基于單片機(jī)的多路實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)設(shè)計(jì)(編輯修改稿)
2025-07-24 19:37 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 性能至關(guān)重要，所以必須合理設(shè)計(jì)使其能提供預(yù)期的采樣速度、達(dá)到一定的轉(zhuǎn)換精度，并能做到電路簡單、抗干擾性能強(qiáng)。為了和本設(shè)計(jì)的指標(biāo)一致，本采集系統(tǒng)采用ADI公司生產(chǎn)的12位模數(shù)轉(zhuǎn)換器AD7862，它是一款高速、低功耗、雙核12位模數(shù)轉(zhuǎn)換器，采樣的電壓范圍、精度及速度滿足本設(shè)計(jì)的要求。 單片機(jī)的選擇單片機(jī)是一種面向大規(guī)模的集成電路芯片，是微型計(jì)算機(jī)中的一個(gè)重要的分支。此系統(tǒng)是由CPU、隨即存取數(shù)據(jù)存儲器、只讀程序存儲器、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)動電路（LCD和LED驅(qū)動電路）、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)。而本設(shè)計(jì)選用的是AT89C52。 串行口的選擇該串行口我選用了標(biāo)準(zhǔn)RS232C接口，它是電平與TTL電平轉(zhuǎn)換驅(qū)動電路。常用的芯片是MAX232，MAX232的優(yōu)點(diǎn)是：（1）一片芯片可以完成發(fā)送轉(zhuǎn)換和接收轉(zhuǎn)換的雙重功能；（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。串行接口采用異步通信方式，將數(shù)據(jù)發(fā)給PC機(jī)。利用VC++編寫界面進(jìn)行控制與顯示。3 硬件介紹及系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) AD7862簡介AD7862是美國ADI公司出品的12位高速、低功耗轉(zhuǎn)換器，單電源5伏供電。它包含兩個(gè)4us的延時(shí)的ADC,兩個(gè)鎖存器，一個(gè)內(nèi)部的+。有四個(gè)模擬輸入通道，分為兩組，由A0選擇。每一組通道有兩個(gè)輸入(VA1 amp。 VA2 or VB1 amp。 VB2)，它們能同時(shí)的被采樣和轉(zhuǎn)化，保存相對的信號信息。圖31 AD7862的內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖32 AD7862工作時(shí)序圖圖3是AD7862的時(shí)序控制圖。在時(shí)序圖中，一個(gè)轉(zhuǎn)換在/CONVST的下降沿開始。這時(shí)兩個(gè)鎖存器同時(shí)鎖存兩個(gè)通道的模擬量，轉(zhuǎn)換完成，AD7862的輸出寄存器的數(shù)據(jù)是有效的。BUSY信號指示轉(zhuǎn)換的結(jié)束，這時(shí)兩個(gè)通道的轉(zhuǎn)化的結(jié)果是有效的，可以去讀。下一個(gè)轉(zhuǎn)化然后開始，如果多路選擇器A0是低電平，那么轉(zhuǎn)化后的第一次和第二次讀的結(jié)果是A通道的模擬量。在A0為高電平時(shí)，轉(zhuǎn)換后的數(shù)據(jù)是B通道的模擬量。 單片機(jī)簡介 單片機(jī)的概述單片機(jī)是一種集成的電路芯塊采用了超大規(guī)模技術(shù)把具有運(yùn)算能力（如算術(shù)運(yùn)算、邏輯運(yùn)算、數(shù)據(jù)傳送、中斷處理）的微處理器（CPU）,隨機(jī)存取數(shù)據(jù)存儲器（RAM），只讀程序存儲器（ROM），輸入輸出電路（I/O口），可能還包括定時(shí)計(jì)數(shù)器，串行通信口（SCI），顯示驅(qū)動電路（LCD或LED驅(qū)動電路），脈寬調(diào)制電路(PWM)，模擬多路轉(zhuǎn)換及A/D轉(zhuǎn)換器等電路集成到一塊單片機(jī)上，構(gòu)成一個(gè)最小然而很完善的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。這些電路能在軟件的控制下準(zhǔn)確快速的完成程序設(shè)計(jì)者事先規(guī)定的任務(wù)。總的而言單片機(jī)的特點(diǎn)可以歸納為以下幾個(gè)方面：集成度高、存儲容量大、外部擴(kuò)展能力強(qiáng)、控制功能強(qiáng)、低電壓、低功耗、性能價(jià)格比高、可靠性高這幾個(gè)方面[8]。單片機(jī)按內(nèi)部數(shù)據(jù)通道的寬度，可分為4位、8位、16位及32位單片機(jī)。它們被應(yīng)用在不同領(lǐng)域里，8位單片機(jī)由于功能強(qiáng)大，被廣泛的應(yīng)用在工業(yè)控制、智能接口、儀表儀器等各個(gè)領(lǐng)域。8位單片機(jī)在中、小規(guī)模應(yīng)用場合仍占主流地位，代表了單片機(jī)的發(fā)展方向，在單片機(jī)應(yīng)用領(lǐng)域發(fā)揮越來越大的作用。隨著移動通訊、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、多媒體技術(shù)等高科技產(chǎn)品進(jìn)入家庭，32位單片機(jī)應(yīng)用得到了長足發(fā)展?？v觀單片機(jī)的發(fā)展過程，可以預(yù)示單片機(jī)的發(fā)展趨勢：微型單片化；低功耗CMOS；與多品種共存；可靠性和應(yīng)用水平越來越高。單片機(jī)有著微處理器所不具備的功能，它可以獨(dú)立地完成現(xiàn)代工業(yè)控制所要求的智能化控制功能這就是單片機(jī)的最大特點(diǎn)。然而單片機(jī)又不同于單板機(jī)，芯片在沒有開發(fā)前，它只是具備功能極強(qiáng)的超大規(guī)模集成電路，如果賦予它特定的程序，它便是一個(gè)最小的、完整的微機(jī)控制系統(tǒng)。它與單板機(jī)或個(gè)人電腦有著本質(zhì)的區(qū)別，單片機(jī)屬于芯片級應(yīng)用，需要用戶了解單片機(jī)芯片的結(jié)構(gòu)和指令系統(tǒng)以及其它集成電路應(yīng)用技術(shù)和系統(tǒng)設(shè)計(jì)所需要的理論和技術(shù)，用這樣特定的芯片設(shè)計(jì)應(yīng)用程序，從而使芯片具備特定的智能[8]。 AT89C52簡介AT89C52是一種低功耗、高性能CMOS8位微控制器，具有8K 在系統(tǒng)可編程Flash 存儲器。使用Atmel 公司高密度非易失性存儲器技術(shù)制造，與工業(yè)80C51 產(chǎn)品指令和引腳完全兼容。片上Flash允許程序存儲器在系統(tǒng)可編程，亦適于常規(guī)編程器。在單芯片上，擁有靈巧的8 位CPU 和在系統(tǒng)可編程Flash，使AT89C52為眾多嵌入式控制應(yīng)用系統(tǒng)提供高靈活、超有效的解決方案[8]。AT89C52具有以下標(biāo)準(zhǔn)功能： 8k字節(jié)Flash，256字節(jié)RAM，32 位I/O 口線，看門狗定時(shí)器，2 個(gè)數(shù)據(jù)指針，三個(gè)16 位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器，一個(gè)6向量2級中斷結(jié)構(gòu)，全雙工串行口，片內(nèi)晶振及時(shí)鐘電路。另外，AT89S52 可降至0Hz 靜態(tài)邏輯操作，支持2種軟件可選擇節(jié)電模式。空閑模式下，CPU停止工作，允許RAM、定時(shí)器/計(jì)數(shù)器、串口、中斷繼續(xù)工作。掉電保護(hù)方式下，RAM內(nèi)容被保存，振蕩器被凍結(jié)，單片機(jī)一切工作停止，直到下一個(gè)中斷或硬件復(fù)位為止[8]。其引腳圖，如圖33所示,它一共有40個(gè)引腳，引腳又分為四類。其中有四個(gè)電源引腳，用來接入單片機(jī)的工作電源。工作電源又分主電源、備用電源和編程電源。還有兩個(gè)時(shí)鐘引腳XTALXTAL2。還有由P0口、P1口、P2口、P3口的所有引腳構(gòu)成的單片機(jī)的輸入/輸出（I\O）引腳。圖33 AT89C52的引腳圖綜上所述，單片機(jī)的引腳特點(diǎn)是：（1）單片機(jī)多功能，少引腳，使得引腳復(fù)用現(xiàn)象較多。（2）單片機(jī)具有四種總線形式：P0和P2組成的16位地址地址總線；P0分時(shí)復(fù)用為8位數(shù)據(jù)總線；ALE、PSEN、RST、EA和P3口的INT0、INTT0、TWR、RD以及P1口的TT2EX組成控制總線；而P3口的RXD、TXD組成串行通信總線。89C52單片機(jī)的主要功能 與MCS51單片機(jī)產(chǎn)品兼容1）8K字節(jié)在系統(tǒng)可編程Flash存儲器；2）1000次擦寫周期； 3）全靜態(tài)操作：0Hz～33Hz；4）三級加密程序存儲器；5）32個(gè)可編程I/O口線；6）三個(gè)16位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器； 7）八個(gè)中斷源；8）全雙工UART串行通道；9）低功耗空閑和掉電模式；10）掉電后中斷可喚醒；11）看門狗定時(shí)器；12）雙數(shù)據(jù)指針；13）掉電標(biāo)識符。 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)系統(tǒng)硬件電路的設(shè)計(jì)由主要電路設(shè)計(jì)以及輔助電路設(shè)計(jì)。主電路設(shè)計(jì)即單片機(jī)與微處理器AD7862的接口電路設(shè)計(jì)，和串行口RS－232C的硬件接口電路設(shè)計(jì)。輔助電路包括復(fù)位電路和晶振電路。 單片機(jī)最小系統(tǒng)設(shè)計(jì) (1) 復(fù)位電路設(shè)計(jì)電容在上接高電平，電阻在下接地，中間為RST。這種復(fù)位電路的工作原理是：通電時(shí)，電容兩端
畢業(yè)設(shè)計(jì)相關(guān)推薦
鄂ICP備17016276號-1