【正文】 n circuit design highlights the D / A channel selection, D / A converter selection and D / A converter DAC0832 introduction, connecting the output circuit and the DAC0832. It also describes the hardware design, the choice of microcontroller, microcontroller AT89S51 the clock circuit and reset circuit. The software design includes the choice of piler, various parts of the flow chart and program design. This design also analyzed the system performance and errors. The design is basically realized the design of multichannel data acquisition, but because of tight time and limited knowledge of their own reasons, not the entire system is designed for debugging and simulation, and thus have not been able to make inkind out。 DAC0832 湖南科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） i 目 錄 第一章 引言 ........................................................................................................................ 1 多路數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)簡介 .............................................................................................. 1 本設(shè)計(jì)的主要任務(wù) ...................................................................................................... 1 第二章 系 統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) ..................................................................................................... 3 硬件設(shè)計(jì)思想 ............................................................................................................ 3 硬件電路設(shè)計(jì) .............................................................................................................. 4 多路轉(zhuǎn)換開關(guān) .................................................................................................... 4 前置放大電路 .................................................................................................... 6 采樣 /保持電路 ................................................................................................... 8 模 /數(shù)轉(zhuǎn)換電路 ................................................................................................. 12 數(shù) /模轉(zhuǎn)換電路 ................................................................................................. 17 硬件和單片機(jī)的連接電路 .............................................................................. 22 第三章 系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì) .............................................................................................. 26 KEILC51 編譯器簡介 ............................................................................................... 26 uVision2 集成開發(fā)環(huán)境 .................................................................................... 26 編輯器和調(diào)試器 .............................................................................................. 27 程序流程圖 ................................................................................................................ 28 主程序流程圖 ................................................................................................... 28 A/D 轉(zhuǎn)換程序 的 流程圖 和 D/A 轉(zhuǎn)換 程序的 流程圖 ................................... 29 系統(tǒng)總圖 .................................................................................................................... 30 第四章 系統(tǒng)性能及誤差分析 ....................................................................................... 31 系統(tǒng)可靠性措施 ......................................................................................................... 31 低功耗措施 ....................................................................................................... 31 抗干擾措施 ....................................................................................................... 31 第五章 結(jié)論 ........................................................................................................................ 32 致 謝 ............................................................................................................................... 33 參考文獻(xiàn) ............................................................................................................................... 34 湖南科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） ii 附錄 1 ..................................................................................................................................... 35 附錄 2（系統(tǒng)硬件總圖） ................................................................................................ 38 湖南科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 1 第一章 引言 多路數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)簡介 在工業(yè)生產(chǎn)和科學(xué)技術(shù)研究過程的各行業(yè)中，常常要對各種數(shù)據(jù)進(jìn)行采集，隨著現(xiàn)代化工業(yè)的發(fā)展，多路數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)成為日益重要的技術(shù) ， 廣泛應(yīng)用于工農(nóng)業(yè)等行業(yè)。 本文利用 AT89S51 單片機(jī)設(shè)計(jì)了一個(gè)多路數(shù)據(jù)采集系統(tǒng) ， 著重介紹該系統(tǒng)的特點(diǎn)及實(shí)現(xiàn)方 法。 系統(tǒng)通過多路模擬開關(guān)采集多路數(shù)據(jù)，使其通過多路模擬轉(zhuǎn)換開關(guān)，把采集到的多路模擬信號經(jīng)過放大、采樣保持、A/D(Analog to Digital Converter，模數(shù)轉(zhuǎn)換器 )轉(zhuǎn)換電路轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號，輸入單片機(jī)進(jìn)行處理，處理后發(fā)出的數(shù)字信號經(jīng)過 D/A(Digital to Analog Converter，數(shù)模轉(zhuǎn)換器 )[2]轉(zhuǎn)換電路轉(zhuǎn)換成模擬信號。 （ 2）采樣保持電路的 A/D 轉(zhuǎn)換單元。 整個(gè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)包括硬件設(shè)計(jì)和軟件設(shè)計(jì)兩部分。 圖 1 系統(tǒng)總框圖 器數(shù)據(jù) 傳感器 傳感器 多 多路模擬開關(guān)路 轉(zhuǎn) 換 開 關(guān) 前 置 放 大 單 片 機(jī) 數(shù) 模 轉(zhuǎn) 換 執(zhí) 行 機(jī) 構(gòu) 模 數(shù) 轉(zhuǎn) 換 傳感器 湖南科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 3 第二章 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) 硬件設(shè)計(jì)思想 多路數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的正常運(yùn)行依賴于整個(gè)系統(tǒng)硬件設(shè)備的科學(xué)設(shè)計(jì)。用模擬多路開關(guān)來輪流切換模擬量與 A/D 轉(zhuǎn)換器間的通道，使得在一個(gè)特定的時(shí)間內(nèi)，只允許一路模擬信號輸入到 A/D 轉(zhuǎn)換器，從而實(shí)現(xiàn)分時(shí)轉(zhuǎn)換的目的。放大器的作用是將這些微弱的輸入信號進(jìn)行放大，以便充分利用 A/D 轉(zhuǎn)換器的滿量程分辨率。否則轉(zhuǎn)換精度沒有保證，特別當(dāng)輸入信號頻率較高時(shí)，會造成很大的轉(zhuǎn)換誤差。 A/D 轉(zhuǎn)換器是采樣通道的核心，因此， A/D 轉(zhuǎn)換器是影響湖南科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 4 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)采樣速率和精度的主要因素之一。 硬件 電路設(shè)計(jì) 本系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)主要包括：多路轉(zhuǎn)換開關(guān)及前置放大電路的設(shè)計(jì)，采樣保持電路的設(shè)計(jì)，模數(shù)轉(zhuǎn)換電路的設(shè)計(jì)，數(shù)模轉(zhuǎn)換電路的設(shè)計(jì)。本設(shè)計(jì)是實(shí)現(xiàn) 32 路數(shù)據(jù)采集，所以選擇 4 片 8 選 1 的 模擬 開關(guān)。所以根據(jù)器件的價(jià)格和系統(tǒng)的容忍度，選擇 RON的值。 傳輸誤差是衡量多路開關(guān)的一個(gè)指標(biāo)， 多路開關(guān)的傳輸誤差包括兩個(gè)方面 。因?yàn)榈湫偷亩嗦烽_關(guān)的導(dǎo)通電阻為 200歐姆～ 200 千歐姆，所以，如果信號源阻抗在幾百歐姆以下，則作為負(fù)載的采樣 /保持器，其輸入阻抗應(yīng)在 108歐姆以上。它一方面取決于多路開關(guān)建立時(shí)間，并與 規(guī)定湖南科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 5 的建立精度有關(guān)，另一方面為了避免兩個(gè)通道同時(shí)接通，多路開關(guān)被設(shè)計(jì)為 “先斷后通 ”，這增加了斷開到接通的延時(shí)，影響了通過率的提高。導(dǎo)通電阻 RON為 125 歐姆， 關(guān)斷漏電流為 ，開關(guān)時(shí)間為 120ns。 VSS接地。當(dāng) CBA=000B～ 111B 時(shí)，可選擇通道 S0～ S7。 S0～ S7： 8 個(gè)通道的輸入輸出通道。 （ 2） CD4051 原理 在用作 8 選 1 模擬 多路開關(guān)時(shí)， CD4051 有 8 個(gè)數(shù)據(jù)輸入端，在 3 個(gè)選擇輸入 端 A、B、 C 的控制下，從 8 個(gè)模擬開關(guān)中選擇 1 個(gè)模擬開關(guān)使之導(dǎo)通， 將相應(yīng)的輸入數(shù)據(jù)通過導(dǎo)通的模擬開關(guān)送到公共輸出端。若此時(shí)采集多路開關(guān)輸出信號，就可能引入很大的誤差。 （ 2） 準(zhǔn)確定時(shí)