多路数据采集系统设计报告.docx
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多路数据采集系统设计报告
目
录
第1章绪论设计目的及要求......................................2
1.1绪论.....................................................2
1.2设计目的...............................................2
1.3设计要求...............................................2
第2章系统总体方案选择与说明...............................3
2.1硬件设计框图...........................................3
2.2软件设计框图..............................................4
第3章数据采集系统概述、工作原理及其说明...............5
3.1数据采集系统概述..........................................5
3.2工作原理及其说明..........................................5
第4章各单元硬件设计及说明....................................7
4.1单片机的时钟源............................................7
4.2ADC0809（模数转换芯片）.............................10
4.3程序存储器和数据存储器电路设计...........................11
第5章软件设计与说明........................................12
5.1设计条件.................................................12
5.3模块程序设计............................................15
第6章
调试步骤及使用说明...................................21
第7章设计总结..............................................22
参考文献......................................................23
附
录.......................................................24
A、系统电路原理图：
.........................................24
B、程序.....................................................25
电气信息学院课程设计评分表....................................31
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第1章绪论设计目的及要求
1.1绪论
随着计算机技术的飞速发展和普及，数据采集系统也迅速地得到应用。
在生产过程中，应用这一系统可对生产现场的工艺参数进行采集，监视和记录，为提高产品质量，降低成本提供信息和手段。
在科学研究中，应用数据采集系统可获得大量的动态信息，是研究瞬间物理过程的有力工具，也是获取科学奥秘的重要手段之一。
总之，不论在哪个应用领域中，数据采集与处理越及时，工作效率就越高，取得的经济效益也越高。
本设计采用ATMEGA16单片机作为数据采集系统的控制核心，系统分为数据采集模块、A/D转换模块、系统控制模块、键盘模块、显示模块等几部分。
1.2设计目的
利用单片机为核心设计一个多路数据采集系统，要求每个通道的信号
经A/D转换后以10进制数在LED换显示不同通道的采样值。
1.3设计要求
显示器上显示，并能够通过键盘操作切
本课题要求利用单片机为核心设计一个八路数据采集系统，要求每个通道的信号经A/D转换后以10进制数在LED显示器上显示，并能够通过键盘操作切换显示不同通道的采样值。
本系统中包括8路模拟量输入，范围0-5V。
要求对8个通道的模拟量进行巡回采样，
再将采集的数据进行工程量
化转换后在LED显示器上显示，并能
通过按键切换所选通道的采样数据。
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第2章系统总体方案选择与说明2.1硬件设计框图
典型数据采集系统配置如图2.1所示，有的已实现集成化，多个传感器的预处理电路输出接入多路模拟开关，然后经过取样/保持电路和A/D转换后进入CPU系统。
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图2.2
典型数据采集系统配置图
（1）传感器是经典的利用各种原理将被测物理量转化为电信号。
（2）预处理模块是将模拟信号进行调整、放大，在模拟电路方便实
现的基础上对信号进行自动补偿、自动校正，抑制温漂的模块。
（3）数据采集A/D模块将模拟信号进行采样、量化，转化为数字信号.
（4）计算机可能为PC机、单片机或其他专用处理器，具有数据存储、记忆与信息处理功能，具有判断、决策处理功能。
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2.2软件设计框图
选择被测通道，并确定存储地址
图2.2软件设计框图
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第3章数据采集系统概述、工作原理及其说明3.1数据采集系统概述
数据采集是信息科学的一个主要组词成部分，信息技术的核心是信息获取，通信和计算机技术，常被称为3C技术，其中信息获取是基础和前提。
数据采集是获取信息的主要手段，它随着科学技术的进步而得到迅速发展。
目前各种各样的数据采集系统已得到广泛应用，新型数据采集系统仍不断涌现。
随着科学技术的发展与普及，数字设备正越来越多地取代模拟设备，在生产过程控制和科学研究等广泛领域中，计算机控制技术正发挥着越来越主要的作用，然而外部世界的大部分信息是以连续变化的物理量形式出现的，例如温度、压力、位移、速度等。
要将这些信息送入计算机进行处理，就必须先将这些连续的物理量离散化，并进行量化编码，从而变成数字量，这个过程就是数据采集。
数据采集系统是计算机与外部世界联系的桥梁。
数据采集技术是信息科学的主要组成部分，它是以传感器技术、信号检测与处理、电子学、计算机技术等方面技术为基础而形成的一个综合应用技术学科，已广泛应用于国民经济和国防建设的各个领域，并且随着科学技术的发展，尤其是计算机技术的发展与普及，数据采集技术有广阔的发展前景。
3.2工作原理及其说明
1、采用80C52单片机和ADC0809构成一个八路数据采集系统。
2、能够顺利采集各个通道的信号。
3、采集信号的动态范围：
0～5V。
4、每个通道采样速率：
100sps。
5、在面包板上完成电路，将采集的数据送入单片机70H～77H存储单元。
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6、编写相应的单片机采集程序到达规定的性能：
8路输入模拟信号数值显示电路由A/D转换、数据处理及显示控制等组成。
A/D转换由集成电路0809完成。
0809具有8路模拟输入端口，地址
线（23~25脚）可决定对哪一路模拟输入作A/D转换。
第22脚为地址锁存控制，当输入为高电平时，对地址信号进行锁存；6脚为测试控制，当输入一个2微秒宽脉冲时，就开始A/D转换；7脚为A/D转换结束标志，当A/D转换数据结束时，7脚输出高电平；9脚为A/D转换数据输出允许控制，当OE脚为高电平时，A/D转换数据从端口输出；10脚为0809的时钟输入端，利用单片机30脚的六分频晶振信号再通过74hc193二分频得到。
单片机的P1、P3端口作4位LED数码管显示控制，P0端口作A/D转换数据读入用，P2端口用作A/D转换控制。
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第4章各单元硬件设计及说明
4.1单片机的时钟源
4.1.1单片机时钟源
电容C1、C2和晶振（6MHz）组成8031的外部时钟源电路（如图4.1.1），将C1、C2和晶振组成的回路称为LC并联谐振回路，晶振起电感的作用，谐振频率由晶振的频率所决定，8031单片机的晶振可以选
1．2MHz~12MHz。
电容C1、C2的取值一般在20Pf~100pF之间（在60pF~70pF时，频率比较稳定）。
图4.1.1单片机时钟源
采用80C52单片机作为数据处理及显示芯片，80C52的芯片管脚图如下：
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P3（10~17）口：
P3口管脚是8个带内部上拉电阻的双向I/O口，可接收输出4个TTL门电流。
当P3口写入“1”后，它们被内部上拉为高电平，并用作输入。
作为输入，由于外部下拉为低电平，P3口将输出电流（ILL）这是由于上拉的缘故。
P3口作为AT89C51的一些特殊功
图3.180C52单片机引脚图
各管脚说明：
VCC（40）：
供电电源GND（20）:
接地
P0（32~39）口：
P0口为一个8位漏级开路双向I/O口，每脚可吸收8TTL门电流。
当P1口的管脚第一次写1时，被定义为高阻输入。
P0能够用于外部程序数据存储器，它可以被定义为数据/地址的第八位。
在FIASH编程时，P0口作为原码输入口，当FIASH进行校验时，P0输出原码，此时P0外部必须被拉高。
P1（1~8）口：
P1口是一个内部提供上拉电阻的8位双向I/O口，P1口缓冲器能接收输出4TTL门电流。
P1口管脚写入1后，被内部上拉为高，可用作输入，P1口被外部下拉为低电平时，将输出电流，这是由于内部上拉的缘故。
在FLASH编程和校验时，P1口作为第八位地址接收。
P2（21~28）口：
P2口为一个内部上拉电阻的8位双向I/O口，P2口缓冲器可接收，输出4个TTL门电流，当P2口被写“1”时，其管脚被内部上拉电阻拉高
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