【正文】 國(guó)家，數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)已成功的運(yùn)用到軍事、航空電子設(shè)備及宇航技術(shù)、工業(yè)等領(lǐng)域。該階段的數(shù)據(jù)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(jì)算機(jī)組成。 20世紀(jì) 70 年代后期，隨著微型機(jī)的發(fā)展，誕生了采集器、儀表同計(jì)算機(jī)溶為一體的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。 實(shí)現(xiàn)步驟 ......................................................... 3 2 開發(fā)環(huán)境及開發(fā)工具 ................................................. 5 Protel99se 介紹 ................................................... 5 KeilUvision3 介紹 ................................................. 6 Microsoft Visual Studio 2020 介紹 ................................. 7 3 數(shù)據(jù)采集 ........................................................... 8 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng) ..................................................... 8 方案論證 ......................................................... 8 單片機(jī)的選擇 ................................................... 8 A/D 模數(shù)轉(zhuǎn)換的選擇 .............................................. 9 串行口的選擇 ................................................... 9 LED 顯示部分 ................................................... 10 按鍵 .......................................................... 10 通 信方式 ...................................................... 10 4 硬件部分 .......................................................... 12 芯片選擇及功能介紹 .............................................. 12 單片機(jī)的概述 .................................................. 12 簡(jiǎn)介 STC89C52 .................................................. 13 74HC138 簡(jiǎn)介 ................................................... 18 74HC245 簡(jiǎn)介 ................................................... 19 PL2303 簡(jiǎn)介 .................................................... 21 24C01 簡(jiǎn)介 ..................................................... 23 中北大學(xué)信息商務(wù)學(xué)院 2020 屆畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書 第 II 頁(yè) 共 II 頁(yè) LED 數(shù)碼顯示器的應(yīng)用原理 ....................................... 24 模數(shù)轉(zhuǎn)換器 PCF8591 ............................................. 25 原理圖設(shè)計(jì) ...................................................... 28 PCB 圖設(shè)計(jì) ....................................................... 29 5 軟件部分 .......................................................... 30 單片機(jī)主程序設(shè)計(jì) ................................................ 30 PC 機(jī)顯示界面程序設(shè)計(jì) ............................................ 33 調(diào)試結(jié)果 ........................................................ 34 6 總結(jié) .............................................................. 35 附錄 A:電路原 理圖 .................................................... 36 附錄 B:電路布線圖 .................................................... 37 附錄 C:電路 PCB 圖 .................................................... 38 附錄 D：?jiǎn)纹瑱C(jī)電力數(shù)據(jù)采集代碼 ....................................... 39 附錄 E： PC機(jī)接收顯示界面代碼 ........................................ 47 參 考 文 獻(xiàn) ......................................................... 49 致 謝 ............................................................... 51 中北大學(xué)信息商務(wù)學(xué)院 2020 屆畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書 第 1 頁(yè) 共 51 頁(yè) 1 緒論 研究背景及其目的意義 近年來(lái)， 電力 數(shù)據(jù)采集及其應(yīng)用受到了人們?cè)絹?lái)越廣泛的關(guān)注， 電力 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)也有了迅速的發(fā)展，它可以廣泛的應(yīng)用于各種領(lǐng)域。軟件部分應(yīng)用 Keil Uvision3 編寫控制軟件，對(duì)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、模數(shù)轉(zhuǎn)換系統(tǒng)、數(shù)據(jù)顯示、數(shù)據(jù)通信等程序進(jìn)行了設(shè)計(jì)。本文介紹的重點(diǎn)是 電力 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，而該系統(tǒng)硬件部分的重心在于單片機(jī)。數(shù)據(jù)采集與通信控制采用了單片機(jī) STC89C52 來(lái)實(shí)現(xiàn)，硬件部分是以單片機(jī)為核心，還包括 A/D 模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊，顯示模塊， USB 接口和串行接口部分。 關(guān)鍵詞 ： 單片機(jī) ,數(shù)據(jù)采集 ,STC89C52,PCF8591 中北大學(xué)信息商務(wù)學(xué)院 2020 屆畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書 Based Microcontroller Of Data Acquisition System Design Power Abstract This article describes the hardware design and software design of the data on which based on signalchip microputer .The data collection system is the link between the digital domain and analog domain. It has an very important function. The introductive point of this text is a data to collect the system. The hardware of the system focuses on signalchip microputer .Data collection and munication control use modular design. The data collected to control with correspondence to adopt a machine STC89C52 to carry out. The part of hardware’s core is SCM, is also includes A/D conversion module, display module, and the serial interface. Slave machine is responsible for data acquisition and answering the host roads were measured the electric voltage to pass the in general use moldfew conversion of PCF8591,the realization carries on the conversion that imitates to measure the numeral to measure towards the data that collect .Then send the data to the host machine through PL2303 or host machine is responsible for data and display, LED digital display is responsible display the data. The software is partly programmed with Keil uvision3 The software can realize the function of monitoring and controlling the whole system. It designs much program like dataacquisition treatment,datadisplay and datamunication etc. Key Words: SCM, Data acquisition, STC89C52,PCF8591 中北大學(xué)信息商務(wù)學(xué)院 2020 屆畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書 第 I 頁(yè) 共 Ⅱ 頁(yè) 目 錄 1 緒論 .............................................. 錯(cuò)誤 !未定義書簽。 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)起始于 20 世紀(jì) 50年代， 1956 年美國(guó)首先研究了用在軍事上的測(cè)試系統(tǒng)，目標(biāo)是測(cè)試中不依靠相關(guān)的測(cè)試文件，由非成熟人員進(jìn)行操作，并且測(cè)試任務(wù)是由測(cè)試設(shè)備高速自動(dòng)控制完成的。由于這種數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的性能優(yōu)良，超過了傳統(tǒng)的自動(dòng)檢測(cè)儀表和專用數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，因而獲得了驚人的發(fā)展 [2]。這類系統(tǒng)主要應(yīng)用于實(shí)驗(yàn)室，在工業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)也有一定的應(yīng)用 [3]。由于集成電路制造技術(shù)的不斷提高，出現(xiàn)了高性能、高可靠的單片機(jī)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)（ DAS） 。相較于數(shù)據(jù)采集板卡成本和功能的限制，單片機(jī)具多功能、高 效率、高性能、低電壓、低功耗、低價(jià)格等優(yōu)點(diǎn)，而單片機(jī)又具有精度較高、轉(zhuǎn)換速度快、能夠?qū)Χ帱c(diǎn)同時(shí)進(jìn)行采集，因此能夠開發(fā)出能滿足實(shí)際應(yīng)用要求的、電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的、可靠性高的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng) [5]。各種領(lǐng)域都用到了數(shù)據(jù)采集，在石油勘探、科學(xué)實(shí)驗(yàn)、飛機(jī)飛行、地震數(shù)據(jù)采集領(lǐng)域已經(jīng)得到應(yīng)用 [6]。該數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)具備 24 位 A/D 轉(zhuǎn)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(dá) 500K/S,同步時(shí)間為+/250ns，可以利用方式組成高達(dá) 1000 通道的大容量的分布式采集系統(tǒng) [8]。電力數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的主要功能是實(shí)現(xiàn)對(duì)管轄范圍內(nèi)的電廠的電能量、供電局、供電所售電能 量和一次網(wǎng)損電能量的自動(dòng)采集和結(jié)算。 國(guó)內(nèi)外對(duì)電力數(shù)據(jù)采集器的研究有很多，很多公司和科研單位也有的做出了相應(yīng)的通用型產(chǎn)品：比如浙江絲綢工學(xué)院電工教研室劉建寧研制的數(shù)字功率表可以實(shí)現(xiàn)對(duì)電網(wǎng)中的電網(wǎng)中的電能或電機(jī)功率的測(cè)量。 系統(tǒng)由模擬量與開關(guān)量采集模塊、通訊模塊以及上位機(jī)人機(jī)交互模塊組成 ， 根據(jù) 具體的控制要求 完成控制電路和驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì)及 控制系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) 。 實(shí)現(xiàn)步驟 中北大學(xué)信息商務(wù)學(xué)院 2020 屆畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書 第 4 頁(yè) 共 51 頁(yè) 用 Protel 99SE作圖軟件畫出電路的 PCB圖和 SCH圖。 Protel99se 介紹 Protel99SE 是 Proke Technology 公司基于 Windows 環(huán)境下開發(fā)的電路板設(shè)計(jì)軟件 。 按照系統(tǒng)功能來(lái)劃分， Protel 99SE 主要包含以下倆大部分和 6個(gè)功能模塊。本系統(tǒng)的主要功能是：繪制、修改和編輯電路板；更新和修改零件封裝；管理電路板組件。本系統(tǒng)的主要功能是；對(duì)邏輯電路進(jìn)行分析、綜合；觀察信號(hào)的波形。除增加了源代碼