【正文】 電阻拉至低電平時，還可用作使能串行下載模式，由 [6,23]可知。 PSEN ：程序存儲使能，邏輯輸出。為高時，該輸入可使設(shè)備從內(nèi)部程序存儲器 0000HF7FFH 處取出代碼。 XTAL1 XTAL2 ：接外部晶振。 RESET ：復(fù)位輸入。 AVDD， AGND ， DVDD，DGND ：分別為模擬正電源電壓和模擬地，以及數(shù)字正電源電壓和數(shù)字地。， + 的另一功能是作為第 2 個外部差分參考輸入的正端?？捎? 3 V 和 5 V 電壓使其工作。 ADuC845 的內(nèi)部主要通過兩個多通道都可以達到 24 位分辨率的 A/D 轉(zhuǎn)換器、 D/A 轉(zhuǎn)換器和一個 8 位的可以編程的微控制器來組成。這個芯片的兩個相互獨立的 ADC 由一個輸入多路復(fù)用器和一個溫度傳感器以及一個可以直接測量低幅度信號的可編程增益放大器組成，主 ADC 和輔助 ADC 都是采用高頻“斬波”技術(shù)來為其提供直流失調(diào)以及失調(diào)漂移的指標，因此其非常適合使用在低溫漂而且對噪聲抑制和以及對電磁干擾能力要求比較高的應(yīng)用場合。 ADuC845 可以通過一個 32KHz 的外部晶振使其內(nèi)部鎖相環(huán) PLL 產(chǎn)生一個 的高頻時鐘信號，該時鐘可以通過 一個從微控制器（ MCU）核心時鐘工作頻率分離的可編程時鐘發(fā)送。 ADuC845 是一個高性能的 24 位數(shù)據(jù)采集與處理系統(tǒng) [4]，它內(nèi)部集成有兩個高分辨率的模擬轉(zhuǎn)換器（ ADC）以及 10 或 8 通道輸入多路復(fù)用器。設(shè)計系統(tǒng)模擬信號采集電路、復(fù)位電路、基準電壓電路、按鍵電路、LED 顯示電路以及串口通信電路等模塊電路。 本章小結(jié) 本章主要是對數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的設(shè)計方案的分析與選擇以及對該數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的總體設(shè)計的一個簡單介紹，主要是從它的系統(tǒng)設(shè)計要求、系統(tǒng)設(shè)計性能指標等方面對該系統(tǒng)設(shè)計的一個總體介紹，同時對比兩種不同的設(shè)計方案，選擇更加合適的設(shè)計方案，使人們對該數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)有一個總體認識。 方案二：采用以 ADuC845 單片機為核心和其他芯片構(gòu)成的多路數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，可通過上位機 PC 啟停 AD 數(shù)據(jù)采集，使其采集的數(shù)據(jù)在計算機上實時顯示。 系統(tǒng)設(shè)計性能指標 陜西理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 第 3 頁 共 40 頁 (1) AD 轉(zhuǎn)換有效分辨精度≥ 1/5000， AD 采樣速率在 10~100Hz； (2) 數(shù)據(jù)輸出： RS232,16 位數(shù)據(jù)輸出，可以和 PLC 和電腦連接通信； (3) 可通過上位機 PC 啟停 AD 數(shù)據(jù)采集，采集數(shù)據(jù)在計算機上實時顯示。本課題設(shè)計了 一種以 ADuC845 單片機為核心的高精度數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。 （ 4）合理充分的利用主機所提供的資源，但不會占有主機的全部 CPU 時間。 （ 2）系統(tǒng)的配置比較靈活，比較容易構(gòu)成各種大中型測控系統(tǒng)。單片機和它的外圍電路與設(shè)備所組成的部分是為數(shù)據(jù)采集等功能的要求配置的，主機 則是用來實現(xiàn)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的人機對話、大容量的計算、存儲記錄、打印以及圖形顯示等。 基于混合型計算機的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，這是一種近幾年來在計算機應(yīng)用領(lǐng)域中迅速發(fā)展的一種系統(tǒng)結(jié)構(gòu)形式。 （ 2）系統(tǒng)的軟件和硬件設(shè)計與系統(tǒng)配置規(guī)模都是以滿足數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)功能要求為原則，因此，系統(tǒng)的軟件硬件的應(yīng)用配置比接近于 1. （ 3）可靠性好、使用方便。 基于單片機的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，主要是由單片機和其他一些外圍芯片所構(gòu)成的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，這是近年來微型計算機技術(shù)快速發(fā)展的結(jié)果，目前，主要由 5 FPGA、 CPLD、 ARM、DSP 等芯片構(gòu)成，它具有以下一些特點： （ 1）系統(tǒng)不具有自主開發(fā)能力。 （ 3）系統(tǒng)的軟件硬件的應(yīng)用 /配置比很小，在第二次開發(fā)時軟件和硬件的擴展功能較好。通用型微型計算機系統(tǒng)所有的 軟件、硬件資源都可以用來支持整個系統(tǒng)的工作。 一個數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的任務(wù)就是對從傳感器輸出的模擬信號進行模數(shù)轉(zhuǎn)換，將采集到的模擬信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號，然后把這些轉(zhuǎn)換后的數(shù)字信號送入到計算機或者其他專用信號處理設(shè)備中進行數(shù)據(jù)分析處理，并且可以按需要的形式輸出處理結(jié)果 [2]。對于某些傳感器，還需要對其提供激勵信號。 陜西理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 第 2 頁 共 40 頁 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的原理 數(shù)據(jù)采集是指從傳感器和其他待測設(shè)備等模擬和數(shù)字被測單元中自動采集非電量或者電量信號，然后將其發(fā)送到上位機中進行分析處理。 在系統(tǒng)硬件設(shè)計基本完成的基礎(chǔ)上，根據(jù)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的功能要求，進行系統(tǒng)軟件設(shè)計，在單片機集成開發(fā)環(huán)境上進行系統(tǒng)軟件的開發(fā)工作，系統(tǒng)的軟件設(shè)計主要包括各個模塊的驅(qū)動程序的設(shè)計，主程序部分主要完成系統(tǒng)對各個硬件的初始化工作，子程序主要是完成和單片機進行交互并實現(xiàn)本部分的功能。主要包含 AD 轉(zhuǎn)換子程序、數(shù)據(jù)采集子程序、通 信模塊子程序、以及鍵盤掃描等子程序。設(shè)計系統(tǒng)模擬信號調(diào)試電路、復(fù)位電路、基準電壓電路、按鍵電路、 LED顯示電路以及串口通信電路。 課題的主要研究內(nèi)容 受 A/D 轉(zhuǎn)換器芯片發(fā)展水平的限制，目前的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)很難同時做到高精度和高速度的數(shù)據(jù)采集，本課題主要是設(shè)計一個基于 ADuC845 單片機的高精度數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，該控制器具有數(shù)據(jù)采集、顯示、記錄等功能，能夠很好地改善以往的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)在高精度和高速度之間的矛盾。研究此數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)可以很好地了解和學(xué)習 ADuC845 芯片的基本原理、性能以及其應(yīng)用領(lǐng)域，熟悉 ADuC845 單片機的工作方式，通過實驗提高對 ADuC845 芯片的理解，了解ADuC845 和傳感器之間的接口方法，掌握輸入程序的設(shè)計、調(diào)試方法。數(shù)據(jù)采集是信息處理中不可缺少的重要組成部分，在工業(yè)測控、醫(yī)療儀器以及消費電子產(chǎn)品中，都對數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的精度提出了更高的要求。 Reference voltage 陜西理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 目 錄 .......................................................................................................................... 1 課題背景及研究意義 ................................................................................ 1 課題背景 ............................................................................................ 1 研究意義 ............................................................................................ 1 課題的主要研究內(nèi)容 ................................................................................ 1 本章總結(jié) ....................................................................................................... 1 ...................................................................................................... 2 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的原理 ................................................................................ 2 系統(tǒng)設(shè)計要求及性能指標 ...................................................................... 2 系統(tǒng)設(shè)計要求 ................................................................................... 2 系統(tǒng)設(shè)計性能指標 ......................................................................... 2 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計方案選擇 .......................................................................... 3 本章小結(jié) ....................................................................................................... 3 ............................................................................................ 4 系統(tǒng)硬件設(shè)計方案 ................................................................................... 4 系統(tǒng)核心處理器選擇 .............................................................................. 4 單元模塊電路設(shè)計 .................................................................................... 5 基準電壓 ............................................................................... 5 滑動變阻器模擬輸入 ..................................................................... 5 按鍵電路 ........................................................................................... 6 LED 顯示電路 .................................................................................. 7 USB 協(xié)議轉(zhuǎn)串口協(xié)議 .................................................................... 8 復(fù)位電路 ............................................................................................ 9 硬件最小系統(tǒng)設(shè)計 .........................................................................10 系統(tǒng)硬件總體設(shè)計 ................................................................................... 11 本章小結(jié) ...................................................................................................... 11 4 系統(tǒng)軟件設(shè)計實現(xiàn) ...........................................................................................12 系統(tǒng)軟件開發(fā)工具 ...................................................................................12 系統(tǒng)軟件設(shè)計分析 ...................................................................................12 軟件設(shè)計的原則和編程方法 .................................................................13 系統(tǒng)功能模塊子程序設(shè)計 ....................................................................14 上位機采集系統(tǒng)軟件設(shè)計 .....................................................................15 本 章總結(jié) .....................................................................................................15 .........................................................