基于rs-232的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)設(shè)計(jì)課程論文設(shè)計(jì)(編輯修改稿)
2025-07-24 19:17 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 MAX232內(nèi)部二極管與電容的作用使得在二極管與電容交接處的電壓保持在3V~15V。當(dāng)TXD為“1”(TTL)時(shí)，內(nèi)部三極管截止，PCRXD上的電壓與PCTXD電壓相等，也是3~15V為“1”(RS232)當(dāng)TXD為“0”(TTL)時(shí)，內(nèi)部三極管導(dǎo)通,則PCRXD電壓約為+5V，這個(gè)電壓在+3~+15V之間，根據(jù)RS232電平，它是“0”也就是說(shuō)TTL的“1”經(jīng)過(guò)這個(gè)電平轉(zhuǎn)換電路后，RS2323可以識(shí)別出它是“1”，是“0”也能識(shí)別為“0”。這就實(shí)現(xiàn)了從TTL到RS232的電平轉(zhuǎn)換。 AD0832模擬量采集電路 AD0832芯片簡(jiǎn)介ADC0832 是美國(guó)國(guó)家半導(dǎo)體公司生產(chǎn)的一種8 位分辨率、雙通道A/D轉(zhuǎn)換芯片。其最高分辨可達(dá)256級(jí)，可以適應(yīng)一般的模擬量轉(zhuǎn)換要求。其內(nèi)部電源輸入與參考電壓的復(fù)用，使得芯片的模擬電壓輸入在0~5V之間。芯片轉(zhuǎn)換時(shí)間僅為32μS，據(jù)有雙數(shù)據(jù)輸出可作為數(shù)據(jù)校驗(yàn)，以減少數(shù)據(jù)誤差，轉(zhuǎn)換速度快且穩(wěn)定性能強(qiáng)。獨(dú)立的芯片使能輸入，使多器件掛接和處理器控制變的更加方便。通過(guò)DI 數(shù)據(jù)輸入端，可以輕易的實(shí)現(xiàn)通道功能的選擇。圖24為ADC0832的引腳圖。圖24 ADC0832引腳圖引腳說(shuō)明：CS_片選使能，低電平芯片使能；CH0 模擬輸入通道0，或作為IN+/使用；CH1 模擬輸入通道1，或作為IN+/使用；GND 芯片參考0 電位（地）；DI 數(shù)據(jù)信號(hào)輸入，選擇通道控制；DO 數(shù)據(jù)信號(hào)輸出，轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)輸出；CLK 芯片時(shí)鐘輸入；Vcc/REF 電源輸入及參考電壓輸入（復(fù)用）。 CD4051芯片簡(jiǎn)介CD4051/CC4051是單8通道數(shù)字控制模擬電子開(kāi)關(guān)，有A、B和C三個(gè)二進(jìn)制控制輸入端以及INH共4個(gè)輸入，具有低導(dǎo)通阻抗和很低的截止漏電流?！?0V的數(shù)字信號(hào)可控制峰峰值至20V的模擬信號(hào)。例如，若VDD=+5V，VSS=0，VEE=，則0～～。這些開(kāi)關(guān)電路在整個(gè)VDDVSS和VDDVEE電源范圍內(nèi)具有極低的靜態(tài)功耗，與控制信號(hào)的邏輯狀態(tài)無(wú)關(guān)。當(dāng)INH輸入端=“1”時(shí)，所有的通道截止。只有當(dāng)INH=0時(shí)，三位二進(jìn)制信號(hào)才可以選通8通道中的一個(gè)通道，連接該輸入端至輸出。其中VEE可以接負(fù)電壓，也可以接地。當(dāng)輸入電壓有負(fù)值時(shí)，VEE必須接負(fù)電壓，其他時(shí)候可以接地。圖25為CD4051的引腳圖。圖25 CD4051引腳圖引腳說(shuō)明：0~7為IN/OUT輸入/輸出端；A B C為地址端；COM為公共輸出/輸入端；INH為禁止端；VEE負(fù)電壓端；GND數(shù)字信號(hào)接地端；VDD電源+。 模擬量產(chǎn)生采集電路模擬量由八個(gè)電位器的可動(dòng)端產(chǎn)生，為0 ~5V電源，經(jīng)八選一模擬通道開(kāi)關(guān)將其中一路模擬量送入AD芯片進(jìn)行采集，采集結(jié)果在上位機(jī)準(zhǔn)備就緒時(shí)由串口發(fā)送給上位機(jī)顯示。圖26為模擬量產(chǎn)生采集電路。圖26 模擬量產(chǎn)生采集電路 開(kāi)關(guān)量采集電路開(kāi)關(guān)量采集電路如圖27所示，發(fā)光二極管作指示作用，電阻限流保護(hù)，接P1端口。圖27 開(kāi)關(guān)量采集電路 +5V直流電源設(shè)計(jì)電路 7805簡(jiǎn)介7805三端穩(wěn)壓集成電路，常見(jiàn)的三端穩(wěn)壓集成電路有正電壓輸出的78 系列和負(fù)電壓輸出的79系列。三端IC是指這種穩(wěn)壓用的集成電路，只有三條引腳輸出，分別是輸入端、接地端和輸出端。它的樣子像是普通的三極管，TO 220 的標(biāo)準(zhǔn)封裝，也有9013樣子的TO92封裝。7805三端穩(wěn)壓IC內(nèi)部電路具有過(guò)壓保護(hù)、過(guò)流保護(hù)、過(guò)熱保護(hù)功能，這使它的性能很穩(wěn)定。能夠?qū)崿F(xiàn)1A以上的輸出電流。器件具有良好的溫度系數(shù)，因此產(chǎn)品的應(yīng)用范圍很廣泛?？梢赃\(yùn)用本地調(diào)節(jié)來(lái)消除噪聲影響，解決了與單點(diǎn)調(diào)節(jié)相關(guān)的分散問(wèn)題，輸出電壓誤差精度分為177。3%和177。5%。 直流電源設(shè)計(jì)基本原理直流電源的輸入為220V的電網(wǎng)電壓，單片機(jī)所需直流電壓的數(shù)值和電網(wǎng)電壓的有效值相差較大，因而需要通過(guò)電源變壓器降壓。再通過(guò)整流電路將降壓后的正弦波電壓轉(zhuǎn)換為單一方向的脈動(dòng)電壓。為了減小電壓的脈動(dòng)，需通過(guò)低通濾波電路濾波，使輸出電壓平滑。理想情況下是可以將交流分量全部濾掉，但是因?yàn)槭茇?fù)載影響，加之濾波電路并不能達(dá)到理想效果。還需要加入穩(wěn)壓電路，使輸出直流電壓基本不受電網(wǎng)電壓波動(dòng)和負(fù)載電阻變化的影響。圖28為+5V直流電源設(shè)計(jì)電路。圖28 +5V直流電源設(shè)計(jì)電路單片機(jī)的工作電壓為DC_+5V，所以需將AC_220V轉(zhuǎn)化為DC_+5V。AC_220V經(jīng)變壓器降至DC_9V左右，經(jīng)過(guò)橋式二極管電路（全波）整流，再經(jīng)過(guò)電容濾波及LM7805穩(wěn)壓，最終得到DC_+5V。 第3章 軟件系統(tǒng)設(shè)計(jì) 系統(tǒng)程序流圖程序設(shè)計(jì)中將程序模塊化尤為重要，可將整個(gè)程序劃分為數(shù)據(jù)采集模塊、串行發(fā)送模塊、上位機(jī)顯示模塊。圖31為系統(tǒng)程序流圖。八路模擬量A/D采集數(shù)據(jù)采集上位機(jī)顯示程序初始化八路開(kāi)關(guān)量采集上位機(jī)是否準(zhǔn)備好結(jié)束開(kāi)始 循環(huán)或看門(mén)狗復(fù)位
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