【正文】 ，以及對(duì)設(shè)備結(jié)構(gòu)等的了解而定，下面對(duì)本系統(tǒng)中芯片的選擇作一個(gè)簡(jiǎn)單的介紹。同時(shí)可以控制A/D轉(zhuǎn)換器的啟停、數(shù)據(jù)存取器的存取、USB外設(shè)芯片的工作、顯示圖形的放大和縮小等。USB芯片CPU芯片USB接頭數(shù)據(jù)控制串行數(shù)據(jù)USB總 線主機(jī)USB 接口溫度采集電路數(shù)據(jù)采集電路數(shù)據(jù)命令數(shù)據(jù)控制圖2 USB數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)圖基于USB的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集模塊主要是由A/D轉(zhuǎn)換器、微處理器、電壓跟隨器等組成。本系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)圖如圖2所示。采集到的數(shù)據(jù)通過(guò)主機(jī)接口(USB口)發(fā)送到PC機(jī)并實(shí)時(shí)顯示出來(lái)，其波形保真性能與A/D轉(zhuǎn)換器的轉(zhuǎn)換速率、分辨率與精度密切相關(guān)。而通用串行總線的出現(xiàn)，很好地解決了上述這些沖突，很容易就能夠?qū)崿F(xiàn)低成本、高可靠性、多點(diǎn)的外置式數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，這不僅能提高系統(tǒng)的數(shù)據(jù)傳輸速度，還能增強(qiáng)系統(tǒng)的靈活性，同時(shí)有利于系統(tǒng)的維護(hù)。3 基于USB的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)在工業(yè)生產(chǎn)和科學(xué)技術(shù)研究的各行業(yè)中，常需要對(duì)各種信號(hào)進(jìn)行采集，如液位、溫度、壓力、頻率等。隔離是克服共模干擾影響的有效措施。共模電壓的存在對(duì)模擬信號(hào)的處理有影響。用二極管和穩(wěn)壓管的限幅方法會(huì)產(chǎn)生一定的非線性且靈敏度下降，這可以通過(guò)后級(jí)增益調(diào)整和非線性校正補(bǔ)償。常用于前置放大器的有uA741，LF347(低精度)，OP07(中精度)，ICL7650(高精度)等。解決的辦法有：采用熱電阻溫度變送器：智能傳感器加通訊方式連接：采用三線制連接方法。電橋電路的典型應(yīng)用之一就是熱電阻測(cè)溫。信號(hào)調(diào)理電路包括電橋，放大，濾波，隔離等電路。(3)某些惡劣條件下，共模電壓干擾很強(qiáng)，如共模電平高達(dá)220V，不采用隔離的辦法無(wú)法完成數(shù)據(jù)采集的任務(wù)，因此，必須根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境，考慮共模干擾的抑制，甚至采用隔離措施，包括地線隔離，路間隔離等等。信號(hào)調(diào)理的主要功能是：(1)目前標(biāo)準(zhǔn)化工業(yè)儀表通常采用0~10Ma，4~20mA信號(hào)，為了和A/D的輸入形式相適應(yīng)，必須經(jīng)I/V變換成電壓信號(hào)。結(jié)構(gòu)框圖如圖1所示。因?yàn)橛晌⑻幚砥魅ネ瓿沙绦蚩刂?，?shù)據(jù)處理及大部分邏輯操作，使系統(tǒng)的靈活性和可靠性大大的提高，系統(tǒng)的硬件成本和系統(tǒng)的重建費(fèi)用大大的降低。70年代初，隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)及大規(guī)模集成電路的發(fā)展，特別是微處理器及高速A/D轉(zhuǎn)換器的出現(xiàn)，數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)結(jié)構(gòu)發(fā)生了重大變革。2 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的構(gòu)成在任何計(jì)算機(jī)測(cè)控系統(tǒng)中，都是從盡量快速，盡量準(zhǔn)確，盡量完整的獲得數(shù)字形式的數(shù)據(jù)開始的。單片機(jī)控制數(shù)據(jù)的采集、顯示、傳輸，它是整個(gè)系統(tǒng)的核心，而TLC2543則是此數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的A/D轉(zhuǎn)換芯片，它使用開關(guān)電容逐次逼近技術(shù)完成A/D轉(zhuǎn)換過(guò)程由于是串行輸入結(jié)構(gòu)，能夠節(jié)省51系列單片機(jī)的I/O資源，且價(jià)格適中，分辨率較高。本系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)對(duì)14路模擬信號(hào)的采集，然后根據(jù)需要將14路模擬信號(hào)中的任一路或多路信號(hào)進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換，并通過(guò)USB接口，在PC機(jī)上實(shí)時(shí)的顯示出來(lái)。 研究?jī)?nèi)容本文介紹的是基于80C51單片機(jī)和TLC2543的多路數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，這個(gè)系統(tǒng)的基礎(chǔ)是數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。而利用Philips公司推出的增強(qiáng)型80C51單片機(jī)系列P89C51RA2和TI公司的11路12位串行模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片TLC2543組成多路高精度的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，很容易就能實(shí)現(xiàn)低成本、高可靠性、多點(diǎn)的數(shù)據(jù)采集。將外部世界存在的溫度、壓力、液位等轉(zhuǎn)換為模擬或數(shù)字信號(hào)，再傳送到計(jì)算機(jī)作進(jìn)一步處理的這一過(guò)程，即“數(shù)據(jù)采集”。 data acquisition目 錄摘 要 IAbstract II1 引言 1 研究意義 1 研究?jī)?nèi)容 1 2 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的構(gòu)成 2 3 基于USB的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì) 3 3 硬件電路的芯片選擇 5 單片機(jī)芯片選擇 5 ?！獢?shù)轉(zhuǎn)換芯片選擇 6 TLC2543和單片機(jī)的接口電路設(shè)計(jì) 8 電壓跟隨器的設(shè)計(jì) 9 制作USB數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)電路板 10 畫原理圖 11 畫PCB圖 11 4 USB數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)軟件編程 14 TLC2543的工作原理 14 TLC2543的工作過(guò)程 14 接口時(shí)序 14 采集模塊程序設(shè)計(jì) 16 A/D轉(zhuǎn)化程序設(shè)計(jì) 17 5 系統(tǒng)調(diào)試 18 6 結(jié)束語(yǔ) 20 致 謝 21 參考文獻(xiàn) 22 附錄 A：A/D轉(zhuǎn)換程序 23 附錄 B：主程序 26 1 引言 研究意義在工業(yè)生產(chǎn)和科學(xué)技術(shù)研究的各行業(yè)中，常常利用PC或工控機(jī)對(duì)各種數(shù)據(jù)進(jìn)行采集。關(guān)鍵詞：TLC2543；A/D轉(zhuǎn)換；數(shù)據(jù)采集AbstractPC and Industrial PC are often utilized in all walks of life in industrial production and scientific research to acquire various data. Data acquiring technology is an important branch of information science, and it bine transducer, signal obtaining, information storing and processing together. This paper adopts 11 analog input channels and 12bit analogto digital converter called TLC2543 from TI Company and enhancement mode 80C51 series signalchip puter called P89C51RA2 from Philips Company to form the multifunction and highaccuracy data gathering. With small size and low power consumption, this kind of data gathering technology is easy to realize, program, and transplant. This system also can carry on data munication with PC through USB data bus interface and PC, and it can finally achieve display, memory, and sample processing. With the characteristics mentioned above this system will be well applied in the laboratory, industry, or other departments where the multifunction real time data acquire technology can be used.Keyword: TLC2543 。該系統(tǒng)還可通過(guò)USB數(shù)據(jù)總線接口與PC機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)通信，達(dá)到在PC機(jī)上實(shí)時(shí)的顯示、存儲(chǔ)和處理采樣數(shù)據(jù)的目的。本文采用TI公司的11路12位串行模數(shù)轉(zhuǎn)換器TLC2543和Philips公司推出的增強(qiáng)型80C51系列單片機(jī)P89C51RA2組成多路高精度的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)?；趩纹瑱C(jī)的畢業(yè)論 文（設(shè)計(jì)）題 目： 基于80C51單片機(jī)和TLC2543的多路 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)設(shè)計(jì) 學(xué) 號(hào)： 姓 名： 年 級(jí)： 學(xué) 院： 信息科學(xué)技術(shù)學(xué)院 系 別： 電子通信系 專 業(yè)： 指導(dǎo)教師： 完成日期： 摘 要在工業(yè)生產(chǎn)和科學(xué)技術(shù)研究的各行業(yè)中,常常利用PC或工控機(jī)對(duì)各種數(shù)據(jù)進(jìn)行采集。數(shù)據(jù)采集技術(shù)是信息科學(xué)的重要分支，是傳感器、信號(hào)獲取、存儲(chǔ)與處理等信息技術(shù)結(jié)合。這個(gè)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)特點(diǎn)是實(shí)現(xiàn)低成本、高可靠性、多點(diǎn)的數(shù)據(jù)采集，并且具有易實(shí)現(xiàn)、 、易編程、移植 、體積小、功耗低等優(yōu)點(diǎn)。以上所有的特性使得本系統(tǒng)可很好的應(yīng)用于實(shí)驗(yàn)室或工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)等多種場(chǎng)合的多路數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)采集。 A/D converter。數(shù)據(jù)采集技術(shù)是信息科學(xué)的重要分支，是傳感器、信號(hào)獲取、存儲(chǔ)與處理等信息技術(shù)結(jié)合。數(shù)據(jù)采集已在工農(nóng)業(yè)，醫(yī)藥衛(wèi)生，生態(tài)環(huán)境，航天航空，軍事，氣象等領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用，可以通過(guò)對(duì)信號(hào)測(cè)量，處理，控制及管理，實(shí)現(xiàn)測(cè)、控、管的自動(dòng)化與系統(tǒng)化。并可通過(guò)USB數(shù)據(jù)總線接口與PC機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)通信，在PC機(jī)上實(shí)時(shí)地顯示和存儲(chǔ)采樣數(shù)據(jù)，本系統(tǒng)可應(yīng)用于實(shí)驗(yàn)室或工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)等多種場(chǎng)合的多路數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)采集。本文先對(duì)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)做簡(jiǎn)單的介紹，然后根據(jù)此次畢業(yè)設(shè)計(jì)的要求，使數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)在功能上具體化，細(xì)致化，實(shí)現(xiàn)多路數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要求。本文采用P89C51RA2作為核心控制部件，它功能比較齊全，可以滿足系統(tǒng)設(shè)計(jì)的需要。本設(shè)計(jì)的主要任務(wù)是TLC2543和單片機(jī)的接口電路