【正文】 于專用的系統(tǒng)。 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)起始于 20 世紀(jì) 50 年代， 1956 年美國(guó)首先研究了用在軍事上的測(cè)試系統(tǒng)，目標(biāo)是測(cè)試中不依靠相關(guān)的測(cè)試文件，由非成熟人員進(jìn)行操作，并且測(cè)試任務(wù)是由測(cè)試設(shè)備高速自動(dòng)控制完成的。軟件部分應(yīng)用 VC++編寫(xiě)控制軟件，對(duì)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、模數(shù)轉(zhuǎn)換系統(tǒng)、數(shù)據(jù)顯示、數(shù)據(jù)通信等程序進(jìn)行了設(shè)計(jì)。該系統(tǒng)從機(jī)負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)采集并應(yīng)答主機(jī)的命令。 摘要 本設(shè)計(jì)完成了基于單片機(jī)的數(shù)據(jù)采集的硬件設(shè)計(jì)和軟件設(shè)計(jì)，數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)是模擬域與數(shù)字域之間必不可少的紐帶，它的存在具有著非常重要的作用。數(shù)據(jù)采集與通信控制采用了模塊化的設(shè)計(jì)，數(shù)據(jù)采集與通信控制采用了單片機(jī) AT89C52 來(lái)實(shí)現(xiàn)，硬件部分是以單片機(jī)為核心，還包括 A/D 模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊，顯示模塊，和串行接口部分。 8路被測(cè)電壓通過(guò)模數(shù)轉(zhuǎn)換器ADC0809 進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換，實(shí)現(xiàn)對(duì)采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行模擬量到數(shù)字量的轉(zhuǎn)換，并將轉(zhuǎn)換后的數(shù)據(jù)通過(guò)串行口 MAX232 傳輸?shù)缴衔粰C(jī)，由上位機(jī)負(fù)責(zé)數(shù)據(jù) 的接受、處理和顯示，并用 LED 數(shù)碼顯示器來(lái)顯示所采集的結(jié)果。 關(guān)鍵詞 ：數(shù)據(jù)采集 89C52單片機(jī) ADC0809 MAX232 Abstract This design has finished 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. 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 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 MAX232 目 錄 第一章 緒論 ............................................................................................................ 1 研究背景及其目的意義 ......................................... 1 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀 ............................................... 2 該課題研究的主要內(nèi)容內(nèi)容 ..................................... 2 第二章 數(shù)據(jù)采集 ................................................................................................ 3 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng) ................................................. 3 方案論證 ..................................................... 4 A/D 模數(shù)轉(zhuǎn)換的選擇 ...................................... 4 單片機(jī)的選擇 ............................................ 4 串行口的選擇 ............................................ 5 顯示部分 ................................................ 5 按鍵 .................................................... 5 第三章 硬件部分 .................................................................................................. 7 主機(jī)部分 ..................................................... 7 主機(jī)部分原理圖設(shè)計(jì) ...................................... 7 單片機(jī) ..................................................... 8 從機(jī)部分 .................................................... 12 從機(jī)的電路原理圖設(shè)計(jì) ................................... 11 單片機(jī)之間的通信 ....................................... 12 模數(shù)轉(zhuǎn)換器 ADC0809 ..................................... 17 第四章 軟件部分 .............................................................................................. 21 簡(jiǎn)介 KeilUvision2 ............................................................................................. 21 主機(jī)程序設(shè)計(jì) ................................................ 22 從機(jī)部分程序設(shè)計(jì) ............................................ 25 第五章 調(diào)試結(jié)果 .............................................................................................. 28 總結(jié) ............................................................................................................................ 30 參考文獻(xiàn) .................................................................................................................. 31 附錄 ............................................................................................................................ 32 致謝 ............................................................................................................................ 36 1 第一章 緒論 研究背景及其目的意義 近年來(lái)，數(shù)據(jù)采集及其應(yīng)用受到了人們?cè)絹?lái)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(yīng)用于各種領(lǐng)域。由于該種數(shù)據(jù)采集測(cè)試系統(tǒng)具有高速性和一定的靈活性，可以滿 足眾多傳統(tǒng)方法不能完成的數(shù)據(jù)采集和測(cè)試任務(wù)，因而得到了初步的認(rèn)可。 [1] 20 世紀(jì) 70 年代后期，隨著微型機(jī)的發(fā)展，誕生了采集器、儀表同計(jì)算機(jī)溶為一體的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。從 70 年代起，數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)發(fā)展過(guò)程中逐漸分為兩類，一類是實(shí)驗(yàn)室數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，一類是工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。該階段的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)主要有兩類，一類以儀表儀器和采集器、通用接口總線和計(jì)算機(jī)組成。第二類以數(shù)據(jù)采集卡、標(biāo)準(zhǔn)總線和計(jì)算機(jī)構(gòu)成，這一類在工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用較多。 [3] 20 世紀(jì) 90 年代至今，在國(guó)際上技術(shù)先進(jìn)的國(guó)家，數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)已成功的運(yùn)用到軍事、航空電子設(shè)備 及宇航技術(shù)、工業(yè)等領(lǐng)域。數(shù)據(jù)采集技術(shù)已經(jīng)成為一種專門的技術(shù)，在工業(yè)領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。 [4] 2 與數(shù)據(jù)采集板卡相比，單片機(jī)具多功能、高效率、高性能、低電壓、低功耗、低價(jià)格等優(yōu)點(diǎn)，因此能夠開(kāi)發(fā)出能滿足實(shí)際應(yīng)用要求的、電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的、可靠性高的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)是將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)，并進(jìn)行分析、處理、傳輸、顯示、存儲(chǔ)和顯示。各種領(lǐng)域都用到了數(shù)據(jù)采集，在石油勘探、科學(xué)實(shí)驗(yàn)、飛機(jī)飛行、地震數(shù)據(jù)采集領(lǐng)域已經(jīng)得到廣泛應(yīng)用。近年來(lái)，又成功研制了動(dòng)態(tài)范圍更大、線性度更高、兼容性更強(qiáng)、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)采集系統(tǒng)具備 24位 A/D 轉(zhuǎn)化位數(shù)，采樣率有 50HZ、100HZ、 200HZ。[6] 該課題研究的主要內(nèi)容內(nèi)容 數(shù)據(jù)采集技術(shù)主要研究信息數(shù)據(jù)的采集、存儲(chǔ)、處理以及控制等問(wèn)題。數(shù)據(jù)采集也是從一個(gè)或多個(gè)信號(hào)獲取對(duì)象信息的過(guò)程。數(shù)據(jù)采集也是工業(yè)控制系統(tǒng)中的重要環(huán)節(jié)之一 ,通常采用一 3 些功能相對(duì)獨(dú)立的單片機(jī)系統(tǒng)來(lái)實(shí)現(xiàn) ,作為測(cè)控系統(tǒng)中不可缺少的部分 ,數(shù)據(jù)采集的特點(diǎn) 將直接影響到整個(gè)系統(tǒng)。 這樣用戶就可以在上位機(jī)上編寫(xiě)程序?qū)ξ募械臄?shù)據(jù)進(jìn)行有效查詢和分析 ,有利于工業(yè)過(guò)程的長(zhǎng)期正常運(yùn)行和檢查。 4 第二章 數(shù)據(jù)采集 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng) 數(shù)據(jù)采集，又稱為數(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。 在該系統(tǒng)中需要將模擬量轉(zhuǎn)換為數(shù)據(jù)量，而 A/D 是將模擬量轉(zhuǎn)換為數(shù)字量的器件，他需要考慮的指標(biāo)有：分辨率、轉(zhuǎn)換時(shí)間、轉(zhuǎn)換誤差等等。在該系統(tǒng)中采用的是 8051 系列的單片機(jī)。而數(shù)據(jù)的顯示則采用的是 LED 數(shù)碼管，該器件比較簡(jiǎn)單，在生活中接觸也較多。 完成畢業(yè)設(shè)計(jì)所需要的系統(tǒng)框圖如圖 所示： 圖 系統(tǒng)框圖 方案論證 A/D 模數(shù)轉(zhuǎn)換的選擇 A/D 轉(zhuǎn)換器的種類很多，就位數(shù)來(lái)說(shuō)，可以分為 8 位、 10 位、 12 位和 16 位等。 A/D 轉(zhuǎn)換器型號(hào)很多，而其轉(zhuǎn)換時(shí)間和轉(zhuǎn)換誤差也各不相同。 (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，缺點(diǎn)是數(shù)度很慢，適用于對(duì)轉(zhuǎn)換數(shù)度要求不高的系統(tǒng)。 鑒于上面三種方案，在價(jià)格、轉(zhuǎn)換速度等多種標(biāo)準(zhǔn)考量下，在本設(shè)計(jì)選用的是逐漸逼近式 A/D 轉(zhuǎn)換器 —— ADC0809. 單片機(jī)的選擇 單片機(jī)作為一種面向大規(guī)模 的集成電路芯片，是