【導讀】檔資料。勿外傳！djs#XuyUP2kNXpRWXmA&UE9aQ@Gn8xp$R#&#849Gx^Gjqv^$UE9wEwZ#Qc@UE%&qYp@Eh5pDx2zVkum&gTXRm6X4NGpP$vST#&ksv*3tnGK8!z89AmYWpazadNu##KN&MuWFA5uxY7JnD6YWRrWwc^vR9CpbK!zn%Mz849Gx^Gjqv^$UE9wEwZ#Qc@UE%&qYp@Eh5pDx2zVkum&gTXRm6X4NGpP$vSTT#&ksv*3tnGK8!z89AmYWpazadNu##KN&MuWFA5ux^Gjqv^$UE9wEwZ#Qc@UE%&qYp@Eh5pDx2zVkum&gTXRm6X4NGpP$vST#&ksv*3tnGK8!z89AmYWpazadNu##KN&MuWFA5uxY7JnD6YWRrWwc^vR9CpbK!zn%Mz849Gx^Gjqv^$UE9wEwZ#Qc@UE%&qYp@Eh5pDx2zVkum&gTXRm6X4NGpP$vSTT#&ksv*3tnGK8!z89AmUE9aQ@Gn8xp$R#&#849Gx^Gjqv^$UE9wEwZ#Qc@UE%&qYp@Eh5pDx2zVkum&gTXRm6X4NGpP$vSTT#&ksv*3tnGK8!z89AmYWpazadNu##KN&MuWFA5uxY7JnD6YWRrWwc^vR9CpbK!zn%Mz849Gx^Gjqv^$UE9wEwZ#Qc@UE%&qYp@Eh5pDx2zVkum&gTXRm6X4NGpP$vSTT#&ksv*3tnGK8!z89AmYWpazadNu##KN&MuWFA5ux^Gjqv^$UE9wEwZ#Qc@UE%&qYp@Eh5pDx2zVkum&gTXRm6X4NGpP$vSTT#&ksv*3tnGK8!z89AmYWpazadNu##KN&MuWFA5uxY7JnD6YWRrWwc^vR9CpbK!zn%Mz849Gx^Gjqv^$UE9wEwZ#Qc@UE%&qYp@Eh5pDx2zVkum&gTXRm6X4NGpP$vST#&ksv*3tnGK8!z8vG#tYM*Jg&6a*CZ7H$dq8KqqfHVZFedswSyXTy#&QA9wkxFyeQ^!djs#XuyUP2kNXpRWXmA&UE9aQ@Gn8xp$R#&#849Gx^Gjqv^$UE9wEwZ#Qc@UE%&qYp@Eh5pDx2zVkum&gTXRm6X4NGpP$vSTT#&ksv*3tnGK8!z89AmYWpazadNu##KN&MuWFA5uxY7JnD6YWRrWwc^vR9CpbK!zn%Mz849Gx^G89AmUE9aQ@Gn8xp$R#&#849Gx^Gjqv^$UE9wEwZ#Qc@UE%&qYp@Eh5pDx2zVkum&gTXRm6X4NGpP$vSTT#&ksv*3tnGK8!z89AmYWpazadNu##KN&MuWFA5uxY7JnD6YWRrWwc^vR9CpbK!zn%Mz849Gx^Gjqv^$UE9wEwZ#Qc@UE%&qYp@Eh5pDx2zVkum&gTXRm6X4NGpP$vSTT#&ksv*3tnGK8!z89AmYWpazadNu##KN&MuWFA5ux^Gjqv^$UE9wEwZ#Qc@UE%&qYp@Eh5pDx2zVkum&gTXRm6X4NGpP$vSTT#&ksv*3tnGK8!z89AmYWpazadNu##KN&MuWFA5uxY7JnD6YWRrWwc^vR9CpbK!zn%Mz849Gx^Gjqv^$UE9wEwZ#Qc@UE%&qYp@Eh5pDx2zVkum&gTXRm6X4NGpP$vSTT#&ksv*3tnGK8!z8vG#tYM*Jg&6a*CZ7H$dq8KqfHVZFedswSyXTy#&QA9wkxFyeQ^!djs#XuyUP2kNXpRWXmA&UE9aQ@Gn8xp$R#&#849Gx^Gjqv^$UE9wEwZ#Qc@UE%&qYp@Eh5pDx2zVkum&gTXRm6X4NGpP$vSTT#&ksv*3tnGK8!z89AmYWpazadNu##KN&MuWFA5uxY7JnD6YWRrWwc^vR9CpbK!zn%Mz849Gx^Gjqv^$UE9wEwZ#Qc@UE%&qYp@Eh5pDx2zVkum&gTXRm6X4NGpP$vSTT#&ksv*3tnGK8!z89AmYWpazadNu##KN&MuWFA5ux^Gjqv^$UE9wEwZ#Qc@UE%&qYp@Eh5pDx2zVkum&gTXRm6X4NGpP$vST#&ksv*3tnGK8!z89AmYWpazadNu##KN&MuWFA5uxY7JnD6YWRrWwc^vR9CpbK!zn%Mz849Gx^Gjqv^$UE9wEwZ#Qc@UE%&qYp@Eh5pDx2zVkum&gTXRm6X4NGpP$vSTT#&ksv*3tnGK8!z89AmUE9aQ@Gn8xp$R#&#849Gx^Gjqv^$UE9wEwZ#Qc@UE%&qYp@Eh5pDx2zVkum&gTXRm6X4NGpP$vSTT#&ksv*3tnGK8!z89AmYWpazadNu##KN&MuWFA5uxY7JnD6YWRrWwc^vR9CpbK!zn%Mz849Gx^Gjqv^$UE9wEwZ#Qc@UE%&qYp@Eh5pDx2zVkum&gTXRm6X4NGpP$vSTT#&ksv*3tnGK8!z89AmYWpazadNu##KN&MuWFA5ux^Gjqv^$UE9wEwZ#Qc@UE%&qYp@Eh5pDx2zVkum&gTXRm6X4NGpP$vSTT#&ksv*3tnGK8!

　　

【正文】 on the conversion that imitates to measure the numeral to measure towards the data that collect .Then send the data to the host machine through RS485， the host machine is responsible for data and display, LED digital display is responsible display the data. The software is partly programmed with VC++. The software can realize the function of monitoring and controlling the whole system. It designs much program like dataacquisition treatment,datadisplay and datamunication ect. Keyword: data acquisition AT89C52 ADC0809 RS485 江 III 目 錄 摘 要 .......................................... I Abstract ....................................... II 1 緒論 .......................................... 1 研究背景及其目的意義 .................................... 1 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀 .......................................... 2 該課題研究的主要內(nèi)容 .................................... 3 2 數(shù)據(jù)采集總體設計 ................................ 4 ...................................... 4 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)結(jié)構(gòu)功能及簡介 .............................. 4 3 硬件部分 ...................................... 6 單片機基本模塊 .......................................... 6 A/D轉(zhuǎn)換模塊 ............................................ 9 ............................................... 12 LED 數(shù)碼管顯示模塊 ..................................... 13 . 通信模塊 .............................................. 17 4 軟件部分 ..................................... 20 簡介 KeilUvision2 ...................................... 20 下位機部分程序設計 ..................................... 24 5 上位機簡介 .................................... 29 6 結(jié)論 ......................................... 30 致 謝 .......................................... 31 參考文獻 ....................................... 32 附錄 1 總原理圖 ................................. 33 江 IV 附錄 2 程序清單 ................................. 35 江蘇師范大學本科生畢業(yè)設計 基于單片機的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的設計 1 1 緒論 研究背景及其目的意義 近年來，數(shù)據(jù)采集及其應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，它可以廣泛的應用于各種領域。 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)起始于 20 世紀 50 年代， 1956 年美國最先在軍事上研究的數(shù)據(jù)采集測試系統(tǒng)，目標是測試過程中不依靠相關(guān)的測試文件，由非熟練人員進行操作，并且是由測試設 備自動控制高速完成測試任務。由于該種數(shù)據(jù)采集測試系統(tǒng)具有高速和靈活等特性，可以滿足許多傳統(tǒng)方法不能完成的數(shù)據(jù)采集和測試任務，因而得到了人們的初步認可。大概在 60 年代后期，國外市場就有成套的數(shù)據(jù)采集設備出現(xiàn) [1]。 20 世紀 70 年代后期，隨著微型機的發(fā)展，出現(xiàn)了采集器、儀表同計算機溶為一體的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。由于這種數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)優(yōu)良的性能，超過了傳統(tǒng)的專用數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)和自動檢測儀表，因而獲得了高速的發(fā)展。從 70 年代起，數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)在以后發(fā)展過程中逐漸演變成為兩類，一類是工業(yè)現(xiàn)場的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，另一類是實驗室的數(shù)據(jù) 采集系統(tǒng) [2]。 20 世紀 80 年代計算機的高速發(fā)展和在生活中的應用，使數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)獲得了較快的發(fā)展，逐步出現(xiàn)了自動測試系統(tǒng)與通用的數(shù)據(jù)采集。那時候的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)主要分為兩類，一類由采集器和通用接口總線、儀表儀器和計算機組成。這類系統(tǒng)不僅在實驗室獲得了較多的應用，在工業(yè)生產(chǎn)中也有一定程度的應用。第二類以標準總線、數(shù)據(jù)采集卡和計算機構(gòu)成，這一類主要應用于工業(yè)現(xiàn)場。 20世紀 80 年代中后期，數(shù)據(jù)采集發(fā)生了驚人的變化，單片機、大規(guī)模集成電路和工業(yè)計算機的組合，用軟件來完成管理任務，使系統(tǒng)的體積變小，成本降低，功能大大 增強，數(shù)據(jù)處理能力倍增 [3]。 自 20 世紀 90 年代至今，一些技術(shù)先進的國家，數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)已成功的運用到工業(yè)、航空電子設備及宇航技術(shù)、軍事等諸多領域。隨著集成電路制造技術(shù)的提高，出現(xiàn)了高性能、可靠性較高的單片機數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)（ DAS）。數(shù)據(jù)采集技術(shù)儼然已經(jīng)成為一種專門的技術(shù)，在工業(yè)等領域得到了廣泛應用 [4]。該階段的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)采用模塊化結(jié)構(gòu)，根據(jù)不同的應用需求，通過簡單的增加和更改模塊，江蘇師范大學本科生畢業(yè)設計 基于單片機的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的設計 2 并結(jié)合系統(tǒng)編程，就可以擴展和修改系統(tǒng)，迅速組成一個新的系統(tǒng)。 盡管現(xiàn)在以微機為核心的可編程數(shù)據(jù)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)采集的功能，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)生根本性的影響。相較于數(shù)據(jù)采集板卡功能和成本的限制，單片機具高效率、高性能、低電壓、低功耗、低價格、多功能等優(yōu)點，而雙單片機又具有精度較高、轉(zhuǎn)換速度快、能夠?qū)Χ帱c同時進行采集，因此能夠開發(fā)出能滿足實際應用要求的、電路結(jié)構(gòu)簡單的、可靠性高的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。這就使得以單片機為核心的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)能在許多領域得到廣泛的應用。 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并轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號，并進行分析、處理、傳輸、顯示、存儲和顯示。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(shù)的發(fā)展，在數(shù)據(jù)采集方面的技術(shù)也取得了長足的進步，采集數(shù)據(jù)的信息化是目前數(shù)據(jù)采集技術(shù)發(fā)展的主流方向。多數(shù)領域都用到了數(shù)據(jù)采集，在飛機飛行、石油勘探、科學實驗、地震數(shù)據(jù)采集領域已經(jīng)得到廣泛的應用。 我國的數(shù)字地震觀測系統(tǒng)主要采用 TDE124C 型 TDE224C 型地震數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。近年來，又成功研制了動態(tài)范圍更大、線性度更高、兼容性更強、低功耗可靠性的 TDE324C 型地震數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。該數(shù)據(jù)采集對拾震計輸出的電信號模擬放大后送至 A/D 數(shù)字化， A/D 采用同時采樣，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。該數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)具備 24 位 A/D 轉(zhuǎn)化位數(shù)，采樣率有 50HZ、 100HZ、 200HZ [5]. 美國 PASCO 公司生產(chǎn)的“科學工作室”是數(shù)據(jù)采集應用于物理實驗的嶄新系統(tǒng)，它主要由 3 部分組成： （ 1） 傳感器：利用先進的傳感技術(shù)可實時采集物理實驗中各種物理量； （ 2） 計算機接口：將傳感器采集到的數(shù)據(jù)信號輸入計算機，采樣速率最高為 25 萬次 /S； （ 3） 軟件：英文及中文的應用 軟件 [6]。 受需求牽引，新一代機載數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)為滿足飛行實驗應用也在快速地發(fā)展。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)到了 2020 年。該系統(tǒng)采用 16 位（ A/D）模擬數(shù)字變換，總采樣率達 500K/S,江蘇師范大學本科生畢業(yè)設計 基于單片機的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的設計 3 同步時間為 +/250ns，可以利用方式組成高達 1000 通道的大容量的分布式采集系統(tǒng)。 該課題研究的主要內(nèi)容 數(shù)據(jù)采集技術(shù)是信息科學的重要分支之一 , 它研究信息數(shù)據(jù)的采集、存儲、處理以及控制等問題。它是對傳感器信號的測量與處理 , 以微型計算機等高技術(shù)為基礎而形成的一門 綜合應用技術(shù)。數(shù)據(jù)采集也是從一個或多個信號獲取對象信息的過程。隨著微型計算機技術(shù)的快速發(fā)展和普及應用 ,數(shù)據(jù)采集監(jiān)測技術(shù)已成為非常重要的檢測技術(shù) ,被 廣泛地應用于工農(nóng)業(yè)等需要同時監(jiān)控壓力、溫度和濕度等數(shù)據(jù)的場合。數(shù)據(jù)采集是工業(yè)控制等系統(tǒng)不可缺少的環(huán)節(jié) ,大多 采用一些功能相對獨立的專用單片機系統(tǒng)來實現(xiàn)其控制功能。作為測控系統(tǒng)至關(guān)重要的部分 ,數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的性能直接影響到整個系統(tǒng)的運轉(zhuǎn)。 傳統(tǒng)的基于單片機的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)就是因為沒有上位機的支持 ,所以 無論使用什么樣的數(shù)據(jù)存儲器 ,它都只有有限的存儲容量 ,所以不得不覆蓋刷新 歷史數(shù)據(jù) ,這樣一來不利于用戶整體分析數(shù)據(jù) ,因而也不能準確地把握生產(chǎn)過程的狀況并做出適當?shù)挠媱潯? 本系統(tǒng)采用下位機負責模擬數(shù)據(jù)的采集 ,單片機負責采集八路數(shù)據(jù)，并應答主機發(fā)送的命令，上位機即主機是負責處理接受過來的數(shù)字量的處理及顯示，主機和從機之間用 RS485進行通信。這樣用戶可以在上位機上編寫各種程序?qū)ξ募械臄?shù)據(jù)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。該系統(tǒng)采用的是 AT89C52單片機，此芯片功能比較強大，能夠滿足設計要求。 江蘇師范大學本科生畢業(yè)設計 基于單片機的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的設計 4 2 數(shù)據(jù)采集總體設計 系統(tǒng)設計的基本要求 （ 1） 將采集的 模擬信號轉(zhuǎn)換成方便處理的數(shù)字量。 （ 2） 對完成轉(zhuǎn)換后的數(shù)字量進行處理。 （ 3） 能夠控制信號的采集、處理、顯示等。 （ 4） 該系統(tǒng)要具有準確性、可靠性和穩(wěn)定性。 （ 5） 給出具體的硬件和軟件。 在系統(tǒng)的擴展和配置設計中，應遵循以下原則 : （ 1） 為了給硬件系統(tǒng)的標準化、模塊化打下基礎，盡可能多地選擇典型電路。 （ 2） 系統(tǒng)外圍設備的配置要滿足系統(tǒng)的功能要求，留有余地，以便進行改進。 （ 3） 應將硬件結(jié)構(gòu)和軟件相結(jié)合。 （ 4） 系統(tǒng)中相關(guān)器件要盡可能做到性能匹配。 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)結(jié)構(gòu)功能及簡介 數(shù)據(jù)采集，又 稱數(shù)據(jù)獲取，是利用一種裝置，從系統(tǒng)外部采集數(shù)據(jù)并輸入到系統(tǒng)內(nèi)部的一個接口。數(shù)據(jù)采集技術(shù)廣泛應用在各個領域。 70 年代初，隨著大規(guī)模集成電路及計算機技術(shù)的發(fā)展，特別是微處理器及高速 A/D 轉(zhuǎn)換器的誕生，數(shù)據(jù)采集的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)發(fā)生了重大的改變。原來由硬件程序控制器組成的采集系統(tǒng)及小規(guī)模集成的數(shù)字邏輯電路變?yōu)楸挥晌⑻幚砥骺刂频牟杉到y(tǒng)所代替。由微處理器完成程序控制，邏輯操作及大部分數(shù)據(jù)處理，使系統(tǒng)的可靠性和靈活性得到了較大的提高，系統(tǒng)的硬件成本和重建費用也得到了較大的降低 [7]。 在本系統(tǒng)中需要將模擬量轉(zhuǎn)換為數(shù)字量，而 A/D 是將模擬量轉(zhuǎn)換為數(shù)字量的器件，它需要考慮的指標有：分辨率、轉(zhuǎn)換時間、轉(zhuǎn)換誤差等等。而單片機是該系統(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?。在該系統(tǒng)中采用的是 8051 系列的單片機。雙機通信的串行口可以采用 RS485C 標準接口，由芯片 MAX485 實現(xiàn)雙機的通信。而數(shù)據(jù)的顯示則采江蘇師范大學本科生畢業(yè)設計 基于單片機的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的設計 5 用的是 LED 數(shù)碼管，該器件比較簡單，在生活中接觸也較多。 本數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)可以采集八路模擬信號。由于采集的信號多種多樣，需要多種轉(zhuǎn)換器把信號轉(zhuǎn)換為電壓模擬信號，本文就不不作介紹。系統(tǒng)把模擬電壓信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號，由單片機串口經(jīng)過 TTL 電平轉(zhuǎn)換后，發(fā)送到 PC 機由 PC 機處理采集的信號。 其中： AT89C52 ( 主控芯片 ) : CPU 作為該系統(tǒng)的核心控制芯片 , 起采集、控制顯示的作用。 顯示模塊： 采用四位一體共陰 LED 數(shù)碼管用來顯示采集到的數(shù)值。 通信模塊：采用 RS485 標準實現(xiàn)單片機與 PC 機間的通信 。 模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊：采用 ADC0809 進行模擬信號到數(shù)字信號的轉(zhuǎn)換，以供給單片機采集數(shù)據(jù)。 系統(tǒng)框圖如圖 21 所示： 信號采集電路A / D轉(zhuǎn)換單片機R S 4 8 5P C鍵 盤顯 示 圖 21 系統(tǒng)框圖 江蘇師范大學本科生畢業(yè)設計