【正文】 模擬量進行一次模數(shù)轉換，則要用到一個 ADC0809，又因為它們之間的時鐘頻率不一樣又需要用到一個 74LS74對其進行一個二分頻的工作，這個只需要將 74LS74的第 3根引腳與單片機 AT89C52的第 30根引腳相連，將74LS74 的第 9根引腳與 ADC0809的時鐘信號引腳相連。把發(fā)光二極管的陽極連在一起構成公共陽極，使用時公共陽極接 +5V，每個發(fā)光二極管的陰極通過電阻與輸入端相連 。 單片機具有四種總線形式： P0和 P2組成的 16位地址地址總線； P0分時復用為 8位數(shù)據總線； ALE、 PSEN、 RST、 EA和 P3口的 INT0、 INT T0、 T WR、RD以及 P1口的 T T2EX組成控制總線；而 P3口的 RXD、 TXD組成串行通信總線。還有兩個時鐘引腳XTAL XTAL2。掉電保護方式下， RAM內容被保存，振蕩器被凍結，單片機一切工作停止，直到下一個中斷或硬件復位為止。在單芯片上，擁有靈巧的 8 位 CPU 和在系統(tǒng)可編程 Flash，使 AT89S52為眾多嵌入式控制應用系統(tǒng)提供高靈活、超有效的解決方案。 它與單板機或個人電腦有著本質的區(qū)別，單片機屬于芯片級應用，需要用戶了解單片機芯片的結構和指令系統(tǒng)以及其它集成電路應用技術和系統(tǒng)設計所需要的理論 和技術，用這樣特定的芯片設計應用程序，從而使芯片具備特定的智能。 8位單片機在中、小規(guī)模應用場合仍占主流地位，代表了單片機的發(fā)展方向，在單片機應用領域發(fā)揮越來越大的作用。這些電路能在軟件的控制下準確快速的完成程序設計者事先規(guī)定的任務。單片機 P0 口的八位數(shù)據線與用于 位選的 74HC573 的 D0~D7 相連，用于在哪個數(shù)碼管上顯示。 它由AT89S5 MAX23 LED 數(shù)碼 顯示器組成。如圖 所示。當某按鍵按下時，與其相連的 I/O 線將得到低電平輸入。每只按鍵接單片機的一條 I/O 線，通過對線的查詢，即可識別各按鍵的狀態(tài)。根據案件的識別方法分類，有編碼鍵盤和非編碼鍵盤兩種。對 LED 數(shù)碼顯示器的控制可以采用按時間向它提供具有一定驅動能力的位選和段選信號。常用的芯片是 MAX232， MAX232 的優(yōu)點是： （ 1）一片芯片可以完成發(fā)送轉換和接收轉換的雙重功能。 鑒于上面三種方案，在價格、轉 換速度等多種標準考量下，在本設計選用的是逐漸逼近式 A/D 轉換器 —— ADC0809. 單片機的選擇 單片機是一種面向大規(guī)模的集成電路芯片，是微型 計算機中的一個重要的分支。 A/D 轉換器型號很多，而其轉換時間和轉換誤 差也各不相同。而數(shù)據的顯示則采用的是 LED 數(shù)碼管，該器件比較簡單，在生活中接觸也較多。 在該系統(tǒng)中需要將模擬量轉換為數(shù)據量，而 A/D 是將模擬量轉換為數(shù)字量的器件，他需要考慮的指標有：分辨率、轉換時間、轉換誤差等等。數(shù)據采集技術廣泛引用在各個領域。 本系統(tǒng)采用下位機負責模擬數(shù)據的采集 ,從單片機負責采集八路數(shù)據，并應答主機發(fā)送的命令， 上位機即主機是負責處理接受過來的數(shù)字量的處理及顯示 ，主機和從機之間用 RS232進行通信。 數(shù)據采集 也 是從一個或多個信號獲取對象信息的過程。如愛爾蘭 ACRA 公司 2021 年研發(fā)推出的新一代 KAM500 機載數(shù)據采集系統(tǒng)到了 2021 年。 該數(shù)據采集對拾震計輸出的電信號模擬放大后送至 A/D 數(shù)字化， A/D 采用同時采樣，采樣數(shù)據經 DSP 數(shù)字濾波處理后，變成數(shù)字地震信號。它起始于 20 世紀中期，在過去的幾十年里，隨著信息領域各種技術的發(fā)展，在數(shù)據采集方 面的技術也取得了長足的進步，采集數(shù)據的信息化是目前社會的發(fā)展主流方向。 [11] 2 盡管現(xiàn)在以微機為核心的可編程數(shù)據采集與處理采集技術的發(fā)展方向得到了迅速的發(fā)展，而且組成一個數(shù)據采集系統(tǒng)只需要一塊數(shù)據采集卡，把它插在微機的擴展槽內并輔以應用軟件，就能實現(xiàn)數(shù)據采集功能，但這并不會對基于單片機為核心的數(shù)據采集系統(tǒng)產生影 響。 [11] 20 世紀 90 年代至今， 在國際上技術先進的國家， 數(shù)據采集系統(tǒng)已成功的運用到軍事、航空電子設備及宇航技術、工業(yè)等領域。該 階段的數(shù)據采集系統(tǒng)主要有兩類，一類以儀表儀器和采集器、通用接口總線和計算機組成。 [11] 20 世紀 70 年代后期，隨著微型機的發(fā)展，誕生了采集器、儀表同計算機溶為一體的數(shù)據采集系統(tǒng)。 參考文獻 .................................................................................................................. 33 附錄 1 ........................................................................................................................ 34 附錄 2 ........................................................................................................................ 36 1 第一章 緒論 研究背景及其目的意義 近年來，數(shù)據采集及其應用受到了人們越來越廣泛的關注，數(shù)據采集系統(tǒng)也有了迅速的發(fā)展，它可以廣泛的應用于各種領域。 該系統(tǒng) 從機負責數(shù)據采集并應答主機的命令。 I 基于單片機的多路數(shù)據采集 系統(tǒng)設計 The Design Of Multichannel Data Acquisition System Based On SCM 摘 要 本文介紹了基于單片機的數(shù)據采集的硬件設計和軟件設計，數(shù)據采集系統(tǒng)是模擬域與數(shù)字域之間必不可少的紐帶，它的存在具有著非常重要的作用。 8 路被測電壓通過模數(shù)轉換器 ADC0809進行模數(shù)轉換，實現(xiàn)對采集到的數(shù)據進行模擬量到數(shù)字量的轉換，并將轉換后的數(shù)據通過串行口 MAX232 傳輸?shù)缴衔粰C，由上位機負責數(shù)據的接受、處理和顯示，并用LED 數(shù)碼顯示器來顯示所采集的結果。 數(shù)據采集系統(tǒng)起始于 20 世紀 50 年代， 1956 年美國首先研究了用在軍事上的測試系統(tǒng)，目標是測試中不依靠相關的測試文件，由非成熟人員進行操作，并且測試任務是由測試設備高速自動控制完成的。由于這種數(shù)據采集系統(tǒng)的性能優(yōu)良，超過了傳統(tǒng)的自動檢測儀表和專用數(shù)據采集系統(tǒng)，因而獲得了驚人的發(fā)展。這類系統(tǒng)主要應用于實驗室，在工業(yè)生產現(xiàn)場也有一定的應用。由于集成電路制造技 術的不斷提高，出現(xiàn)了高性能、高可靠的單片機數(shù)據采集系統(tǒng) （ DAS） 。相較于數(shù)據采集板卡成本和功能的限制，單片機具多功能、高效率、高性能、低電壓、低功耗、低價格等優(yōu)點，而雙單片機又具有精度較高、轉換速度快、能夠對多點同時進行采集，因此能夠開發(fā)出能滿足實際應用要求的、電路結構簡單的、可靠性高的數(shù)據采集系統(tǒng)。各種領域都用到了數(shù)據采集，在石油勘探、科學實驗、飛機飛行、地震數(shù)據采集領域已經得到應用。 該數(shù)據采集系統(tǒng)具備 24位 A/D 轉 化位數(shù)，采樣率有 50HZ、100HZ、 200HZ。本系統(tǒng)采用 16 位（ A/D）模擬數(shù)字變換，總采樣率達 500K/S,同步 3 時間為 +/250ns，可以利用方式組成高達 1000 通道的大容量的分布式采集系統(tǒng)。隨著微型計算機技術的飛速發(fā)展和普及 ,數(shù)據采集監(jiān)測已成為日益重要的檢測技術 ,廣泛應用于工農業(yè)等需要同時 監(jiān)控溫度、濕度和壓力等場合。 這樣用戶可以在上位機上編寫各種程序對文件中的數(shù)據進行有效查詢和分析 ,有利于工業(yè)過程的長期正常運行和檢查。 70 年代初，隨著計算機技術及大規(guī)模集成電路的發(fā)展，特別是微處理器及高速 A/D 轉換器的出現(xiàn)，數(shù)據采集系統(tǒng)結構發(fā)生了重大變革。而單片機是該系統(tǒng)的基本的微處理系統(tǒng)，它完成數(shù)據讀取、處理及邏輯控制，數(shù)據傳輸?shù)纫幌盗械娜蝿铡? 數(shù)據采集系統(tǒng)一般由信號調理電路，多路切換電路，采樣保持電路， A/D,單片機等組成。 (1)逐漸逼近式 A/D 轉換器：它是一種速度 快、精度較高、成本較低的直接式轉換器， 其轉換時間在幾微秒到幾百微秒之間。此系統(tǒng)是由 CPU、隨即存取數(shù)據存儲器、只讀程序存儲器、輸入輸出電路（ I/O 口），還有可能包括定時 /計數(shù)器、串行通信口、顯示驅動電路（ LCD 和 LED驅動電路）、脈寬調制電路、模擬多路轉換器及 A/D 轉換器等電路集成到一個單塊芯片上，構成了一個最小但完善的計算機任務。 （ 2）單一電源 +5V供電 6 （ 3）它的電路設計與連接比較簡單而且功能齊全。 LED 數(shù)碼顯示有動態(tài)掃描顯示法和靜態(tài)顯示。通過硬件識別的鍵盤稱編碼鍵盤；通過軟件識別的鍵盤成為非編碼鍵盤。如圖 所示。 圖 獨立按鍵接口圖 在單片機中需要的按鍵較多時，通常把鍵排成矩陣形式，這樣可以節(jié)省硬件資源。單片機系統(tǒng)中的 非編碼式鍵盤程序主要由判別是否有鍵按下子程序、鍵的識別子程序、找到閉合鍵后，讀入相應的鍵值，再轉到相應的鍵處理程序幾個部分組成。 主機部分 原理圖 設計 由于主機要對從機有一個命令，所以用到按鍵，將按鍵接到單片機 AT89C52的 的端口上，按鍵的一端接地，當 這條 I/O 線 是一個低電平 時，則表示按鍵按下。 主機跟從機的連接，又涉及到一個串行口雙機通信的問題，根據單片機雙機通信距離、抗干擾性等要求，選擇 RS232C 串行接口方法，選擇串行口 MAX232 來連接主機和從機，將 MAX232 的 1 12 腳分別與單片機 AT89C52 的 ， 腳相連 ，再將 MAX232 上的 1 14 腳分別與 db9 的 6 腳相連?？偟亩?單片機的特點可以歸納為以下幾個方面：集成度高、存儲容量大、外部擴展能力強、控制功能強、低電壓、低功耗、性能價格比高、可靠性高這幾個方面。 隨著移動通訊、網絡技術、多媒體技術等高科技產品進入家庭， 32 位單片機應用得到了長足發(fā)展。 [8] （ 2） 簡介 AT89C52 AT89C52是一種低功耗、高性能 CMOS8位微控制器，具有 8K 在系統(tǒng)可編程Flash 存儲器。 [8] AT89S52具有以下 標準功能： 8k字節(jié) Flash， 256字節(jié) RAM， 32 位 I/O 口線，看門狗定時器， 2 個數(shù)據指針，三個 16 位定時器 /計數(shù)器，一個 6向量 2級中斷結構，全雙工串行口，片內晶振及時鐘電路。 [8]其引腳圖，如圖 11 圖 AT89C52的引腳圖 它 一共有 40個引腳，引腳又分為四類。還有由 P0口、 P1口、 P2口、 P3口的所有引腳構成的單片機的輸入/輸出（ I\O）引腳。 89C52單片機的主要功能 ? ? 與 MCS51單片機產品兼容 ? 8K字節(jié)在系統(tǒng)可編程 Flash存儲器 ? ? 1000次擦寫周期 ? ? 全靜態(tài)操作： 0Hz～ 33Hz ? ? 三級加密程序存儲器 ? ? 32個可編程 I/O口線 ? ? 三個 16位定時器 /計數(shù)器 12 ? ? 八個中斷源 ? ? 全雙工 UART串行通道 ? ? 低功耗空閑和掉電模式 ? ? 掉電后中斷可喚醒 ? ? 看門狗定時器 ? ? 雙數(shù)據指針 ? ? 掉電標識符 LED數(shù)碼顯示 器 的應用原理 簡單的講， LED數(shù)碼顯示器就是由發(fā)光二極管組成的， 其內部結構如圖 所示， LED數(shù)碼顯示器有兩種連接方式： （ 1）共陰極接法：把發(fā)光二極管的陰極連在一起構成公共陰極，使用時公共陰極接地。 如圖 圖 LED內部結構 圖 共陰極接法 圖 共陽極接法 為了顯示字符，要為 LED顯示器提供顯示段碼（或稱字形代碼），組成一個“ 8”字的七段，再加上 1個小數(shù)點位，共計八段。單片機 AT89C52的 P0口與 ADC0809的 D0~D7相連，而 ADC0809的 ADDA、 ADDB、 ADDC分別與 P0口的低三位相連。在串行通訊時，要求通訊雙方都采用一個標準接口，使不同的設備可以方便地連接起來進行通訊。 （ 1）接口的信號內容 實際上 RS232C的 25條引線中有許多是很少使用的，在計算機與終端通訊中一般只使用 39條引線。噪聲容量為 2V。所以采用 DB9的 9芯插頭座，傳輸線采用屏蔽雙絞線。由 6 腳和 4只電容構成。 其中 13腳（ R1IN）、 12腳（ R1OUT）、 11腳（ T1IN）、 14腳（ T1OUT）為第一數(shù)據通道。 15 腳 GND、 16腳 VCC（ +5v）。 而該系統(tǒng)選用的是 ADC0809，下面就具體的介紹一下 ADC0809的工作原理。轉換時間為 100us。當 CBA=000 時， IN0 輸入，當 20 CBA=111 時， IN7 輸入。三態(tài)輸出， D7 是最高位， D0 是最低位。上升沿后高電平有效。 START 的下降驗啟動 8 位 A/D 轉換器進行轉換。 OE 為讀出數(shù)據允許信號。地址譯碼引腳 A、 B、 C 分別與地址總線低三位 A0、 A A2 相連，以選通 IN0~IN7 中的一個通道。而低電平的寫信號 WR 則表示轉換結束狀態(tài)信號?！按_定”后工程就算建立好