【正文】 電路板的自動(dòng)布線才能完成。74HC245是方向可控的八路緩沖器，主要用于實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)總線的雙向異步通信。所以通過UART切換電路PL2303的USB—TX端與RS232的USB—RX端相連，PL2303的USB—RX與RS232的USB—TX相連，從而實(shí)現(xiàn)USB—UART的電路轉(zhuǎn)換。 SCL為高電平期間，數(shù)據(jù)線上的數(shù)據(jù)必須保持穩(wěn)定，只有SCL信號(hào)為低電平期間，SDA狀態(tài)才允許變化。 1） UART是單片機(jī)與PC之間的最簡單的通信方式之一，也是單片機(jī)之間常用通信。在串行通訊時(shí)，要求通訊雙方都采用一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)接口，使不同的設(shè)備可以方便地連接起來進(jìn)行通訊。我們采用的是手動(dòng)復(fù)位，把單片機(jī)內(nèi)部電路設(shè)置成為一個(gè)確定的狀態(tài)，所有的寄存器初始化。對(duì)LED數(shù)碼顯示器的控制可以采用按時(shí)間向它提供具有一定驅(qū)動(dòng)能力的位選和段選信號(hào)。（2）單一電源+5V供電（3）它的電路設(shè)計(jì)與連接比較簡單而且功能齊全。此系統(tǒng)是由CPU、隨即存取數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器、只讀程序存儲(chǔ)器、輸入輸出電路（I/O口），還有可能包括定時(shí)/計(jì)數(shù)器、串行通信口、USB接口、顯示驅(qū)動(dòng)電路（LCD和LED驅(qū)動(dòng)電路）、脈寬調(diào)制電路、模擬多路轉(zhuǎn)換器及A/D轉(zhuǎn)換器等電路集成到一個(gè)單塊芯片上，構(gòu)成了一個(gè)最小但完善的計(jì)算機(jī)任務(wù)。(1)逐漸逼近式A/D轉(zhuǎn)換器：它是一種速度快、精度較高、成本較低的直接式轉(zhuǎn)換器，其轉(zhuǎn)換時(shí)間在幾微秒到幾百微秒之間。數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)一般由信號(hào)調(diào)理電路，多路切換電路，采樣保持電路，A/D,單片機(jī)等組成。而單片機(jī)是該系統(tǒng)的基本的微處理系統(tǒng)，它完成數(shù)據(jù)讀取、處理及邏輯控制，數(shù)據(jù)傳輸?shù)纫幌盗械娜蝿?wù)。70年代初，隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)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(zhuǎn)換器的出現(xiàn)，數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)結(jié)構(gòu)發(fā)生了重大變革。 ：，能設(shè)置校驗(yàn)、數(shù)據(jù)位和停止位，能以ASCII碼或十六進(jìn)制接收或發(fā)送任何數(shù)據(jù)或字符（包括中文），可以任意設(shè)定自動(dòng)發(fā)送周期,并能將接收數(shù)據(jù)保存成文本文件，能發(fā)送任意大小的文本文件。此外其內(nèi)置的仿真器可模擬目標(biāo)MCU，包括指令集、片上外圍設(shè)備及外部信號(hào)等。 包含一個(gè)用于測試 Web 應(yīng)用程序的內(nèi)置 Web 服務(wù)器，無需 IIS。Microsoft Visual Studio 2005 產(chǎn)品能為各類開發(fā)人員提供更廣闊的開發(fā)空間和更先進(jìn)的設(shè)計(jì)體驗(yàn)。它同時(shí)也能開發(fā)跨平臺(tái)的應(yīng)用程序，如開發(fā)使用微軟操作系統(tǒng)的手機(jī)的程序等。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。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。 按照系統(tǒng)功能來劃分，Protel99se主要包含以下倆大部分和6個(gè)功能模塊。測試階段：基于C51單片機(jī)采集系統(tǒng)進(jìn)行上位機(jī)與下位機(jī)的數(shù)據(jù)采集，測試本系統(tǒng)是否能達(dá)到預(yù)期的設(shè)想，是否能完成數(shù)據(jù)采集工作，針對(duì)發(fā)現(xiàn)的問題或新的要求及時(shí)完善本系統(tǒng)。根據(jù)基于C51單片機(jī)采集系統(tǒng)要完成的數(shù)據(jù)采集工作，明確本系統(tǒng)要做什么，撰寫需求說明書。用LED顯示所測電壓值的數(shù)字量。 采用的方法實(shí)際PCF8591是8路8位AD，最大數(shù)位255，它外部有一個(gè)基準(zhǔn)電壓，調(diào)節(jié)所測電壓范圍，我們所測外部模擬電壓范圍為05V，0V對(duì)應(yīng)為0,5V就對(duì)應(yīng)255，外部所測電壓經(jīng)模數(shù)轉(zhuǎn)換AD變化為數(shù)字量0255，數(shù)碼管也就顯示此值十進(jìn)制轉(zhuǎn)化值（（AD/255）*5）?！”M管現(xiàn)在以微機(jī)為核心的可編程數(shù)據(jù)采集與處理技術(shù)作為數(shù)據(jù)采集技術(shù)的發(fā)展方向得到了迅速的發(fā)展,并且適于通用微機(jī)(如IBM PC 系列) 使用的板卡級(jí)數(shù)據(jù)采集產(chǎn)品也已大量出現(xiàn),組成一個(gè)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)簡單到只需要一塊數(shù)據(jù)采集卡,把它插在微機(jī)的擴(kuò)展槽內(nèi),并輔以應(yīng)用軟件,就能實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)采集功能,但這并不會(huì)對(duì)基于單片機(jī)為核心的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)產(chǎn)生影響,因?yàn)閱纹瑱C(jī)功能強(qiáng)大、抗干擾能力強(qiáng)、可靠性高、靈活性好、開發(fā)容易等優(yōu)點(diǎn),使得基于單片機(jī)為核心的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)在許多領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用.傳統(tǒng)的基于單片機(jī)的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)由于沒有上位機(jī)的支持,不管采用什么樣的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器,它的存儲(chǔ)容量都是有限的,所以不得不對(duì)存儲(chǔ)的歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行覆蓋刷新,這樣不利于用戶對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行整體分析,因而也不能對(duì)生產(chǎn)過程的狀況進(jìn)行準(zhǔn)確的把握。它是對(duì)傳感器信號(hào)的測量與處理, 以微型計(jì)算機(jī)等高技術(shù)為基礎(chǔ)而形成的一門綜合應(yīng)用技術(shù)。[11]受需求牽引，新一代機(jī)載數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)為滿足飛行實(shí)驗(yàn)應(yīng)用也在快速地發(fā)展。近年來，又成功研制了動(dòng)態(tài)范圍更大、線性度更高、兼容性更強(qiáng)、低功耗可靠性的TDE324C型地震數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)是通過采集傳感器輸出的模擬信號(hào)并轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)，并進(jìn)行分析、處理、傳輸、顯示、存儲(chǔ)和顯示。該階段的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)采用模塊式結(jié)構(gòu)，根據(jù)不同的應(yīng)用要求，通過簡單的增加和更改模塊，并結(jié)合系統(tǒng)編程，就可擴(kuò)展或修改系統(tǒng)，迅速組成一個(gè)新的系統(tǒng)。20世紀(jì)80年代后期，數(shù)據(jù)采集發(fā)生了很大的變化，工業(yè)計(jì)算機(jī)、單片機(jī)和大規(guī)模集成電路的組合，用軟件管理，是系統(tǒng)的成本減低，體積變小，功能成倍增加，數(shù)據(jù)處理能力大大加強(qiáng)。[11]20世紀(jì)80年代隨著計(jì)算機(jī)的普及應(yīng)用，數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)得到了很大的發(fā)展，開始出現(xiàn)了通用的數(shù)據(jù)采集與自動(dòng)測試系統(tǒng)。大概在60年代后期，國內(nèi)外就有成套的數(shù)據(jù)采集設(shè)備和系統(tǒng)多屬于專用的系統(tǒng)。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)。實(shí)現(xiàn)階段：采用C語言及匯編語言編碼，采用KeiluVision3軟件完成，并用Protel 99 SE軟件進(jìn)行電路圖的繪制，用數(shù)據(jù)線串行來實(shí)現(xiàn)更為完整的系統(tǒng)功能。六、預(yù)期階段成果及最終成果 分析階段：單片機(jī)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的需求分析。數(shù)據(jù)采集與通信控制采用了模塊化的設(shè)計(jì)，數(shù)據(jù)采集與通信控制采用了單片機(jī)AT89S52來實(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，和串行接口部分。非編碼鍵盤有兩種接口方法：一種是獨(dú)立按鍵接口；另一種是矩陣式按鍵接口。在單片機(jī)中，為了節(jié)省硬件資源，多采用動(dòng)態(tài)掃描顯示法。 顯示部分LED數(shù)碼顯示管是一種由LED發(fā)光二極管組合顯示字符的顯示器件。單片機(jī)要使用特定的組譯和編譯軟件編譯程序，在用keiluvision2把程序下載到單片機(jī)內(nèi)。(2)雙積分A/D轉(zhuǎn)換器：它是一種間接式的A/D轉(zhuǎn)換器，優(yōu)點(diǎn)是抗干擾能力強(qiáng)，精度比較高，缺點(diǎn)是數(shù)度很慢，適用于對(duì)轉(zhuǎn)換數(shù)度要求不高的系統(tǒng)。2. 方案論證 A/D模數(shù)轉(zhuǎn)換的選擇A/D轉(zhuǎn)換器的種類很多，就位數(shù)來說，可以分為8位、10位、12位和16位等。如愛爾蘭ACRA公司2000年研發(fā)推出的新一代KAM500機(jī)載數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)到了2006年。該數(shù)據(jù)采集對(duì)拾震計(jì)輸出的電信號(hào)模擬放大后送至A/D數(shù)字化，A/D采用同時(shí)采樣，采樣數(shù)據(jù)經(jīng)DSP數(shù)字濾波處理后，變成數(shù)字地震信號(hào)。它起始于20世紀(jì)中期，在過去的幾十年里，隨著信息領(lǐng)域各種技術(shù)的發(fā)展，在數(shù)據(jù)采集方面的技術(shù)也取得了長足的進(jìn)步，采集數(shù)據(jù)的信息化是目前社會(huì)的發(fā)展主流方向。[11]盡管現(xiàn)在以微機(jī)為核心的可編程數(shù)據(jù)采集與處理采集技術(shù)的發(fā)展方向得到了迅速的發(fā)展，而且組成一個(gè)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)只需要一塊數(shù)據(jù)采集卡，把它插在微機(jī)的擴(kuò)展槽內(nèi)并輔以應(yīng)用軟件，就能實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)采集功能，但這并不會(huì)對(duì)基于單片機(jī)為核心的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)產(chǎn)生影響。[11]20世紀(jì)90年代至今，在國際上技術(shù)先進(jìn)的國家，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。[11]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)。教研組主任簽字時(shí)　間 　　 年　 月 日畢業(yè)設(shè)計(jì)開題報(bào)告題目基于C51單片機(jī)的采集系統(tǒng)設(shè)計(jì)學(xué)生姓名楊華學(xué)號(hào)20082542班級(jí)信08013專業(yè)計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù) 一、研究背景近年來，數(shù)據(jù)采集及其應(yīng)用受到了人們越來越廣泛的關(guān)注，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。四、應(yīng)收集的資料及參考文獻(xiàn)[1] 單片機(jī)c語言編程基礎(chǔ)與實(shí)踐 北京：北京航空航天大學(xué)出版社，2008[2] 單片機(jī)外圍接口電路與實(shí)踐工程 北京: 北京航空航天大學(xué)出版社, 2009[3] 51單片機(jī)開發(fā)與應(yīng)用技術(shù)詳解 北京: 電子工業(yè)出版社, 2009 [4] 葉紅海，五、進(jìn)度計(jì)劃第1周 第4周 畢業(yè)實(shí)習(xí)；查閱資料，撰寫開題報(bào)告；熟悉環(huán)境及工具。石家莊鐵道學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)基于C51單片機(jī)的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)The Design Of Data Acquisition System Based On C51 SCM 2012屆 信息科學(xué)與技術(shù) 分院專 業(yè) 計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù) 學(xué) 號(hào) 20082542 學(xué)生姓名 楊 華 指導(dǎo)教師 劉玉紅 完成日期 2012年5 月 27 日畢業(yè)設(shè)計(jì)成績單學(xué)生姓名楊華學(xué)號(hào)20082542班級(jí)信08013專業(yè)計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）題目基于C51單片機(jī)的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)設(shè)計(jì)指導(dǎo)教師姓名劉玉紅指導(dǎo)教師職稱副教授評(píng) 定 成 績指導(dǎo)教師得分評(píng)閱人得分答辯小組組長得分成績：院長簽字：年 月 日畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)書題　目基于C51單片機(jī)的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)設(shè)計(jì) 專 業(yè)計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)班 級(jí)信08013學(xué)生姓名楊華承擔(dān)指導(dǎo)任務(wù)單位信息分院計(jì)算機(jī)系導(dǎo)師姓名劉玉紅導(dǎo)師職稱副教授一、設(shè)計(jì)內(nèi)容其研究內(nèi)容主要包括：1. 熟悉51單片機(jī)（主要是STC89C52RC）的用法；2. 了解PCF8591的AD、DA轉(zhuǎn)換；3. 設(shè)計(jì)出電壓數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。然后通過PL2303或RS232轉(zhuǎn)換送到PC機(jī)上顯示，顯示界面為我們送的串口調(diào)試界面。第15周 第17周 撰寫論文并答辯。大概在60年代后期，國內(nèi)外就有成套的數(shù)據(jù)采集設(shè)備和系統(tǒng)多屬于專用的系統(tǒng)。[11]20世紀(jì)80年代隨著計(jì)算機(jī)的普及應(yīng)用，數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)得到了很大的發(fā)展，開始出現(xiàn)了通用的數(shù)據(jù)采集與自動(dòng)測試系統(tǒng)。20世紀(jì)80年代后期，數(shù)據(jù)采集發(fā)生了很大的變化，工業(yè)計(jì)算機(jī)、單片機(jī)和大規(guī)模集成電路的組合，用軟件管理，是系統(tǒng)的成本減低，體積變小，功能成倍增加，數(shù)據(jù)處理能力大大加強(qiáng)。該階段的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)采用模塊式結(jié)構(gòu)，根據(jù)不同的應(yīng)用要求，通過簡單的增加和更改模塊，并結(jié)合系統(tǒng)編程，就可擴(kuò)展或修改系統(tǒng)，迅速組成一個(gè)新的系統(tǒng)。二、國內(nèi)外研究現(xiàn)狀數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)是通過采集傳感器輸出的模擬信號(hào)并轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)，并進(jìn)行分析、處理、傳輸、顯示、存儲(chǔ)和顯示。近年來，又成功研制了動(dòng)態(tài)范圍更大、線性度更高、兼容性更強(qiáng)、低功耗可靠性的TDE324C型地震數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。受需求牽引，新一代機(jī)載數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)為滿足飛行實(shí)驗(yàn)應(yīng)用也在快速地發(fā)展。數(shù)據(jù)采集技術(shù)廣泛引用在各個(gè)領(lǐng)域。(1)逐漸逼近式A/D轉(zhuǎn)換器：它是一種速度快、精度較高、成本較低的直接式轉(zhuǎn)換器，其轉(zhuǎn)換時(shí)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(jù)存儲(chǔ)器、只讀程序存儲(chǔ)器、輸入輸出電路（I/O口），還有可能包括定時(shí)/計(jì)數(shù)器、串行通信口、顯示驅(qū)動(dòng)電路（LCD和LED驅(qū)動(dòng)電路）、脈寬調(diào)制電路、模擬多路轉(zhuǎn)換器及A/D轉(zhuǎn)換器等電路集成到一個(gè)單塊芯片上，構(gòu)成了一個(gè)最小但完善的計(jì)算機(jī)任務(wù)。（2）單一電源+5V供電（3）它的電路設(shè)計(jì)與連接比較簡單而且功能齊全。LED數(shù)碼顯示有動(dòng)態(tài)掃描顯示法和靜態(tài)顯示。通過硬件識(shí)別的鍵盤稱編碼鍵盤；通過軟件識(shí)別的鍵盤成為非編碼鍵盤。本文介紹的重點(diǎn)是數(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)。五、進(jìn)度計(jì)劃1． 第1周~第10周：畢業(yè)實(shí)習(xí)、系統(tǒng)調(diào)研、熟悉開發(fā)環(huán)境及工具；2． 第10周~第20周：需求分析、總體設(shè)計(jì)，焊制基于C51單片機(jī)采集系統(tǒng)的板子；3． 第20周~第30周：詳細(xì)設(shè)計(jì)、編碼、調(diào)試；4． 第31周~第32周：撰寫畢業(yè)論文及答辯。包括功能設(shè)計(jì)和電路布線設(shè)計(jì)；設(shè)計(jì)本系統(tǒng)的各個(gè)功能模塊：按鍵、LED顯示、A/D模數(shù)轉(zhuǎn)換等功能，并設(shè)計(jì)各模塊間的接口，完成數(shù)據(jù)傳輸及采集工作。七、參考文獻(xiàn)[1] 金沙灘工作室C51板子貼吧[2] 唐穎，程菊花，任條娟．單片機(jī)原理與應(yīng)用及C51程序設(shè)計(jì)．北京大學(xué)出版社，[3]馬忠梅，張凱. 單片機(jī)的C語言應(yīng)用程序設(shè)計(jì)[M]．北京航空航天大學(xué)出版社，[4]劉文濤．MCS51單片機(jī)培訓(xùn)教程 [M]．北京：電子工業(yè)出版社，.[5]常鐵原，王欣，陳文軍. ，2008，指導(dǎo)教師簽字時(shí) 間 2011年10 月 9 日摘要本文介紹了基于單片機(jī)的數(shù)據(jù)采集的硬件設(shè)計(jì)和軟件設(shè)計(jì)，數(shù)據(jù)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(zhuǎn)換器PCF8591進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換，實(shí)現(xiàn)對(duì)采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行模擬量到數(shù)字量的轉(zhuǎn)換，并將轉(zhuǎn)換后的數(shù)據(jù)通過USBUART轉(zhuǎn)換電路PL2303或串口RS232傳輸?shù)缴衔粰C(jī)，由上位機(jī)負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)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(jié)果。由于該種數(shù)據(jù)采集測試系統(tǒng)具有高速性和一定的靈活性，可以滿足眾多傳統(tǒng)方法不能完成的數(shù)據(jù)采集和測試任務(wù)，因而得到了初步的認(rèn)可。從70年代起，數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)發(fā)展過程中逐漸分為兩類，一類是實(shí)驗(yàn)室數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，一類是工業(yè)現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。第二類以數(shù)據(jù)采集卡、標(biāo)準(zhǔn)總線和計(jì)算機(jī)構(gòu)成，這一類在工業(yè)現(xiàn)場應(yīng)用較多。數(shù)據(jù)采集技術(shù)已經(jīng)成為一種專門的技術(shù)，在工業(yè)領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。這就使得以單片機(jī)為核心的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)在許多領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。我國的數(shù)字地震觀測系統(tǒng)主要采用TDE