【正文】 展，誕生了采集器、儀表同計 算機溶為一體的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。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、通用接口總線和計算機組成。 [1] 20 世紀 90 年代至今，在國際上技術先進的國家，數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)己成功的運用到軍事、航空電子設備及宇航技術、工業(yè)等領域。 [1] 盡管現(xiàn)在以微機為核心的可編程數(shù)據(jù)采集與處理采集技術的發(fā)展方向得到了迅速的發(fā)展，而且組成一個數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)只需要一塊數(shù)據(jù)采集卡，把它插在微機的擴展槽內(nèi)并輔以應用軟件，就能實現(xiàn)數(shù)據(jù)采集功能，但這井不會對基于單片機為核心的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)產(chǎn)生影響。它起始于 20 世紀中期，在過去的幾十年里，隨著信息領域各種技術的發(fā)展，在數(shù)據(jù)采集方面的技術也取得了長足的進步，采集數(shù)據(jù)的信息化是日前社會的發(fā)展主流方向。數(shù)據(jù)采集部分采用自行開發(fā)的帶光隔離的 RS485 網(wǎng)，通信效率高，安全性好，結構簡單。 [2] 我國的數(shù)字 地震觀測系統(tǒng)主要采用 TDE124C 型地震數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。 [1] 河南大學本科畢業(yè)生學士學位論文 第 3 頁 國外在該方向的研究現(xiàn)狀 由美國 PASCO 公司生產(chǎn)的“科學工作室”是將數(shù)據(jù)采集應用于物理實驗的嶄新系統(tǒng)，它由 3 部分組成 :（ 1）傳感 器 :利用先進的傳感技術可實時采集技術可實時采集物理實驗中各物理量的數(shù)據(jù) 。如愛爾蘭 ACRA 公司 2020 年研發(fā)推出的新一代 KAM500 機載數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。它 是對傳感器信一號的測量與處理，以微型計算機等高技術 為基 礎而形成的一門綜合應用技術。 盡管現(xiàn)在以微機為核心的 可編程數(shù)據(jù)采集與處理技術作為數(shù)據(jù)采集技術的發(fā)展方向得到了迅速的發(fā)展，并且適于通用微機 (IBM PC 系列 )使用的板卡級 數(shù)據(jù)采集產(chǎn)品也已大量出現(xiàn)，組成一個數(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 插在微機的擴展槽內(nèi)，并輔以應用軟什，就能實現(xiàn)數(shù)據(jù)采集功能，但這并 不會對基于單片機為核心的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)產(chǎn)生影響，因為單片機功能強大、抗干擾能力強、可靠性高、靈活性好、開發(fā)容易等優(yōu)點，使得基于單片機為核心的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)在許多領域得到了廣泛的應用。由于本人能力有限并未實現(xiàn)上位機功能，只利用現(xiàn)有硬件實現(xiàn) 了下位機功能。數(shù)據(jù)采集技術廣泛引用在各個領域。 70 年代初，隨著計算機技術及大規(guī)模集成電路的發(fā)展，特別是微處理器及 高速 A/D 轉換器的出現(xiàn)，數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)結構發(fā)生了重大變革。 給予 PC的數(shù)據(jù)采集，通過模塊化硬件、應用軟件 和計算機的結合，進行測量。外部現(xiàn)實對 象 （廣 義的外部 設備 )通過接口和計算機交換信息，在現(xiàn)實對象 中 ， .信息表現(xiàn)為不 同 的形式并有明確的物理意義，通過對數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的設計來掌握單片機對數(shù)據(jù) 的采集及其處理的過程，并將學習到的理論知識聯(lián)系到實際應用當中 。它結合了 CMOS 的高速和高密度技術及 CMOS 的低功耗特征，它基于標準的 MCS51 單片機體系結構和指令系統(tǒng)，屬于 89C51 增強型單片機版本，集成了時鐘輸出和向上或向下計數(shù)器等更多的功能，適合于類似馬達控制 等應用場合。掉電模式下，保存 RAM數(shù)據(jù)，時鐘振蕩停止，同時停止芯片內(nèi)其它功能。 PCF8591的 3 個地址引腳 A0, A1 和 A2 可用于硬件地址編程，允許在同 一 個 I2C 總線上接入 8 個 PCF8591 器件，而無需額外的硬件。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 。 [5] (2)Visual C++ ，簡稱 VC 或者 ，是微軟推出的一款 C++編譯器，將“高級語言”翻譯為“機器語言（低級語言）”的程序。所以實際中，更多的是以 Visual C++ 為平臺。 系統(tǒng)框圖 單片機系統(tǒng)框圖如圖 31 所示 。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。 I2C 總線只有兩根雙向信號線。當 總線空閑時，兩根線均為高電平。主機與其它器件間的數(shù)據(jù)傳送可以是由主機發(fā)送數(shù)據(jù)到其它器件，這時主機即為發(fā)送器。對于不具備 I2C 總線硬件接口的有些單片機來說，為了檢測起始和終止信號，必須保證在每個時鐘周期內(nèi)對數(shù)據(jù)線 SDA 采樣兩次。如圖 35 所示。 scl=1。 scl=0。 somenop。somenop。scl=0。i++) { if(bytamp。 scl=1。 } ack()。i++) { scl=1。 scl=0。_nop_()。} 河南大學本科畢業(yè)生學士學位論文 第 13 頁 PCF8591 AD 轉換的應用 FCF8591 引腳圖如圖 36 所示。另一片 A A1 接 GND， A0 接 VCC。 進行 AD 轉換的操作順序 。（ 16 列 2 列） 1602 液晶也叫 1602 字符型液晶，它是一種專門用來顯示字母、數(shù)字、符號等的點陣型液晶模塊。 單 片 機1234567891 01 11 21 31 41 51 61 71 81 92 04 03 93 83 73 63 53 43 33 23 13 02 92 82 72 62 52 42 32 22 1P 1 . 0P 1 . 1P 1 . 2P 1 . 3P 1 . 4P 1 . 5P 1 . 6P 1 . 7R S TP 3 . 0P 3 . 1P 3 . 2P 3 . 3P 3 . 4P 3 . 5P 3 . 6P 3 . 7X T A L 2X T A L 1G N DV C CP 0 . 0P 0 . 1P 0 . 2P 0 . 3P 0 . 4P 0 . 5P 0 . 6P 0 . 7E AA L EP S E NP 2 . 7P 2 . 6P 2 . 5P 2 . 4P 2 . 3P 2 . 2P 2 . 1P 2 . 01 0 KV C C1 0 KV C CL C D 1 6 0 21 0 K1 0 K1 0 K1 0 K1 0 K1 0 K1 0 K1 0 K4RS5RW6E7DB08DB19DB210DB311DB412DB513DB614DB715BLA16BLK3VO2VCC1VSSG N DS 1S 0V C CG N DP C F 8 5 9 1片 1P C F 8 5 9 1片 21 A I N 02 A I N 13 A I N 24 A I N 35 A 06 A 17 A 28 V S S1 6 V DD1 5 A OU T1 4 V R EF1 3 A GN D1 2 E X T1 1 O SC1 0 S C L9 S D A1 A I N 02 A I N 13 A I N 24 A I N 35 A 06 A 17 A 28 V S S1 6 V DD1 5 A OU T1 4 V R EF1 3 A GN D1 2 E X T1 1 O SC1 0 S C L9 S D AC H A N N E L 0C H A N N E L 1C H A N N E L 2C H A N N E L 3G N DV C CG N DC H A N N E L 4C H A N N E L 5C H A N N E L 6C H A N N E L 7V C CG N DG N DV C C圖 37 單片機外圍電路 (除去最小系統(tǒng) ) 河南大學本科畢業(yè)生學士學位論文 第 16 頁 第 4 章 軟件設計 軟件包括主程序和定時器 0 中斷程序，主程序由延時程序、 LCD 相 關程序、鍵盤檢測程序、 IIC 程序、 PCF8591 程序等組成 。 開 始初 始 化 L C D 1 6 0 2依 次 寫 入 控 制 字0 x 3 8 , 0 x 0 c ，0 x 6 , 0 x 0 1根 據(jù) m o d 值 選 擇P C F 8 5 9 1 芯 片向 芯 片 1 依 次 寫 入0 x 9 0 ， m o d ， 0 x 9 1 ， 從而 啟 動 轉 換 ， 并 讀 取 相應 通 道 A D 轉 換 結 果向 芯 片 1 依 次 寫 入0 x 9 2 ， m o d 4 ， 0 x 9 3 ，從 而 啟 動 轉 換 ， 并 讀 取相 應 通 道 A D 轉 換 結 果把 轉 換 結 果 交 給數(shù) 據(jù) 處 理 程 序L C D 1 6 0 2 把 通 道 號與 電 壓 值 顯 示 出 來結 束M o d = 0 、1 、 2 、 3M o d = 4 、5 、 6 、 7圖 42 LCD1602 與 PCF8591 程序流程 圖 河南大學本科畢業(yè)生學士學位論文 第 18 頁 數(shù)據(jù) 處理程序流程圖 如圖 43 所示。 d 2 = p c f d a t a % 1 0 。 上位機程序介紹 使用 visual C++ 可視化軟件開發(fā)工具，調(diào)用 MSCOMM 控件，開發(fā)一個集 存儲與顯示的上位機程序，用于大量數(shù)據(jù)的分析與處理。 這些組件通過一個名為 Developer Studio 的組件集成為和諧的開發(fā)環(huán)境。雖然微軟公司推出了 Visual C++.NET(Visual C++)，但它的應用的很大的局限性，只適用于 Windows 2020,Windows XP和 Windows 。 Microsoft Communications Control（以下簡稱 MSComm）是 Microsoft 公司提供的簡化Windows 下串行通信編程的 ActiveX 控件，它為 應用程序提供了通過串行接口收發(fā)數(shù)據(jù)的簡便方法。在許多情況下，在事件發(fā)生時需要得到通知，例如，在串口接收緩沖區(qū)中有字符，或者 Carrier Detect (CD) 或 Request To Send (RTS) 線上一個字符到達或一個變化發(fā)生時。在編程過程中，就可以在 OnComm 事件處理函數(shù)中加入自己的處理代碼。 查詢方式 查詢方式實質(zhì)上還是事件驅動，但在有些情況下，這種方式顯得更為便捷。 硬件與軟件調(diào)試 系統(tǒng)調(diào)試以程序為主，硬件調(diào)試先檢測電路的焊接是否正確，然后用外用表檢測或通電檢測其是否有短路或斷路。 河南大學本科畢業(yè)生學士學位論文 第 22 頁 結 論 我不會忘記這難忘的幾個月的時間里，親手實現(xiàn)了自己想做的項目。 河南大學本科畢業(yè)生學士學位論文 第 23 頁 參考文獻 [1] 王琳、商周、王學偉，數(shù)據(jù)采集系統(tǒng) 的發(fā)展及應用 .電測與儀表 .2020， [2] 89C52 百度百科 [3] PCF8591 百度百科 [4] LCD1602 百度百科 [5] KEIL C51 百度百科 [6] Visual C++ 百度百科 [7] 張毅剛 彭喜元 .單片機原理與應用設計 .電子工業(yè)出版社 [8] 郭天祥 . 新概念 51 單片機 C 語言教程 :入門、提高、開發(fā)、拓展全攻略 .電子工業(yè)出版社 [9] 蔣濤 . 通信控件 MSComm 使用詳解 .天極網(wǎng)