机的多路模拟量采集仪表的设计。该设计主要由三个模块组成：A/D转换模块，数据处理模块及显示模块。A/D转换主要由芯片ADC0808来完成，它负责把采集到的模拟量转换为相应的数字量在传送到数据处理模块。数据处理则由芯片AT89C51来完成，其负责把ADC0808传送来的数字量经过一定的数据处理，产生相应的显示码送到显示模块进行显示；此外,它还控制着ADC0808芯片工作。本次设计的显示模块是1602液晶显示器所采集信号显示结果的。关键词:单片机；A/D转换；AT89C51；ADC0808，1602液晶24目录第一章设计总体方案11.1设

3、计要求11.2设计思路11.3设计方案1第二章硬件电路设计22.1A/D转换模块22.1.1逐次逼近型A/D转换器原理22.1.2ADC0808主要特性32.1.3ADC0808的外部引脚特征32.2单片机系统52.2.1AT89C51性能52.2.2AT89C51各引脚功能62.3复位电路和时钟电路82.3.1复位电路设计82.3.2时钟电路设计82.41602液晶显示电路92.4.11602LCD的基本参数及引脚功能92.4.2LCD1602主要技术参数：92.4.3引脚功能说明102.4.41602液晶模块内部的控制指令102.

4、4.5LCD1602操作时序122.4.61602LCD的RAM地址映射122.5多路模拟量采集仪表硬件电路原理图13第三章程序设计153.1程序设计总方案15参考文献21致谢2224第一章设计总体方案1.1设计要求（1）CS-51系列单片机为核心器件，组成一个多路数据采集仪表。（2）采用8路模拟量输入，能够测量0-5V之间的直流电压值。（3）电压显示用1602液晶显示，能够显示一位小数。1.2设计思路（1）根据设计要求，选择AT89C51单片机为核心控制器件。（2）A/D转换采用ADC0808实现，与单片机的接口为P1口和P3的高四

5、位引脚。（3）电压显示采用1602液晶显示器（4）由一个按键控制液晶显示，两个电压值为一组，按一次键，就切换一次。1.3设计方案硬件电路设计主要由6个部分组成;A/D转换电路，AT89C51单片机系统，1602显示系统、时钟电路、复位电路以及测量电压输入电路。硬件电路设计框图如图1所示。24第二章硬件电路设计2.1A/D转换模块现实世界的物理量都是模拟量，能把模拟量转化成数字量的器件称为模/数转换器（A/D转换器），A/D转换器是单片机数据采集系统的关键接口电路，按照各种A/D芯片的转化原理可分为逐次逼近型，双重积分型等等。双积分式A

6、/D转换器具有抗干扰能力强、转换精度高、价格便宜等优点。与双积分相比，逐次逼近式A/D转换的转换速度更快，而且精度更高，比如ADC0809、ADC0808等，它们通常具有8路模拟选通开关及地址译码、锁存电路等，它们可以与单片机系统连接，将数字量送到单片机进行分析和显示。一个n位的逐次逼近型A/D转换器只需要比较n次，转换时间只取决于位数和时钟周期，逐次逼近型A/D转换器转换速度快，因而在实际中广泛使用。2.1.1逐次逼近型A/D转换器原理逐次逼近型A/D转换器是由一个比较器、A/D转换器、存储器及控制电路组成。它利用内部的寄存器从高位

7、到低位一次开始逐位试探比较。转换过程如下：开始时，寄存器各位清零，转换时，先将最高位置1，把数据送入A/D转换器转换，转换结果与输入的模拟量比较，如果转换的模拟量比输入的模拟量小，则1保留，如果转换的模拟量比输入的模拟量大，则1不保留，然后从第二位依次重复上述过程直至最低位，最后寄存器中的内容就是输入模拟量对应的二进制数字量。其原理框图如图2所示：242.1.2ADC0808主要特性ADC0808是CMOS单片型逐次逼近式A/D转换器，带有使能控制端，与微机直接接口，片内带有锁存功能的8路模拟多路开关，可以对8路0-5V输入模拟电压信

8、号分时进行转换，由于ADC0808设计时考虑到若干种模/数变换技术的长处，所以该芯片非常适应于过程控制，微控制器输入通道的接口电路，智能仪器和机床控制等领域。ADC0808主要特性:8路8位A/D转换器，即分辨率8位；具