【正文】 6 2 開發(fā)環(huán)境 ............................................. 7 畫圖工具 Protel99 軟件 ....................................... 7 編程工具 KEIL C51 ................................... 8 燒寫器 ...................................................... 10 3 設(shè)計過程 ............................................ 11 系統(tǒng)功能及結(jié)構(gòu)簡介 .......................................... 11 硬件芯片選擇及功能簡介 ...................................... 12 原理介紹 .................................................... 18 軟件設(shè)計 .................................................... 20 PC 機(jī)上數(shù)據(jù)接收軟件制作 ..................................... 21 調(diào)試過程 .................................................... 25 系統(tǒng)精度 .................................................... 27 4 結(jié)論與展望 .......................................... 28 結(jié)論 ........................................................ 28 展望 ........................................................ 28 致 謝 .............................................. 29 參考文獻(xiàn) .............................................. 30 附錄一 外文翻譯 ....................................... 31 附錄二 程序 ........................................... 48 第 2 頁 摘 要 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(jìn)步，采集數(shù)據(jù)的信息化是目前社會的發(fā)展主流方向。各種領(lǐng)域都用到了數(shù)據(jù)采集， 在石油勘探、地震數(shù)據(jù)采集領(lǐng)域已經(jīng)得到 應(yīng)用 。數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)是將現(xiàn)場采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理、傳輸、顯示、存儲等操作。 國內(nèi)大大小小很多公司多開發(fā)了數(shù)據(jù)采集器和卡之類的產(chǎn)品，這使信息的數(shù)字化提供了極大的方便 。 關(guān)鍵詞 ： 單片機(jī)；數(shù)據(jù)采集； 信號 處理 ； AD0809 芯片 第 3 頁 ABSTRACT Along with the development of information field various technologies, the technology in the aspect of data collection has also gotten rapid advance, gather the informative process of data is now society develop the direction of main stream. Various fields have used data collection , in petroleum exploration and seismic data collection field have gotten application. As measuring to control technical swift development, with embedded puter for key data collection system Ji go through in measure to control field in have taken dominance position. Data collection system is to carry out the data that the collection onthespot goes to to handle , transmits and shows , stock etc. operation. The major function of data collection system is simulated signal bee digital signal, and analyse handling , stock and show. Domestic size many panies have developed data collection ware and the product that blocks and so on , this makes the digitlization of information have offered maximum convenience. This graduated design program, data collection ware produce is the only flat machine of 89 C51 that uses the pany of ATMEL with AD0809 chip do a collection simulated voltage signal, conversion number word signal passes string mouth again by only flat machine to dispatch to the handling of personal puter, additionally, 3 number pipe LEDs show the digital information of collection. Keywords: Only flat machine。Handle 第 4 頁 1 緒 論 數(shù)據(jù)采集 器 概述 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，正如名字所暗示的，是一種用來采集信息成文件或分析一些現(xiàn)象的產(chǎn)品或過程。隨著技術(shù)的發(fā)展，通過電子設(shè)備，這個過程已經(jīng)得到簡化和變得比較精確、多用途和可靠。數(shù)據(jù)采集產(chǎn)品像聚焦點(diǎn)一樣為系統(tǒng)服務(wù)，和一系列產(chǎn)品一起，諸如傳感器顯示溫度、水流、程度或者過程。舉例來說 ,在 40 年以前 ,在一個著名的學(xué)院實(shí)驗(yàn)室中 ,為 追蹤用青銅做的坩堝中的溫度上升情況的裝置是由熱電偶、繼電器、查詢臺、一捆紙和一支鉛筆。至于選擇哪一種方法取決于多種因素，包括任務(wù)的復(fù)雜度、你所需要的速度和精度、你想要的證據(jù)資料等等。 數(shù)據(jù)采集 的發(fā)展歷程 鉛筆和紙 早期的鉛筆與 紙的舊方式對于一些情形仍然是可行的，而且它便宜、易獲得、快速和容易開始。不幸的是這種方法容易發(fā)生錯誤、采集數(shù)據(jù)變慢和需要太多的人工分析。精度取決于謄寫器的水平，并且你可能需要自己動手依比例第 5 頁 輸入。考慮到這些限制，只有當(dāng)你需要實(shí)行一個快速實(shí)驗(yàn)時，它才是一個可接受的方法。他們提供數(shù)據(jù)的長備紙記錄 ,因?yàn)閿?shù)據(jù)是圖解的格式 ,他們 易于現(xiàn)場采集數(shù)據(jù)。缺點(diǎn)是缺乏靈活性和相對的精度低，時常限制在百分點(diǎn)。在多通道內(nèi)較長時間的監(jiān)控，記錄儀能發(fā)揮很好的作用，除此之外，它們的價值得到限制。其他的顧慮就是筆和紙的維護(hù) ,紙的供給和數(shù)據(jù)的存儲 ,最重要的是紙的濫用和浪費(fèi)。 PC 機(jī)插件卡片 PC 機(jī)插件卡片是單 板測量系統(tǒng)，它利用 ISA 或 PCI 總線在 PC 機(jī)內(nèi)擴(kuò)大插槽。 8到 16 通道是普遍的，采集的數(shù)據(jù)直接存儲在電腦里，然后進(jìn)行分析。 PC 機(jī)卡也相對的便宜 ,一部分地，因?yàn)樗麄円詠碇鳈C(jī) PC 去提供能源、機(jī)械附件和使用界面。它們能夠處理多信號輸入，有時可達(dá) 120 通道。一些 數(shù)據(jù)采集器 有能力按比例測量 ,檢查結(jié)果不受使用者定義的限制 ,而且輸出為控制作信號。 數(shù)據(jù)采集的選擇 及應(yīng)用 在缺點(diǎn)上， PC 機(jī)插件卡片時常只有 12 字的容量 ,因此你不能察覺輸入信號的小變化。這些插件卡片也測量一定范圍的電壓。其它關(guān)心包括復(fù)雜的校正和全部的系統(tǒng)成本 ,尤其如果你需要購買額外信號監(jiān)測器件或用 PC 機(jī)適應(yīng)插件卡片。 使用 數(shù)據(jù)采集器 的一個好處就是他們的內(nèi)部監(jiān)測信號。一個通道能夠監(jiān)測熱電偶、溫阻器（ RTD）和電壓。內(nèi)設(shè)智能 數(shù)據(jù)采集器 幫助你設(shè)定測量周期和具體指定每個通道的參數(shù)。它們存儲的數(shù)據(jù)分布在內(nèi)存中 ,能夠容納 500000 或更多的閱讀量。大多數(shù) 數(shù)據(jù)采集器 可設(shè)計為柔性和簡單的組態(tài)和操作 , 而且經(jīng)由電池包裹或其它方法，多數(shù)提供遠(yuǎn)程位置的操 作選項(xiàng)。然而，每秒 250 的閱讀速率比較少見。此外，因?yàn)?數(shù)據(jù)采集器 的監(jiān)測精度 ,多量且平均閱讀沒有必要，就像它們經(jīng)常在 PC記插件卡片一樣。 第 7 頁 2 開發(fā)環(huán)境 Protel99 軟件 在這里我用了 PROTEL99 設(shè)計原理圖和畫 PCB 板。因而今天的 Protel 最新產(chǎn)品已不是單純的 PCB（印制電路板）設(shè)計工具，而是一個系統(tǒng)工具，覆蓋了以 PCB 為核心的整個物理設(shè)計。 Protel99 SE 共分 5個模塊，分別是原理圖設(shè)計、 PCB 設(shè)計（包含信號完整性分析）、自動 布線器、原理圖混合信號仿真、 PLD 設(shè)計。 編程工具 KEIL C51 在這里我 用 C 語言編寫程序，用的編程工具就是廣受開發(fā)者喜愛的 KEIL c51開發(fā)軟件，他支持的功能強(qiáng)，適合很多公司的芯片。用過匯編語言后再使用 C來開發(fā)，體會更加深刻。另外重要的一點(diǎn)，只要看一下編譯 后生成的匯編代碼，就能體會到 Keil C51生成的目標(biāo)代碼效率非常之高，多數(shù)語句生成的匯編代碼很緊湊，容易理解。 下面詳細(xì)介紹 Keil C51 開發(fā)系統(tǒng)各部分功能和使用。開發(fā)人員可用 IDE 本身或其它編輯器編輯 C或匯編源文件。目標(biāo)文件可由 LIB51 創(chuàng)建生成庫文件，也可以與庫文件一起經(jīng) L51 連接定位生成絕對目標(biāo)文件 (.ABS)。 圖 1 C51 工具包整體結(jié)構(gòu)圖 當(dāng)設(shè)計一個小的嵌入式系統(tǒng)時，一般我們都用匯編語言在很多工程中，這是一個很好的方法因?yàn)榇a一般都不超過 8K， 而且都比較簡單。我的經(jīng)驗(yàn)告述我，硬件工程師一般不熟系像 C一類的高級語言。用 C 編寫的程序，因?yàn)?C 語言很好的結(jié)構(gòu)性和模塊化，更容易閱讀和維護(hù)而且由于模塊化，用 C 語言編寫的程序有很好的可移植性，功能化的代碼能夠很方便的從一個工程移植到另一個工程，從而減少了開發(fā)時間，用 C 編寫程序比匯編更符合人們的思考習(xí)慣，開發(fā)者可以更專心的考慮算法而不是考慮一些細(xì)節(jié)問題，這樣就減少了開 發(fā)和調(diào)試的時間。使得用 C 編寫的程序比匯編程序有更好的可移植性，很多處理器支持 C 編譯器，所有這些并不說明匯編語言就沒了立足之地。 第 10 頁 燒寫器 在 這次設(shè)計 中我用了煒煌編程器的 TOP851 型編程器，它具有體積小巧，功耗低，可靠性高的特點(diǎn)，是專為開發(fā) 51 系列單片機(jī)和燒寫各類存儲器而設(shè)計的普及機(jī)型。有過電流保護(hù)，超過限制的電流時，在 秒內(nèi)切斷電源，可以有效的保護(hù)編程器不受損害。全中問操作界面軟件，可自動探測廠家和型號。 第 11 頁 3 設(shè)計過程 系統(tǒng) 功能及結(jié)構(gòu)簡介 我設(shè)計的數(shù)據(jù)采集 器 主要是采集 0~5V 模擬電壓信號，現(xiàn)在大部分的模擬量多可以用各種器轉(zhuǎn)換成電壓模擬信號?？梢酝ㄟ^八個按鈕選擇八個采集通道，一個按鈕控制轉(zhuǎn)換開始或結(jié)束，系統(tǒng)可復(fù)位。 AT89C51 芯片 AT89C51 是美國 ATMEL 公司生產(chǎn)的底電壓，高性能 CMOS 8 位單片機(jī)，片內(nèi)含 4K bytes 的可反復(fù)擦寫的 FLASH 只讀程序存儲器和 128 bytes 的隨機(jī)存儲器（ RAM），器件采用 ATMEL 公司的高密度、非易失性存儲技術(shù)生產(chǎn)，兼容標(biāo)準(zhǔn)MCS51 指令系統(tǒng)，片內(nèi)置通用 8 位中央處理器 （ CPU） 和 FLASH 存儲單元，功能強(qiáng)大 AT89C51 單片機(jī)可為您提供許多高性價比的應(yīng)用場合，可靈活 應(yīng)用于各種控制領(lǐng)域。 全靜態(tài)操作， 12 時鐘操作可選 6 個時鐘通過軟件或并行編程器，存儲器尋址范圍， 64K 字節(jié) ROM 和 64K 字節(jié) RAM， 電源控制模式：時鐘可停止和恢復(fù)、空閑模式、掉電模式。 第 13 頁 復(fù)位 ： 在振蕩器工作時 ， 將 RST 腳保持至少兩個機(jī)器周期高電平 12 時鐘模式為 24 個振蕩器周期 ， 6 時鐘模式為 12 振蕩器周期可實(shí)現(xiàn)復(fù)位 。 復(fù)位后 ， 振蕩器以 12 時鐘模式運(yùn)行當(dāng)已通過并行編程器設(shè)置為 6 時鐘模式時除外 。 當(dāng)振蕩器停振時 ，RAM 和 SFR