【正文】 日前向教務部推薦優(yōu)秀論文以匯編成冊，%篇。本系統基于89C52單片機，采用PCF8591串行AD芯片，完成對多路模擬信號的數據采集，并由LCD1602把數據顯示出來。 PCF8591。 課題來源自定題目。大概在60年代后期，國內外就有成套的數據采集設備和系統多屬于專用的系統。[1]20世紀80年代隨著計算機的普及應用，數據采集系統得到了很大的發(fā)展，開始出現了通用的數據采集與自動測試系統。20世紀80年代后期，數據采集發(fā)生了很大的變化，工業(yè)計算機、單片機和大規(guī)模集成電路的組合，用軟件管理，使系統的成本減低，體積變小，功能成倍增加，數據處理能力大大加強。該階段的數據采集系統采用模塊式結構，根據不同的應用要求，通過簡單的增加和更改模塊，井結合系統編程，就可擴展或修改系統，迅速組成一個新的系統。 國內外在該方向的研究現狀及分析數據采集系統是通過采集傳感器輸出的模擬信號并轉換成數字信號，并進行析、處理、傳輸、顯示、存儲和顯示。由研究人員研發(fā)的生產現場實時數據采集系統解決了這一問題，整個系統采用分布式結構，軟、硬件均采用了模塊化設計。.數據處理在Windows NT平臺上采用Visual C++語言編程，處理能力強、速度快、界面友好，可實現網絡數據共享。該數據采集系統具備24位A/D轉換芯片，采樣率有5 0HZ,100HZ,200HZ。[1]受需求牽引，新一代機載數據采集系統為滿足飛行實驗應用也在快速地發(fā)展。[1] 該課題研究的主要內容數據采集技術是信息科學的重要分支之一，它研究信息數據的采集、存儲、處理以及控制等問題。數據采集是工業(yè)控制等系統中的重要環(huán)節(jié)，通常采用一些功能相對獨立的單片機系統來實現，作為測控系統不可缺少的部分，數據采集的性能特點直接影響到整個系統。這樣用戶可以在上位機上編寫各種程序對文件中的數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。數據采集系統是結合基于計算機或者其他專用測試平臺的測量軟硬件產品來實現靈活的、用戶自定義的測量系統。因此，在工農業(yè)、科研、國防、環(huán)保及日常生活等各個領域，為了實現過程控制、狀態(tài)監(jiān)測、故障診斷、質量檢測等任務，大多要應用數據采集系統。 數據采集的目的數據采集的目的是為了測量電壓、電流、溫度或聲音等物理現象。數據采集技術是單片機應用技術的主要分支。數據采集系統框圖如圖21： 圖21 多路采集系統系統框圖 主要芯片(1)89C52是INTEL公司MCS51系列單片機中基本的產品，它采用ATMEL公司可靠的CMOS工藝技術制造的高性能8位單片機，屬于標準的MCS51的HCMOS產品。在空閑模式下凍結CPU而RAM定時器、串行口和中斷系統維持其功能。PCF8591具有4個模擬輸入、1個模擬輸出和1個串行I2C總線接口。（16列2行）1602液晶也叫1602字符型液晶，它是一種專門用來顯示字母、數字、符號等的點陣型液晶模塊。運行K e I l軟件需要WIN9NT、WIN2000、WINXP等操作系統。雖然微軟公司推出了 Visual C++.NET(Visual C++)，但它的應用有很大的局限性，只適用于Windows 2000、Windows XP和Windows 。（本次畢業(yè)設計未實現此功能）第3章 硬件設計硬件系統由89C52單片機最小系統、LCD1602外圍電路、PCF8591外圍電路、獨立按鍵電路等組成。[7]單片機最小系統如圖31所示，圖32 單片機最小系統 PCF8591芯片PCF8591是一個單片集成、單獨供電、低功耗、8bit CMOS數據獲取器件。 IIC串行總線I2C總線是PHLIPS公司推出的一種串行總線，是具備多主機系統所需的包括總線裁決和高低速器件同步功能的高性能串行總線。[8]圖33 IIC總線工作原理圖I2C總線通過上拉電阻接VCC。[8]圖34 IIC總線硬件連接圖每個接到I2C總線上的器件都有唯一的地址。[8]連接到I2C總線上的器件，若具有I2C總線的硬件接口，則很容易檢測到起始和終止信號。[8]想對IIC總線進行操作就要熟悉IIC常涉及的幾個信號，如起始信號 S,終止信號 P,應答信號和非應答信號。 _nop_()。 somenop。 scl=1。 scl=1。(i200)) i++。i8。 somenop。 scl=0。i8。 if(sda) da|=0x01。}(6)以上程序中的somenop由以下兩條程序實現：include define somenop{_nop_()。_nop_()。本系統使用了兩個PCF8591，其中的一片A0A2都接GND。SCL和SDA接單片機的P2^0、P2^1。//告訴芯片要進行寫操作 再寫控制字；//常用的由0X00，0X01，0X02，0X03 //0X00選擇通道0,0X01選擇通道 //1，0X02選擇通道2，0X03選擇 //通道3； IIC停止信號 延時5us IIC起始信號 寫0X93 讀轉換結果 LCD1602器件工業(yè)字符型液晶，能夠同時顯示16x02即32個字符。 單片機外圍電路圖如圖37所示。圖41 主程序流程圖 LCD1602與PCF8591程序流程圖如圖42所示。主程序中只有鍵盤檢測程序。Visual C++，包括編輯器、調試器以及程序向導AppWizard、類向導Class Wizard等開發(fā)工具。自1993年Microsoft公司推出Visual C++，隨著其新版本的不斷問世，Visual C++已成為專業(yè)程序員進行軟件開發(fā)的首選工具。MSComm控件在串口編程時非常方便，程序員不必去花時間去了解較為復雜的API函數，而且在VC、VB、Delphi等語言中均可使用。事件驅動方式事件驅動通訊是處理串行端口交互作用的一種非常有效的方法。所有通訊事件和通訊錯誤的列表，參閱 CommEvent 屬性。如果應用程序需要訪問多個串行端口，必須使用多個 MSComm 控件。例如，如果寫一個簡單的電話撥號程序，則沒有必要對每接收一個字符都產生事件，因為唯一等待接收的字符是調制解調器的“確定”響應。液晶實時顯示通道號和模擬電壓值。我真正感覺到自己的能力得到了提升。以前總是在51單片機開發(fā)板上寫程序，然后看看效果，從沒有自己設計過硬件電路，哪怕單片機最小系統也沒硬件實現過。軟件調試包括調試程序和對硬件準確性的調試。在程序的每個關鍵功能之后，可以通過檢查 CommEvent 屬性的值來查詢事件和錯誤。這種方法的優(yōu)點是程序響應及時，可靠性高。在這些情況下，可以利用 MSComm 控件的 OnComm 事件捕獲并處理這些通訊事件。具體的來說，它提供了兩種處理通信問題的方法：一是事件驅動(Event－driven)方法，一是查詢法。所以實際中，更多的是以Visual C++。Microsoft的主力軟件產品。本設計并未實現上位機功能，只對上位機方面簡單介紹了一下，主要是下位機功能的實現。圖43 數據處理程序流程圖 按鍵檢測程序流程圖如圖44所示。 主程序主程序由LCD相關程序、鍵盤檢測程序、IIC程序、PCF859延時程序、數據處理程序等組成。它由若干個5X7或者5X11等點陣字符位組成，每個點陣字符位都可以顯示一個字符，每位之間有一個點距的間隔，每行之間也有間隔，起到了字符間距和行間距的作用，正因為如此所以它不能很好地顯示圖形（用自定義CGRAM，顯示效果也不好）。(1)對于芯片1是： IIC起始信號 先寫0X90。VDD接VCC,VREF接VCC,故模擬通道測量范圍是0V到5V。圖36 PCF859