基于8051和adc0809ccn的數(shù)據(jù)采集設(shè)計98437-wenkub
2023-07-13 00:22:05 本頁面
【正文】 制位數(shù)量化誤差為ADC0809是TI公司生產(chǎn)的8位逐次逼近式模數(shù)轉(zhuǎn)換器，包括一個8位的逼近型的ADC部分，并提供一個8通道的模擬多路開關(guān)和聯(lián)合尋址邏輯，為模擬通道的設(shè)計提供了很大的方便。通常，8位逐次比較式ADC的轉(zhuǎn)換時間為100us左右。多路數(shù)據(jù)采集輸入通道的結(jié)構(gòu)圖14所示。被測信號往往因為幅值較小，而且可能還含有多余的高頻分量等原因，不能直接送給A/D轉(zhuǎn)換器，需對其進行必要的處理，即信號調(diào)理。采集多路模擬信號時，一般用多路模擬開關(guān)巡回檢測的方式，即一種數(shù)據(jù)采集的方式。如圖13所示。若要改變這些指標，需改變接線或更換設(shè)備方能實現(xiàn)。數(shù)據(jù)采集方式有順序控制數(shù)據(jù)采集和程序控制數(shù)據(jù)采集。本系統(tǒng)主要解決的是怎樣進行數(shù)據(jù)采集以及怎樣進行多路的數(shù)據(jù)采集，并將數(shù)據(jù)上傳至計算機。數(shù)據(jù)輸出及顯示就是把數(shù)據(jù)以適當?shù)男问竭M行輸出和顯示。輸入通道要實現(xiàn)對被測對象的檢測，采樣和信號轉(zhuǎn)換等工作。 此外，也可以構(gòu)成強有力的信息處理系統(tǒng),這樣對社會的發(fā)展產(chǎn)生了深遠的影響。同時，還要對某一檢測點任意參數(shù)能夠進行隨機查尋，將其在某一時間段內(nèi)檢測得到的數(shù)據(jù)經(jīng)過轉(zhuǎn)換提取出來，以便進行比較，做出決策，調(diào)整控制方案，提高產(chǎn)品的合格率，產(chǎn)生良好的經(jīng)濟效益。顯示部分由81575457407和LED數(shù)碼顯示器構(gòu)成。目 錄摘 要 2ABSTRACT 3前 言 3第1章 任務(wù)分析與方案確定 3 信號采集分析 3 信號采集 3 A/D轉(zhuǎn)換器的選取 3 控制與顯示方法分析 3 單片機系統(tǒng)分析 3 顯示與鍵盤分析 3 傳輸方式分析 3第2章 系統(tǒng)硬件設(shè)計 3 信號調(diào)理電路 3 數(shù)據(jù)采集電路 3 A/D轉(zhuǎn)換的一般步驟 3 ADC0809內(nèi)部功能與引腳介紹 3 ADC0809與MCS51系列單片機的接口方法 3 控制器、振蕩源和復(fù)位電路 3 鍵盤與顯示電路 3 通信電路 3第3章 軟件設(shè)計 3 A/D轉(zhuǎn)換 3 標度變換 3 數(shù)制轉(zhuǎn)換 3 鍵盤程序 3 LED顯示程序 3 通信程序 3 上位機程序 3 下位機程序 3結(jié)論、討論和建議 3致 謝 3參考文獻 3畢業(yè)設(shè)計小結(jié) 3附錄 3摘 要以ADC0809和8051為核心，該系統(tǒng)有三個部分：數(shù)據(jù)采集，數(shù)據(jù)處理和顯示，終端接收。硬件設(shè)計應(yīng)用電子設(shè)計自動化工具，軟件設(shè)計采用模塊化編程方法。 隨著工、農(nóng)業(yè)的發(fā)展，多路數(shù)據(jù)采集勢必將得到越來越多的應(yīng)用，為適應(yīng)這一趨勢，作這方面的研究就顯得十分重要。數(shù)據(jù)通信是計算機廣泛應(yīng)用的必然產(chǎn)物。數(shù)據(jù)存儲與管理要用存儲器把采集到的數(shù)據(jù)存儲起來，建立相應(yīng)的數(shù)據(jù)庫，并進行管理和調(diào)用。由于RS232在微機通信接口中廣泛采用，技術(shù)已相當成熟。第1章 任務(wù)分析與方案確定根據(jù)系統(tǒng)基本要求，將本系統(tǒng)劃分為如下幾個部分：l 信號調(diào)理電路l 8路模擬信號的產(chǎn)生與A/D轉(zhuǎn)換器l 發(fā)送端的數(shù)據(jù)采集與傳輸控制器l 人機通道的接口電路l 數(shù)據(jù)傳輸接口電路數(shù)據(jù)采集與傳輸系統(tǒng)一般由信號調(diào)理電路，多路開關(guān)，采樣保持電路，A/D，單片機，電平轉(zhuǎn)換接口，接收端（單片機、PC或其它設(shè)備）組成。方案一：順序控制數(shù)據(jù)采集，顧名思義，它是對各路被采集參數(shù)，按時間順序依次輪流采樣。數(shù)據(jù)采集時，控制多路傳輸門開啟和關(guān)閉的信號來自脈沖分配器，在時鐘脈沖的推動下，這些控制信號不斷循環(huán)，使傳輸門以先后順序循環(huán)啟閉。程序控制數(shù)據(jù)采集的采樣通道地址可隨意選擇，控制多路傳輸門開啟的通道地址碼由存儲器中讀出的指令確定。利用多路開關(guān)（MUX）讓多個被測對象共用同一個采集通道，這就是多通道數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的實質(zhì)。如對信號進行放大、衰減、濾波等。圖14 多路數(shù)據(jù)采集輸入通道結(jié)構(gòu)注：緩慢變化信號和直流信號，采樣保持電路可以省略。由于本系統(tǒng)的控制時間允許，可選8位逐次比較式A/D轉(zhuǎn)換器。用它可直接將8個單端模擬信號輸入，分時進行A/D轉(zhuǎn)換，在多點巡回監(jiān)測、過程控制等領(lǐng)域中使用非常廣泛,所以本設(shè)計中選用該芯片作為A/D轉(zhuǎn)換電路的核心。復(fù)位電平是高電平有效，持續(xù)時間要有24個時鐘周期以上。復(fù)位電路的典型參數(shù)為：C取10uF,故時間常數(shù)=RC==82ms以滿足要求。 在MCS51內(nèi)部有一個用于構(gòu)成振蕩器的高增益反相放大器。CMOS工藝的MCU其XTAL1端接外部時鐘信號，XTAL2端可懸空。8051構(gòu)成的最小系統(tǒng)特點：l 受集成度所限，只能用于小型控制單元。 顯示與鍵盤分析 對系統(tǒng)發(fā)出命令和輸出顯示測量結(jié)果，主要是由鍵盤和LED數(shù)碼顯示器組成。方案一：硬件譯碼硬件譯碼就是顯示的段碼完全由硬件完成，CPU只要送出標準的BCD碼即可，硬件接線有一定標準。編程容易，管理簡單，顯示亮度高，顯示數(shù)據(jù)穩(wěn)定，占用很少的CPU時間。當顯示裝置中有多個多段LED時，通常采用動態(tài)掃描驅(qū)動電路，節(jié)省開銷。另外，8279與單片機的接口簡單，顯示穩(wěn)定，工作可靠。這種方式的優(yōu)點是速度快，顯示數(shù)據(jù)簡單。但為設(shè)計的簡單化帶來方便，所以采用該芯片作為顯示接口芯片，A口為位選線，B口為段選線。方案一：同步方式要求發(fā)送與接受保持嚴格同步，由于串行傳輸逐位按順序進行，為了約定數(shù)據(jù)是由哪一位開始傳輸，需設(shè)定同步字符。異步通信依靠起始位、停止位保持通信同步。12V電壓，并且功耗較大，不適合用于低功耗的系統(tǒng)。12V的單電源系統(tǒng)。第2章 系統(tǒng)硬件設(shè)計 信號調(diào)理電路信號調(diào)理的任務(wù) 將被測對象的輸出信號變換成計算機要求的輸入信號。 數(shù)據(jù)采集電路把連續(xù)變化量變成離散量的過程稱為量化，也可理解為信號的采樣。模擬信號經(jīng)采樣保持電路后，得到了連續(xù)模擬信號的樣值脈沖，他們是連續(xù)模擬信號在給定時刻上的瞬時值，并不是數(shù)字信號。ADC0809八位逐次逼近式A／D轉(zhuǎn)換器是一種單片CMOS器件，包括8位模擬轉(zhuǎn)換器、8通道轉(zhuǎn)換開關(guān)和與微處理器兼
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