单片机课程设计数据采集系统Word文档下载推荐.docx

1、 此系统主要以ADC0808与80C51为中心，通过ADC对电阻网络采集数据，并将采集到的数据通过单片机串口传到另外一篇单片机中，在24C01芯片中存储，同时读取24C01里的数据，并将其显示在数码管中。由于电阻网络是由滑动变阻器构成，因此，当改变滑动变阻器阻值后，ADC采集到的数据也会变化。而采集速度也是由人通过拨码开关来控制的。在采集速度方面，由于采集速度是可控的，因此，需要利用定时器来控制数据的发送。3.3、方案比较3.31.采样器方案比较：由于采样的最重要指标是：转化时间、转换精度。已知ADC转换芯片有8位，10位，12位，14位，最高的达到16位。位数不一样，导致处理速度，精度都不一

2、样。通常，8位逐次逼近ADC的转换时间为100US左右，为本系统的控制时间允许。ADC的转换精度为1/28=0.39%，输入05V时分辨率为5/（28-1）=0.0196V。因此选择ADC0808芯片是最佳的选择方案。用此芯片可以直接将8个单端模拟信号输入，分时进行数据采集，转换。3.32.单片机控制ADC方案比较： 用单片机控制ADC通常有两种方式。一种是查询法，另外一种是中断控制法。查询法是单片机不断地对EOC状态进行读取。当发现EOC变化时，则单片机便对转化好的数据进行读取。中断控制法则是当ADC变换结束后向单片机发送中断请求，然后进入中断服务进行想干操作。 查询法是用在对转换时间不高的

3、工程中，而中断方法则应用在转换时间高的工程当中，在此次设计中，选择中断方式控制ADC。3.33.显示方案比较：（1）端口接线及数码管数选择：由于本次实验显示的数据是从24C01中读取的，因此是在另外一片单片机上进行显示的。由于该单片机的闲置端口足够提供控制显示器端口，因此不需要外加其它高级芯片。如果端口数量不够，可以采样扩展端口，此类芯片有比较熟悉的8155芯片或者8255等等。由于精度要求达到0.1%，因此，这里用8只数码管，3只用来显示通道数，4只用来显示数值。（2）显示方法：显示方法有动态显示与静态显示两种方法。动态显示需要对CPU时刻对显示器进行数据刷新，显示数据会有闪烁感，占用的CP

4、U时间多。静态显示数据稳定，但是接线复杂。这两种方法各有利弊，故当显示装置中有多个多段LED式，通常采用动态扫描驱动电路在该单片机系统中，使用7段LED显示器构成8位显示器，段选线控制显示的字符，位选线控制显示位的亮或暗。3.34.双机通信接口方案比较：由于此次设计是在PROTEUS上仿真的，因此不需要外加双机端口之间的诸如电平转换器、串行通信RS-232、RS-485.直接利用单片机串行接口相互连接发送便可。3.35.外部拨码开关的方案比较：由于通常都用switch开关来控制单片机，以便达到我们人所需要的条件。但在此次设计中，由于在PROTEUS软件中8个switch不仅占用空间，而且还不好

5、控制，故选择dipsw拨号开关，这个开关switch功能一样，但体积小，而且可以同时全部开，全部关，故选择dipsw开关。3.4、电路设计（图示）3.5、模块分析此系统中共用到的模块如下：ADC数据采集模块、发送机发送模块、接收机接收模块、24C01存储模块、LED数码管显示模块、采集速率处理模块。（1）ADC数据采集模块：在此模块中，主要是ADC采集数据是的时序处理，主要处理的拐角为0E（输出允许）,START（开始转换），而EOC拐角则用来充当中断信号源（2）发送机发送模块：在此模块中，主要是一个中断控制处理，即当ADC转换完后，产生了一个下降沿触发信号时，发送模块进入中断，对数据进行发送

6、，否则不发送数据，在此模块中当TI=1，进入中断以后，要用软件清零。（3）接收机接收模块：与发射机对应，波特率要设置成与发射机波特率相同，而且也是在收到信号后进入中断处理。将收到的数据存到24C01芯片中。否则，一直调用显示功能。在此模块中，当RI=1，进入中断以后，要用软件清零（4）24C01模块：在此模块中，主要是处理SCK与SDA的时序问题，由于它是串行读取数据的，因此，时序出错，便不能得出数据来。在24C01的读写过程中，地址很重要，在写过程中，要先写地址，再写数据。在读过程也是先写入地址，在读数据。（5）LED数码管显示模块：在此模块中，主要是考虑将采集到的数据正确地显示处理，给操作

7、者一个非常直观的界面。在这个模块中要处理的一个难题是：如何不让数码管跳动显示。软件实现过程主要控制好段选与位选，以及延时时间上的处理。（6）采集速率处理模块：在此模块中，主要处理时间问题，即如何通过定时器到达用户的要求，实现人机信息交换。在软件实现过程中，需要注意定时寄存器的重新赋值。3.42.小结：经简单理论分析，本系统数据采集核心采用ADC0808，单片机系统选用80C51构成的最小系统，用LED动态显示采集到的数据，数据通过80C51串行端口传输，实现单片机与单片机之间的通信。3.6、实验流程图3.7、程序主体/*（1）ADC采集、发送机数据处理、数据发送的程序如下：#include#d

8、efine uchar unsigned char #define uint unsigned intsbit ST=P35;sbit OE=P37;uchar getdata,picknum,t=0,Total=0;void delay（uint t） /单位延时1ms,总延时1ms*t.（120为实验测试值） uint i,j; for（i=0;it;i+） for（j=0;j24C01_head.h /包含24C01头文件uchar dispbitcode=0xfe,0xfd,0xfb,0xf7,0xef,0xdf,0xbf,0x7f;uchar code table=0x3f,0x06

9、,0x5b,0x4f,0x66,0x6d,0x7d,0x07,0x7f,0x6f,0x40,0x80;/09数字（共阴CC）uchar time=8,8,8,8,8,8,8,8;uchar num,getdata,room=0,a,count=0x08;uchar date_deal（uchar temp） /二进制转化为十进制 uchar cont=1,sum=0,i;8; if（temp&0x01） sum=sum+cont; cont=cont*2; temp=temp1; return sum;void sum_change（uchar sum） /数据处理 float c; uint

10、 cont; c=8000/255.0*sum; cont=c/1; time3=cont/1000; time5=（cont%1000）/100; time6=（cont%1000）%100）/10; time7=（cont%1000）%100）%10;void disp（） /显示子程序 uchar i; if（count=0x08） P0=0xff; else P2=dispbitcodei; if（i=0） P0=tablecount; else if（i=1|i=2） P0=table10; else if（i=4） P0=table11; else P0=tabletimei; d

11、elay（3）; P2=0xff; P2=0xff; TMOD=0x20;/定时器T1工作于方式2 SCON=0x50;/串口工作方式1，允许接受（REN=1） PCON=0x00; TH1=0xfd; /波特率9600hz TL1=0xfd; TR1=1; REN=1; SM0=0; SM1=1; EA=1; ES=1; init（）; disp（）; /显示数据void ser（） interrupt 4 /串行中断 RI=0; write_add（room,SBUF）; delay（20）; getdata=read_add（room）; /读24C01里面的数据 room+; /控制内

12、存地址 if（room=8） room=0; num=date_deal（getdata）; /处理数据 sum_change（num）; count+; if（count=8） /控制显示的数据 count=0;/*24C01_head.h头文件*#define uchar unsigned charsbit sda=P17;sbit scl=P16;void start（） /开始信号 sda=1; _nop_（）; scl=1; sda=0;void stop（） /停止void respons（） /应答 while（sda=1）&（i250）i+; scl=0;void init（）

13、void write_byte（uchar date） /写一个字节 uchar i,temp; temp=date; temp=temp scl=0; sda=CY; _nop_（）; scl=1;uchar read_byte（） /读一个字节 uchar i,k; k=（k1）|sda; return k;void write_add（uchar address,uchar date） /向一个地址里面写数据 start（）; write_byte（0xa0）; respons（）; write_byte（address）; write_byte（date）; stop（）;uchar

14、read_add（uchar address） /从一个地址里面读数据 uchar date; write_byte（0xa1）; date=read_byte（）; return date;/*程序结束*3.8、 系统效果说明：由于有8路采集，故用总电源电压为8V的直流电源，7个分压电阻，全为1K，再加一个滑动变阻器，阻值也为1K.够成电阻网络，这样能使结果易读。图一：初始显示图二：0通道显示图三：改变滑动变阻器，显示0通道图四：在三的基础上改变拨码开关，显示0通道图五：在图二的基础上，显示通道1结合图说明：图一时刚刚开始上电时，所有LED管全都显示，以验证数码管全都可以正常工作。图二与图三

15、比较，说明了，变化滑动变阻器是采集的数据变化，从而输出地数据也变化了。图三与图四相比，说明了，在其他条件不变的情况下，拨动开关的大小会影响数据采集速率（由下面PROTEUS经历的时间大小可以看出）图二与图五比较，说明了，正常显示下，而不是一直显示0通道。3.9、错误处理及解决方案3.91.在采样数据采样回来后，数码管显示总是不对，总是没有规律的显示。解决方案：单步调试发现错误：原来错误在，ADC0808转换后输出地数据对应到单片机输入端是相反的连接。即若转换好的数据若为0xbf,在OUT0接P0的情况下，P0=0xfb,而我们要得到0Xbf,因此，硬件连接的时候要首尾对应。3.92.无论怎么样

16、采集，各路通道采集会来之后总是显示相同数值接电压表读数原来错误在，模拟仿真毕竟与实际情况不同，我用了8V的电源，但是电源的负极没有接地，因此整个系统相当于没有接地。3.93.无论如何，ADC0808都不能工作与以往写过的ADC0808进行比较原来错误在，我接的时钟脉冲接错了，不小心接成了一个有边沿的脉冲，而不是时钟脉冲4.0、实验总结4.01.这是第一次自己设计了一个小小的系统，并且学会了很多PROTEUS新的知识，这是以前没有学过的，而且也学会了书本中一带而过的知识点，即双机通讯以及EEPROM的读写。4.02.开始学会总体布局，由于PROTEUS布局界面有限，故如果最开始不布局，则可能功亏

17、一篑，又得重新画图连线。4.03.培养了在出现错误后自己通过调试，找出错误点，然后解决错误的能力。自己写的程序只有自己知道构造，因此别人很难帮助你解决问题，只能自己一步一步慢慢调试解决。4.04.整个大系统应该分布进行，一个一个模块化，当各个模块都成功的时候，连接它们，使它们共同运作也需要小心衔接部分4.05.通过这次设计性试验，我了解了数据采集的全过程，也体会到了数据采集的重要性。四、结论此次试验是在PROTEUS上仿真，仿真效果良好，也不会出现实际工程上出现的问题。但是在实际工程中还得考虑远距离传输的匹配问题，若传送距离达5KM，则接口RS485至少需要4片。而且还得考虑各种噪声、滤波、高

18、频影响等等。五、参考文献本部分列出撰写论文过程中所参考的文章、书本及其它文献。【1】张毅刚.新编MCS-51单片机应用设计.哈尔滨工业大学出版社.2006年10月第二版【2】王东锋.单片机C语言应用100例.电子工业出版社.2009年3月第一版【3】郭天祥.10天学会单片机和C语言编程六、附录附录A：中断控制寄存器EX0（IE.0），外部中断0允许位；ET0（IE.1），定时/计数器T0中断允许位；EX1（IE.2），外部中断0允许位；ET1（IE.3），定时/计数器T1中断允许位；ES（IE.4），串行口中断允许位；EA （IE.7）， CPU中断允许（总允许）位。控制寄存器TCON80C51串行口的控制寄存器 附录B：数码管结构附录C：串行通讯80C51串行口的结构 方式一：波特率表：附录D: 24C01时序