【正文】 與 ADC0809 之間需要加芯片 74LS573 來(lái)緩沖數(shù)據(jù)的傳輸，芯片 74LS573 的介紹在 節(jié)有詳細(xì)介紹。將轉(zhuǎn)換江蘇師范大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 基于單片機(jī)的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 12 結(jié)果輸出。在啟動(dòng) A/D 轉(zhuǎn)換時(shí)，由單片機(jī)的 控制A/D 轉(zhuǎn)換器的啟動(dòng)和地址鎖存，因?yàn)?ALE 和 START 連在一起，所以 AD0809在鎖存通道的時(shí)候，同時(shí)也啟動(dòng)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(jì)時(shí)，需根據(jù)時(shí)序關(guān)系及軟件進(jìn)行設(shè)計(jì)。該信號(hào)通?？勺鳛橹袛嗌暾?qǐng)信號(hào)。 ADC0809 時(shí)序圖及其接口電路 ADC0809 的時(shí)序圖如圖 35 所示： 圖 35 ADC0809 的時(shí)序圖 其工作過(guò)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(yàn)啟動(dòng) 8 位 A/D 轉(zhuǎn)換器進(jìn)行轉(zhuǎn)換。 Vcc： +5V 電源。 EOC：轉(zhuǎn)換結(jié)束狀態(tài)信號(hào)。 OE：輸出允許信號(hào)，高電平有效。 D7~D0：數(shù)據(jù)輸出線。 ALE：地址鎖存信號(hào)。 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(lái)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(jià)格、轉(zhuǎn)換速度等多種標(biāo)準(zhǔn)的考慮下，本設(shè)計(jì)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(diǎn)是抗干擾能力強(qiáng)，精度比較高，不足是數(shù)度很慢，適用于系統(tǒng)對(duì)轉(zhuǎn)換度要求不高的場(chǎng)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(jià)格 也就越貴。 CS/WDI1SO2RESET7VCC8VSS4SI5SCK6WP3U5X5045GNDVCC1KR1RST 圖 32 X5045 連接圖 綜上，將時(shí)鐘電路和復(fù)位電路與單片機(jī)相連單片機(jī)控制系統(tǒng)最基本的部分，如圖 33 所示 江蘇師范大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 基于單片機(jī)的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 9 CS/WDI1SO2RESET7VCC8VSS4SI5SCK6WP3U5X5045GNDVCC1KR1Y1C130μFC230μFGNDRXDTXDVCC12345678RST91011121314151617XTAL218XTAL119GND202122232425262728PSEN29ALE30EA313233343536373839VCC40JP2AT89C52STEOCRD1KR1KR3S10SWPB100pFC2GNDVCC 圖 33 單片機(jī)時(shí)鐘和復(fù)位電路 A/D 轉(zhuǎn)換模塊 在我們所采集的信號(hào)中大多是連續(xù)變化的物理量，而要對(duì)各種信號(hào)進(jìn)行處理 ,則需要將其轉(zhuǎn)換為計(jì)算機(jī) 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(jì)算機(jī)能接受的數(shù)字量。 在單片機(jī)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)中， 89C52利用 P1端口的四條線和看門(mén)狗芯片 X5045的 SPI 接 口相連?？撮T(mén)狗定時(shí)器就會(huì)產(chǎn)生計(jì)數(shù)溢出信號(hào)，該信號(hào)和處理器的復(fù)位引腳相連，因此就會(huì)自動(dòng)復(fù)位微處理器，應(yīng)用系統(tǒng)重新啟動(dòng)和繼續(xù)工作。 看門(mén)狗技術(shù)的監(jiān)控思路是：在系統(tǒng)中設(shè)置 一個(gè)定時(shí)器（看門(mén)狗定時(shí)器），處理器正常運(yùn)行時(shí)，軟件程序中每隔一定時(shí)間間隔要發(fā)出一條（或幾條）指令，將看門(mén)狗定時(shí)器清零，使看門(mén)狗定時(shí)器在系統(tǒng)正常工作時(shí)總是不能溢出。這樣，就要求單片機(jī)或嵌入式應(yīng)用系統(tǒng)能夠自動(dòng)檢測(cè)到并能自動(dòng)重新復(fù)位或啟動(dòng)系統(tǒng)，保障應(yīng)用系統(tǒng)正常工作。對(duì)于事務(wù)處理、辦公自動(dòng)化的應(yīng)用場(chǎng)合，操作者在現(xiàn)場(chǎng)，一經(jīng)發(fā)現(xiàn)就馬上進(jìn)行處理，如進(jìn)行復(fù)位操作或關(guān)斷電源重新啟動(dòng)。第 9 引腳為復(fù)位輸入端 ,接上電容 ,電阻構(gòu)成上電復(fù)位電路。結(jié)合本設(shè)計(jì)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(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 基于單片機(jī)的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 7 12345678RST91011121314151617XTAL218XTAL119GND202122232425262728PSEN29ALE30EA313233343536373839VCC40JP2AT89C52 圖 31AT89C52 單片機(jī)的引腳圖 AT89C52 單片機(jī)時(shí)鐘和復(fù)位電路 的設(shè)計(jì) AT89C52 單片機(jī)為 40 引腳雙列直插芯片 ,有四個(gè) I/O 口 P0,P1,P2,P3, MCS51 單片機(jī)共有 4 個(gè) 8 位的 I/O 口（ P0、 P P P3），每一條 I/O 線都能獨(dú)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(gè)硬件復(fù)位。同時(shí)， 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(jī)來(lái)完成，它的優(yōu)點(diǎn)很多，比如結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、編程方便、經(jīng)濟(jì)、易于 連接等，特別是其內(nèi)部的定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器、中斷系統(tǒng)資源豐富，具有較高的應(yīng)用價(jià)值 [8]。單片機(jī)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(jī)內(nèi)。 單片機(jī)基本模塊 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。由 于此處輸入信號(hào) 多種多樣 ， 不能一一列舉， 所以本文并 未 詳細(xì)討論。 模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊：采用 ADC0809 進(jìn)行模擬信號(hào)到數(shù)字信號(hào)的轉(zhuǎn)換，以供給單片機(jī)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(lái)顯示采集到的數(shù)值。系統(tǒng)把模擬電壓信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)，由單片機(jī)串口經(jīng)過(guò) TTL 電 平轉(zhuǎn)換后，發(fā)送到 PC 機(jī)由 PC 機(jī)處理采集的信號(hào)。 本數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)可以采集八路模擬信號(hào)。雙機(jī)通信的串行口可以采用 RS485C 標(biāo)準(zhǔn)接口，由芯片 MAX485 實(shí)現(xiàn)雙機(jī)的通信。而單片機(jī)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?wù)。由微處理器完成程序控制，邏輯操作及大部分?jǐn)?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(fèi)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(jì)算機(jī)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(jiǎn)介 數(shù)據(jù)采集，又稱(chēng)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(gè)接口。 （ 3） 應(yīng)將硬件結(jié)構(gòu)和軟件相結(jié)合。 在系統(tǒng)的擴(kuò)展和配置設(shè)計(jì)中，應(yīng)遵循以下原則 : （ 1） 為了給硬件系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)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(zhǔn)確性、可靠性和穩(wěn)定性。 （ 2） 對(duì)完成轉(zhuǎn)換后的數(shù)字量進(jìn)行處理。該系統(tǒng)采用的是 AT89C52單片機(jī)，此芯片功能比較強(qiáng)大，能夠滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求。 本系統(tǒng)采用下位機(jī)負(fù)責(zé)模擬數(shù)據(jù)的采集 ,單片機(jī)負(fù)責(zé)采集八路數(shù)據(jù)，并應(yīng)答主機(jī)發(fā)送的命令，上位機(jī)即主機(jī)是負(fù)責(zé)處理接受過(guò)來(lái)的數(shù)字量的處理及顯示，主機(jī)和從機(jī)之間用 RS485進(jìn)行通信。作為測(cè)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(gè)系統(tǒng)的運(yùn)轉(zhuǎn)。隨著微型計(jì)算機(jī)技術(shù)的快速發(fā)展和普及應(yīng)用 ,數(shù)據(jù)采集監(jiān)測(cè)技術(shù)已成為非常重要的檢測(cè)技術(shù) ,被 廣泛地應(yīng)用于工農(nóng)業(yè)等需要同時(shí)監(jiān)控壓力、溫度和濕度等數(shù)據(jù)的場(chǎng)合。它是對(duì)傳感器信號(hào)的測(cè)量與處理 , 以微型計(jì)算機(jī)等高技術(shù)為基礎(chǔ)而形成的一門(mén)綜合應(yīng)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(dá) 500K/S,江蘇師范大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 基于單片機(jī)的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 3 同步時(shí)間為 +/250ns，可以利用方式組成高達(dá) 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(jī)載數(shù)據(jù) 采集系統(tǒng)為滿(mǎn)足飛行實(shí)驗(yàn)應(yīng)用也在快速地發(fā)展。該數(shù)據(jù)采集對(duì)拾震 計(jì)輸出的電信號(hào)模擬放大后送至 A/D 數(shù)字化， A/D 采用同時(shí)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(hào)。 我國(guó)的數(shù)字地震觀測(cè)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(jì)中期，在過(guò)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(zhǎng)足的進(jìn)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(jī)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(yīng)用。 盡管現(xiàn)在以微機(jī)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(gè)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(jī)的擴(kuò)展槽內(nèi)并輔以應(yīng)用軟件，就能實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)采集的功能，但這并不會(huì)對(duì)基于單片機(jī)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(zhuān)門(mén)的技術(shù)，在工業(yè)等領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用 [4]。 自 20 世 紀(jì) 90 年代至今，一些技術(shù)先進(jìn)的國(guó)家，數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)已成功的運(yùn)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(lèi)以標(biāo)準(zhǔn)總線、數(shù)據(jù)采集卡和計(jì)算機(jī)構(gòu)成，這一類(lèi)主要應(yīng)用于工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)。那時(shí)候的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)主要分為兩類(lèi)，一類(lèi)由采集器和通用接口總線、儀表儀器和計(jì)算機(jī)組成。從 70 年代起，數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)在以后發(fā)展過(guò)程中逐漸演變成為兩類(lèi)，一類(lèi)是工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，另一類(lèi)是實(shí)驗(yàn)室的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng) [2]。 20 世紀(jì) 70 年代后期，隨著微型機(jī)的發(fā)展，出現(xiàn)了采集器、儀表同計(jì)算機(jī)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(cè)試系統(tǒng)具有高速和靈活等特性，可以滿(mǎn)足許多傳統(tǒng)方法不能完成的數(shù)據(jù)采集和測(cè)試任務(wù)，因而得到了人們的初步認(rèn)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