电压数据采集系统课程设计

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1、引言2一设计思路21.1单片机与PC机的串口通信21．2数据采集系统的结构原理21．2．1数据采集系统的分类31．2．2数据采集系统的基本功能31．2．3数据采集系统的结构形式3二数据采集系统设计的基本原则42．1硬件设计的基本原则42．2软件设计的基本原则4三芯片介绍53.1At89s5153.2AD080993.3ADC1674113.4MAX7221133.5MAX232143.62864153.76264153.874LS37316四硬件电路174.1数据采集电路174.2数据存储电路174.3数据显示电路184.4串口电路1

2、84.5电源电路194.6复位电路194.7晶振电路19五，软件设计20六心得体会24参考文献25附录25protel原理图25proteus仿真图25PCB板25实物图25引言在计算机控制系统中,数据采集是必不可少的一个组成部分,一个好的数据采集系统应具有多路数据采集功能、数据处理能力强、数据存贮量大、控制界面美观且易于操作等特点。传统的单片机数据采集控制系统,数据存贮量小,控制界面简单,图表的显示、打印等不易实现。本文以ADC0809的低成本数据采集器设计为实例，分析了Windows环境下串行通信的基础上,详解数据采集系统中PC机

3、与单片机串行通信协议和数据块的发送与接收具体讲解了PC机和单片机串口通信在数据采集系统中的应用。系统采用可视化的编程语言C++实现单片机和PC机之间的通信。一设计思路数据采集是指从传感器和其他待测设备中自动采集模拟或数字信号电量或非电量信号送入控制器中进行分析和数据处理。本设计采用单路模拟信号（温度）的数据采集。设计思路为：通过滑动变阻器采集电压信号，经运算放大器OP07放大后送入模数转换器ADC0809在单片机的控制下进行模数转换，每次转换结束后，单片机在控制电路的作用下将数据读走存入片外存储器。而单片机则需要将收到的数据送入PC机

4、中进行相应处理。单片机与PC间的数据通信方式为串口通信协议RS２３２，通过芯片MAX２３２进行电平匹配。1.1单片机与PC机的串口通信采用RS232串口通信协议。利用MAX232实现TTL到RS电平间的转换。1．2数据采集系统的结构原理数据采集系统一般包括模拟信号的输入输出通道和数字信号的输入输出通道。数据采集系统的输入又称为数据的收集；数据采集系统的输出又称为数据的分配。1．2．1数据采集系统的分类数据采集系统的结构形式多种多样，用途和功能也各不相同，常见的分类方法有以下几种：根据数据采集系统的功能分类：数据收集和数据分配；根据数据

5、采集系统适应环境分类：隔离型和非隔离型，集中式和分布式，高速、中速和低速型；根据数据采集系统的控制功能分类：智能化数据采集系统，非智能化数据采集系统；根据模拟信号的性质分类：电压信号和电流信号，高电平信号和低电平信号，单端输入(SE)和差动输入(DE)，单极性和双极性；根据信号通道的结构方式分类：单通道方式，多通道方式。1．2．2数据采集系统的基本功能数据采集系统的任务，具体地说，就是采集传感器输出的模拟信号并转换成计算机能识别的数字信号，然后送入计算机，根据不同的需要由计算机进行相应的计算和处理，得出所需的数据。与此同时，将计算得到

6、的数根进行显显示和打印，以便文现对某些物理量的监视。由数据采集系统的任务可以知道，数据采集系统具有以下几方面的功能:数据采集、模拟信号处理、数字信号处理、开关信号处理、二次数据计算、屏幕显示、数据存储、打印输出、人机联系。1．2．3数据采集系统的结构形式从硬件力向来看，白前数据采集系统的结构形式主要有两种：一种是微型计算机数据采集系统；另一种是集散型数据采集系统。微型计算机数据采集系统是由传感器、模拟多路开关、程控放大器、采样/保持器、AD转换器、计算机及外设等部分组成。集散型数据采集系统是计算机网络技术的产物，它由十个“数据采集站”

7、和一台上位机及通信线路组成。数据采集站一般是由单片机数据采集装置组成。位于生产设备附近，可独立完成数据采集和颈处理任务，还可将数据以数字信号的形式传送给上位机。二数据采集系统设计的基本原则对于不同的采集对象，系统设计的具体要求是不相同的。但是，由于数据采集系统是由硬件和软件两部分组成的，因此，系统设计的一些基本原则是大体相同的。2．1硬件设计的基本原则(1)经济合理系统硬件设计中，一定要注意在满足件能指标的前提下，尽可能地降低价格，以便得到高的性能价格比，这是硬件设计中优先考虑的一个主要因素，也是一个产品争取市场的主要因素之一。(2)

8、安全可靠选购设备要考虑环境的温度、湿度、压力、振动、粉尘等要求，以保认在规定的下作环境下，系统性能稳定、工作可靠。要有超量程和过载保护，保证输入、输出通道正常工作。要注意对交流市电以及电火花等的隔离。要保证连接件的接触可