【正文】 12 結(jié)果輸出。在啟動 A/D 轉(zhuǎn)換時，由單片機的 控制A/D 轉(zhuǎn)換器的啟動和地址鎖存，因為 ALE 和 START 連在一起，所以 AD0809在鎖存通道的時候，同時也啟動了 A/D 轉(zhuǎn)換器。 由于 ADC0809 具有輸出 3 態(tài)鎖存器，其八位數(shù)據(jù)輸出引腳可直接與數(shù)據(jù)總線相連。硬件電路設(shè)計時，需根據(jù)時序關(guān)系及軟件進行設(shè)計。該信號通?？勺鳛橹袛嗌暾埿盘枴? ADC0809 時序圖及其接口電路 ADC0809 的時序圖如圖 35 所示： 圖 35 ADC0809 的時序圖 其工作過程是： ALE 的上升沿將 A、 B、 C 端選擇的通道地址鎖存到 8 位A/D 轉(zhuǎn)換器的輸入端， START 的下降驗啟動 8 位 A/D 轉(zhuǎn)換器進行轉(zhuǎn)換。 Vcc： +5V電源。 EOC：轉(zhuǎn)換結(jié)束狀態(tài)信號。 OE：輸出允許信號，高電平有效。 D7~D0：數(shù)據(jù)輸出線。 ALE：地址鎖存信號。 ADDA、 ADDB、 ADDC：模擬通道地址線。轉(zhuǎn)換誤差為 1/2LSB。由 C、 B、 A 的編碼來決定所選的模擬通道。 ADC0809 的介紹 ADC0809 是八通道的八位逐次逼近式 A/D 轉(zhuǎn)換器。 比較以上三種方案，在價格、轉(zhuǎn)換速度等多種標準的考慮下，本設(shè)計選用逐漸逼近式 A/D 轉(zhuǎn)換器 —— ADC0809。 (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)點是抗干擾能力強，精度比較高，不足是數(shù)度很慢，適用于系統(tǒng)對轉(zhuǎn)換度要求不高的場合。 按模擬量轉(zhuǎn)換成數(shù)字量的原理可以分為 3 種：雙積分式、逐次逼近式及并行式 A/D 轉(zhuǎn)換器。位數(shù)越高其分辨率就越高，價格 也就越貴。 CS/WDI1SO2RESET7VCC8VSS4SI5SCK6WP3U5X5045GNDVCC1KR1RST 圖 32 X5045 連接圖 綜上，將時鐘電路和復位電路與單片機相連單片機控制系統(tǒng)最基本的部分，如圖 33 所示 江蘇師范大學本科生畢業(yè)設(shè)計 基于單片機的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的設(shè)計 9 CS/WDI1SO2RESET7VCC8VSS4SI5SCK6WP3U5X5045GNDVCC1KR1Y1C130μFC230μFGNDRXDTXDVCC12345678RST91011121314151617XTAL218XTAL119GND202122232425262728PSEN29ALE30EA313233343536373839VCC40JP2AT89C52STEOCRD1KR1KR3S10SWPB100pFC2GNDVCC 圖 33 單片機時鐘和復位電路 A/D 轉(zhuǎn)換模塊 在我們所采集的信號中大多是連續(xù)變化的物理量，而要對 各種信號進行處理 ,則需要將其轉(zhuǎn)換為計算機能處理的數(shù)字量， A/D 轉(zhuǎn)換器就是將連續(xù)變化的模擬量轉(zhuǎn)換成計算機能接受的數(shù)字量。 在單片機數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)中， 89C52利用 P1端口 的四條線和看門狗芯片 X5045的 SPI 接口相連。看門狗定時器就會產(chǎn)生計數(shù)溢出信號，該信號和處理器的復位引腳相連，因此就會自動復位微處理器，應用系統(tǒng)重新啟動和繼續(xù)工作。 看門狗技術(shù)的監(jiān)控思路是：在系統(tǒng)中設(shè)置一個定時器（看門狗定時器），處理器正常運行時，軟件程序中每隔一定時間間隔要發(fā)出一條（或幾條）指令，將看門狗定時器清零，使看門狗定時器在系統(tǒng)正常工作時總是不能溢出。這樣，就要求單片機或嵌入式應用系統(tǒng)能夠自動檢測到并能自動重新復位或啟動系統(tǒng)，保障應用系統(tǒng)正常工作。對于事務處理、辦公自動化的應用場合，操作者在現(xiàn)場，一經(jīng)發(fā)現(xiàn)就馬上進行處理，如進行復位操作或關(guān)斷電源重新啟動。第 9 引腳為復位輸入端 ,接上電容 ,電阻構(gòu)成上電復位電路。結(jié)合本設(shè)計的要求采用內(nèi)部振蕩方式，所選的晶振為 6MHz。 江蘇師范大學本科生畢業(yè)設(shè)計 基于單片機的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的設(shè)計 7 12345678RST91011121314151617XTAL218XTAL119GND202122232425262728PSEN29ALE30EA313233343536373839VCC40JP2AT89C52 圖 31AT89C52 單片機的引腳圖 AT89C52 單片機時鐘和復位電路 的設(shè)計 AT89C52 單片機為 40 引腳雙列直插芯片 ,有四個 I/O 口 P0,P1,P2,P3, MCS51 單片機共有 4 個 8 位的 I/O 口（ P0、 P P P3），每一條 I/O 線都能獨立地作輸出或輸入。掉電方式保存 RAM中的內(nèi)容，但振蕩器停止工作并禁止其他所有部件工作直到下一個硬件復位。同時， AT89C52 降至 0Hz 的靜態(tài)邏輯操作，并支持兩種可選的節(jié)電工作模式。因此，在這里我選用 AT89C52 單片機來完成，它的優(yōu)點 很多，比如結(jié)構(gòu)簡單、編程方便、經(jīng)濟、易于連接等，特別是其內(nèi)部的定時器 /計數(shù)器、中斷系統(tǒng)資源豐富，具有較高的應用價值 [8]。單片機要使用特定的組譯和編譯軟件編譯程序，再用 keiluvision2 把程序下載到單片機內(nèi)。 單片機基本模塊 單片機是一種面向大規(guī)模的集成電路芯片，是微型計算機中的一個重要的分支。由于此處輸入信號 多種多樣 ， 不能一一列舉， 所以本文并 未 詳細討論。 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)。 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。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。 本數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)可以采集八路模擬信號。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?。由微處理器完成程序控制，邏輯操作及大部分?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]。 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。 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。 （ 3） 應將硬件結(jié)構(gòu)和軟件相結(jié)合。 在系統(tǒng)的擴展和配置設(shè)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(chǔ)，盡可能多地選擇典型電路。 （ 4） 該系統(tǒng)要具有準確性、可靠性和穩(wěn)定性。 （ 2） 對完成轉(zhuǎn)換后的數(shù)字量進行處理。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(shè)計要求。 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。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)。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。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(chǔ)而形成的一門 綜合應用技術(shù)。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(shè)計 基于單片機的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的設(shè)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)。 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。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。 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)。它起始于 20 世紀中期，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。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(lǐng)域得到廣泛的應用。 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。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(lǐng)域得到了廣泛應用 [4]。 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(shè)備及宇航技術(shù)、軍事等諸多領(lǐng)域。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。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。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 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。 關(guān)鍵詞 ：數(shù)據(jù)采集 AT89C52 ADC0809 RS485 江 II Abstract This article describes the hardware design and software design of the data on which based on signalchip microputer .The data collection system is the link between the digital domain and analog domain. It has an very important function. The introductive point of this text is a data to collect the system. The hardware of the system focuses on signalchip microputer .Data collection and munication control use modular design. The data collected to control with correspondence to adopt a machine 8051 to carry out. The part of hardware’s core is AT89C52, is also includes A/D conversion module, display module, and the serial interface. Slave machine is responsible for data acquisition and answering the host roads were measured the electric voltage to pass the in general use moldfew conversion of ADC0809,the realization carries 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 digi