【正文】 uisition System Based On C51 SCM 2012屆 信息科學(xué)與技術(shù) 分院專 業(yè) 計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù) 學(xué) 號(hào) 20082542 學(xué)生姓名 楊 華 指導(dǎo)教師 劉玉紅 完成日期 2012年5 月 27 日畢業(yè)設(shè)計(jì)成績單學(xué)生姓名楊華學(xué)號(hào)20082542班級(jí)信08013專業(yè)計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）題目基于C51單片機(jī)的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)設(shè)計(jì)指導(dǎo)教師姓名劉玉紅指導(dǎo)教師職稱副教授評(píng) 定 成 績指導(dǎo)教師得分評(píng)閱人得分答辯小組組長得分成績：院長簽字：年 月 日畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)書題　目基于C51單片機(jī)的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)設(shè)計(jì) 專 業(yè)計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)班 級(jí)信08013學(xué)生姓名楊華承擔(dān)指導(dǎo)任務(wù)單位信息分院計(jì)算機(jī)系導(dǎo)師姓名劉玉紅導(dǎo)師職稱副教授一、設(shè)計(jì)內(nèi)容其研究內(nèi)容主要包括：1. 熟悉51單片機(jī)（主要是STC89C52RC）的用法；2. 了解PCF8591的AD、DA轉(zhuǎn)換；3. 設(shè)計(jì)出電壓數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。二、基本要求開發(fā)工具： 設(shè)計(jì)軟件Protel 99 se與Keil uVision3 基于STC89C52的單片機(jī)開發(fā)板一塊 要求論文正文不少于1萬字，外文翻譯3000~5000字，提供該系統(tǒng)設(shè)計(jì)實(shí)物、系統(tǒng)設(shè)計(jì)說明書、源程序、系統(tǒng)使用說明。然后通過PL2303或RS232轉(zhuǎn)換送到PC機(jī)上顯示，顯示界面為我們送的串口調(diào)試界面。第5周 第8周 掌握相關(guān)理論與方法；系統(tǒng)分析與設(shè)計(jì)。第15周 第17周 撰寫論文并答辯。數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)起始于20世紀(jì)50年代，1956年美國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。大概在60年代后期，國內(nèi)外就有成套的數(shù)據(jù)采集設(shè)備和系統(tǒng)多屬于專用的系統(tǒng)。由于這種數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的性能優(yōu)良，超過了傳統(tǒng)的自動(dòng)檢測(cè)儀表和專用數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，因而獲得了驚人的發(fā)展。[11]20世紀(jì)80年代隨著計(jì)算機(jī)的普及應(yīng)用，數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)得到了很大的發(fā)展，開始出現(xiàn)了通用的數(shù)據(jù)采集與自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)。這類系統(tǒng)主要應(yīng)用于實(shí)驗(yàn)室，在工業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)也有一定的應(yīng)用。20世紀(jì)80年代后期，數(shù)據(jù)采集發(fā)生了很大的變化，工業(yè)計(jì)算機(jī)、單片機(jī)和大規(guī)模集成電路的組合，用軟件管理，是系統(tǒng)的成本減低，體積變小，功能成倍增加，數(shù)據(jù)處理能力大大加強(qiáng)。由于集成電路制造技術(shù)的不斷提高，出現(xiàn)了高性能、高可靠的單片機(jī)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)（DAS）。該階段的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)采用模塊式結(jié)構(gòu)，根據(jù)不同的應(yīng)用要求，通過簡(jiǎn)單的增加和更改模塊，并結(jié)合系統(tǒng)編程，就可擴(kuò)展或修改系統(tǒng)，迅速組成一個(gè)新的系統(tǒng)。相較于數(shù)據(jù)采集板卡成本和功能的限制，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)，而雙單片機(jī)又具有精度較高、轉(zhuǎn)換速度快、能夠?qū)Χ帱c(diǎn)同時(shí)進(jìn)行采集，因此能夠開發(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)。二、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(hào)并轉(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)得到應(yīng)用。近年來，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。受需求牽引，新一代機(jī)載數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)為滿足飛行實(shí)驗(yàn)應(yīng)用也在快速地發(fā)展。本系統(tǒng)采用16位（A/D）模擬數(shù)字變換，總采樣率達(dá)500K/S,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)。數(shù)據(jù)采集技術(shù)廣泛引用在各個(gè)領(lǐng)域。位數(shù)越高其分辨率就越高，價(jià)格也就越貴。(1)逐漸逼近式A/D轉(zhuǎn)換器：它是一種速度快、精度較高、成本較低的直接式轉(zhuǎn)換器，其轉(zhuǎn)換時(shí)間在幾微秒到幾百微秒之間。(3)并行式A/D轉(zhuǎn)換器：它又被稱為flash（快速）型，它的轉(zhuǎn)換數(shù)度很高，但她采用了很多個(gè)比較器，而n位的轉(zhuǎn)換就需要2n1個(gè)比較器，因此電路規(guī)模也極大，價(jià)格也很貴，只適用于視頻A/D轉(zhuǎn)換器等數(shù)度特別高的領(lǐng)域。此系統(tǒng)是由CPU、隨即存取數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器、只讀程序存儲(chǔ)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(dòng)電路（LCD和LED驅(qū)動(dòng)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STC89C52. 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(dòng)電路。（2）單一電源+5V供電（3）它的電路設(shè)計(jì)與連接比較簡(jiǎn)單而且功能齊全。它使用了8個(gè)LED顯示管，其中7個(gè)用于顯示字符，1個(gè)用來顯示小數(shù)點(diǎn)，故通常稱之為八段發(fā)光二極管數(shù)碼顯示器。LED數(shù)碼顯示有動(dòng)態(tài)掃描顯示法和靜態(tài)顯示。 按鍵鍵盤是一種常見的輸入設(shè)備，用戶可以向計(jì)算機(jī)輸入數(shù)據(jù)或命令。通過硬件識(shí)別的鍵盤稱編碼鍵盤；通過軟件識(shí)別的鍵盤成為非編碼鍵盤。四、研究方案 本系統(tǒng)在Windows 7環(huán)境下工作，前臺(tái)使用C51單片機(jī)完成；后臺(tái)使用KeiluVisionProtel 99 SE軟件來完成，主要運(yùn)用C語言及匯編語言進(jìn)行編程。本文介紹的重點(diǎn)是數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，而該系統(tǒng)硬件部分的重心在于單片機(jī)。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。五、進(jìn)度計(jì)劃1． 第1周~第10周：畢業(yè)實(shí)習(xí)、系統(tǒng)調(diào)研、熟悉開發(fā)環(huán)境及工具；2． 第10周~第20周：需求分析、總體設(shè)計(jì)，焊制基于C51單片機(jī)采集系統(tǒng)的板子；3． 第20周~第30周：詳細(xì)設(shè)計(jì)、編碼、調(diào)試；4． 第31周~第32周：撰寫畢業(yè)論文及答辯。根據(jù)基于C51單片機(jī)采集系統(tǒng)要完成的數(shù)據(jù)采集工作，明確本系統(tǒng)要做什么，撰寫需求說明書。包括功能設(shè)計(jì)和電路布線設(shè)計(jì)；設(shè)計(jì)本系統(tǒng)的各個(gè)功能模塊：按鍵、LED顯示、A/D模數(shù)轉(zhuǎn)換等功能，并設(shè)計(jì)各模塊間的接口，完成數(shù)據(jù)傳輸及采集工作。測(cè)試階段：基于C51單片機(jī)采集系統(tǒng)進(jìn)行上位機(jī)與下位機(jī)的數(shù)據(jù)采集，測(cè)試本系統(tǒng)是否能達(dá)到預(yù)期的設(shè)想，是否能完成數(shù)據(jù)采集工作，針對(duì)發(fā)現(xiàn)的問題或新的要求及時(shí)完善本系統(tǒng)。七、參考文獻(xiàn)[1] 金沙灘工作室C51板子貼吧[2] 唐穎，程菊花，任條娟．單片機(jī)原理與應(yīng)用及C51程序設(shè)計(jì)．北京大學(xué)出版社，[3]馬忠梅，張凱. 單片機(jī)的C語言應(yīng)用程序設(shè)計(jì)[M]．北京航空航天大學(xué)出版社，[4]劉文濤．MCS51單片機(jī)培訓(xùn)教程 [M]．北京：電子工業(yè)出版社，.[5]常鐵原，王欣，陳文軍. ，2008，指導(dǎo)教師簽字時(shí) 間 2011年10 月 9 日摘要本文介紹了基于單片機(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)STC89C52來實(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，USB接口和串行接口部分。8路被測(cè)電壓通過模數(shù)轉(zhuǎn)換器PCF8591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USBUART轉(zhuǎn)換電路PL2303或串口RS232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)碼顯示器來顯示所采集的結(jié)果。關(guān)鍵詞： 單片機(jī) 數(shù)據(jù)采集 STC89C52 PCF8591 AbstractThis 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 STC89C52 to carry out. The part of hardware’s core is SCM, 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 PCF8591,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 PL2303 or host machine is responsible for data and display, LED digital display is responsible display the data. The software is partly programmed with Keil uvision3 The software can realize the function of monitoring and controlling the whole system. It designs much program like dataacquisition treatment,datadisplay and datamunication etc.Keyword: SCM Data acquisition STC89C52 PCF8591 目錄第一章 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 采用的方法.....................................................................................................................3 實(shí)現(xiàn)步驟.........................................................................................................................4 預(yù)期成果.........................................................................................................................4第二章 開發(fā)環(huán)境及開發(fā)工具.................................................................................. Protel99se介紹........................................................................................................ KeilUvision3介紹............................................................................................ Microsoft Visual Studio 2005介紹......................................................... 其它.........................................................................................................................第三章 數(shù)據(jù)采集 4 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng) 4 方案論證 5 A/D模數(shù)轉(zhuǎn)換的選擇 5 5 串行口的選擇 5 LED顯示部分 6 按鍵 6 通信方式...............................