基于單片機(jī)的多路實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)設(shè)計(jì)-在線瀏覽
2025-02-08 01:17本頁(yè)面
【正文】 件調(diào)試 19 軟硬聯(lián)調(diào) 19 調(diào)試結(jié)果 19 誤差分析 20 參考文獻(xiàn) 21 致 謝 22 附錄 A 單片機(jī)總程序 23 附錄 B 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)原理圖 25 附錄 C 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng) PCB 圖和三維圖 26 附錄 D 系統(tǒng)調(diào)試實(shí)物圖 27 ,并且適于通用微機(jī) 如 IBM PC 系列 使用的板卡級(jí)數(shù)據(jù)采集產(chǎn)品也已大量出現(xiàn) ,組成一個(gè)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)簡(jiǎn)單到只需要一塊數(shù)據(jù)采集卡 ,把它插在微機(jī)的擴(kuò)展槽內(nèi) ,并輔以應(yīng)用軟件 ,就能實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)采集功能 ,但這并不會(huì)對(duì)基于單片機(jī)為核心的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)產(chǎn)生影響 ,因?yàn)閱纹瑱C(jī)功能強(qiáng)大、抗干擾能力強(qiáng)、可靠性高、靈活性好、開(kāi)發(fā)容易等優(yōu)點(diǎn) ,使得基于單片機(jī)為核心的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)在許多領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。 （ 2）采集信號(hào)的電壓范圍： 10V～ +10V。 （ 4）能區(qū)分信號(hào)的最小變化電壓： 。這樣用戶可以在上位機(jī)上編寫(xiě)各種程序?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。 2 系統(tǒng)方案論證 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)主要結(jié)構(gòu) 數(shù)據(jù)采集，又稱(chēng)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。 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。由微處理器去完成程序控制，數(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地提高，系統(tǒng)硬件成本和系統(tǒng)的重建費(fèi)用大大地降低。而單片機(jī)是該系統(tǒng)的基本的微處理系統(tǒng)，它完成數(shù)據(jù)讀取、處理及邏輯控制，數(shù)據(jù)傳輸?shù)纫幌盗械娜蝿?wù)。雙機(jī)通信的串行口可以采用 RS232C 標(biāo)準(zhǔn)接口，由芯片 232 實(shí)現(xiàn)雙機(jī)的通信。 系統(tǒng)設(shè)計(jì)電路的結(jié)構(gòu)框圖如下： 圖 21 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖 如圖 1，單片機(jī)通過(guò)控制 AD7862 進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，將 4 路通道的數(shù)據(jù)可同時(shí)送入數(shù)據(jù)緩沖區(qū)，通過(guò)串行接口發(fā)送到 PC 機(jī)，在 PC 機(jī)中將 十六進(jìn)制的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，最終電壓數(shù)值可以在界面上顯示。它包含兩個(gè) 4us 的延時(shí)的 ADC,兩個(gè)鎖存器，一個(gè)內(nèi)部的 + 參考電壓和一個(gè)高速并行輸出端口。每一組通道有兩個(gè)輸入 VA1 amp。 VB2 ，它們能同時(shí)的被采樣和轉(zhuǎn)化，保存相對(duì)的信號(hào)信息。在時(shí)序圖中，一個(gè)轉(zhuǎn)換在 /CONVST 的下降沿開(kāi)始。 BUSY 信號(hào)指示轉(zhuǎn)換的結(jié)束，這時(shí)兩個(gè)通道的轉(zhuǎn)化的結(jié)果是有效的，可以去讀。在 A0為高電平時(shí)，轉(zhuǎn)換后的 數(shù)據(jù)是 B 通道的模擬量。這些電路能在軟件的控制下準(zhǔn)確快速的完成程序設(shè)計(jì)者事 先規(guī)定的任務(wù)。 單片機(jī)按內(nèi)部數(shù)據(jù)通道的寬度，可分為 4 位、 8 位、 16 位及 32 位單片機(jī)。 8 位單片機(jī)在中、小規(guī)模應(yīng)用場(chǎng)合仍占主流地位，代表了單片機(jī)的發(fā)展方向，在單片機(jī)應(yīng)用領(lǐng)域發(fā)揮越來(lái)越大的作用。縱觀單片機(jī)的發(fā)展過(guò)程，可以預(yù)示單片機(jī)的發(fā)展趨勢(shì)： 微型單片化； 低功耗 CMOS； 與多品種共存； 可靠性和應(yīng)用水平越來(lái)越高。然而單片機(jī)又不同于單板機(jī)，芯片在沒(méi)有開(kāi)發(fā)前，它只是具備功能極強(qiáng)的超大規(guī)模集成電路，如果賦予它特定的程序，它便是一個(gè)最小的、完整的微機(jī)控制系統(tǒng)。 AT89C52 簡(jiǎn)介 AT89C52 是一種低功耗、高性能 CMOS8 位微控制器，具有 8K 在系統(tǒng)可編程Flash 存儲(chǔ)器。片上 Flash 允許程序存儲(chǔ)器在系統(tǒng)可編程，亦適于常規(guī)編程器。 AT89C52 具有以下標(biāo)準(zhǔn)功能： 8k 字節(jié) Flash， 256 字節(jié) RAM， 32 位 I/O 口線，看門(mén)狗定時(shí)器， 2 個(gè)數(shù)據(jù)指針，三個(gè) 16 位定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器，一個(gè) 6 向量 2級(jí)中斷結(jié)構(gòu)，全雙工串行口，片內(nèi)晶振及時(shí)鐘電路。空閑模式下， CPU 停止工作，允許 RAM、定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器、串口、中斷繼續(xù)工作。 其引腳圖，如圖 33 所示 ,它一共有 40 個(gè) 引腳，引腳又分為四類(lèi)。工作電源又分主電源、備用電源和編程電源。還有由 P0 口、 P1 口、 P2口、 P3 口的所有引腳構(gòu)成的單片機(jī)的輸入 /輸出（ I\O）引腳。 （ 2）單片機(jī)具有四種總線形式： P0 和 P2 組成的 16 位地址地址總線； P0分時(shí)復(fù)用為 8 位數(shù)據(jù)總線； ALE、 PSEN、 RST、 EA 和 P3 口的 INT0、 INT T0、 TWR、 RD 以及 P1 口的 T T2EX 組成控制總線；而 P3 口的 RXD、 TXD 組成串行通信總線。 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) 系統(tǒng)硬件電路的設(shè)計(jì)由主要電路設(shè)計(jì)以及輔助電路設(shè)計(jì)。輔助電路包括復(fù)位電路和晶振電路。這種復(fù)位電路的工作原理是：通電時(shí)，電容兩端相當(dāng)于是短路，于是 RST 引腳上為高電平，然后電源通過(guò)電阻對(duì)電容 充電， RST 端電壓慢慢下降，降到一定程序，即為低電平，單片機(jī)開(kāi)始正常工作。 手動(dòng)復(fù)位：首先經(jīng)過(guò)上電復(fù)位，當(dāng)按下按鍵時(shí)， RST 直接與 VCC 相連，為高電平形成復(fù)位，同時(shí)電解電容被短路放電；按鍵松開(kāi)時(shí)， VCC 對(duì)電容充電，充電電流在電阻上， RST 依然為高電平，仍然是復(fù)位，充電完成后，電容相當(dāng)于開(kāi)路，RST 為低電平，正常工作。 到 A\D 轉(zhuǎn)換的結(jié)果，固將單片機(jī)的兩個(gè) IO 口 P2 與單片機(jī)低 8 位 相連， P1與高四位相連。具體電路如圖 36。所以為了解決這個(gè)問(wèn)題，在 PC 機(jī)和 AT89C52 單片機(jī)的串口通信電路中加入了 IM 公司的 232 芯片。采用 232 接口的硬件接口電路如圖 37 所示。 4 軟件程序設(shè)計(jì) 單片機(jī)程序設(shè)計(jì) 單片機(jī)的設(shè)計(jì)采用查詢方式如圖 41 所示。 TI 0。//0x5a。 TI 0。 RED 0。 temp[1]
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