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1、数据采集报告对温度、光强数据采集系统的实现摘要: 本数据采集系统是以AT89C52单片机为核心，通过ADC0809模数转换器模块对外围数据温度、光强两个参数同时进行采集，然后通过LCD1602液晶显示实时显示采集到的数据。在基于Proteus的单片机的多路数据采集系统的仿真设计的准确无误的基础上，进行电路的焊接、调试，最终实现该数据采集系统的设计。数字温度、光强显示计主要由温度检测电路、光强检测电路、ADC0809模数转换器、AT89C52单片机、LCD1602液晶等几部分组成。温度检测电路主要由LM35与一个同相比例运算放大电路串联，光强检测电路由一个光敏电阻与一个电阻串联组成。温度、光强两

2、个模拟信号经过AD转换器转换为数字信号后送入单片机，处理后用LCD1602显示采集到的数据。关键词：AT89C52单片机 AD0809模数转换器 LM35 LCD1602 一、引言Proteus是世界上著名的EDA工具(仿真软件)，从原理图布图、代码调试到单片机与外围电路协同仿真，一键切换到PCB设计，真正实现了从概念到产品的完整设计。本文基于Proteus的单片机多通道数据显示系统的设计，由单片机对外界多路模拟量进行采集，由各路传感器提供数值，再通过AD转换进行模数转换，然后由液晶显示。在Proteus准确的仿真设计下，进行电路的焊接、调试，最终实现该数据采集系统的实现。 二、设计方案2.1

3、、电路系统框图确定该数据采集系统由温度检测模块、光强检测模块、主控模块、显示模块组成。电路系统框图如图（1）所示。图（1）2.2、显示方案选择方案1：用LED显示。这种方法尽管电路简单，成本低廉，但是显示的字符数据很有限，比如有些单位字符无法显示。方案2：用LCD显示。这种方法显示更加直观，而且显示的字符更加广泛。与较方案1比较，我们选择方案2.2.3、测温元件方案的选择方案1：由于本电路是一个测温电路，可以使用热敏电阻之类的器件利用其感温效应，再将随着被测温度变化的电压和电流采集过来，进行A/D转换之后，通过单片机进行处理，再进过LCD显示出来。这种方案设计上较为复杂。方案2：LM35系列精

4、密摄氏温度传感器是美国NS公司产品，LM35系列是精密集成电路温度传感器，其输出的电压特性线性地与摄氏温度成正比。因此，LM35比按绝对温标校准的线性温度传感器优越得多。LM35系列传感器生产制作时已经过校准，输出电压与摄氏温度一一对应，使用极为方便。灵敏度为10.0mv/,精度在0.4至0.8（-55至+150温度范围内），重复性好，低输出阻抗，线性输出和内部精密度校准使其与读出或控制电路接口简单和方便，可单独电源和正负电源工作。相比之下，我们选择LM35作为我们的温度检测。2.4、光强检测方案光敏电阻器是一种对光敏感的元件，它的电阻值能随着外界光照强弱（明暗）变化而变化。将它与一个电阻相串

5、联，利用分压作用可以测出它两端的电压作为模拟信号输入。2.5、温度检测电路模块设计 温度传感器用LM35，将LM35输出电压信号经过同相比例放大器放大。因为为了减小误差，又考虑到ADC0809的电压范围是0V+5V，将温度传感器的微弱的模拟信号放大到与A/D转换器满量程电压相应的电平值，以便充分利用A/D转换器的满量程分辨率。因此把LM35与一个同相比例放大器相连。2.6、显示电路模块设计显示电路采用液晶LCD1602，它是一种字符型液晶模块，是一种采用57点阵图形来显示字符的162点阵液晶显示器。其特点是：亮度高、工作电压低、功耗小、易于集成、驱动简单、寿命长、耐冲击且性能稳定。LCD160

6、2与单片机接口采用串行方式控制。2.7、分频电路设计 考虑到数据采集系统采样频率为0.5HZ,又因为AT89C52单片机的的ALE引脚的输出频率是内部时钟频率的1/6，因此用两个D触发器将ALE端的时钟频率四分频，作为AD0809的时钟信号。三、硬件电路设计3.1、理论计算（1）同相比例运算放大电路的输出电压Vo的计算由于由LM35采集回来的模拟信号电压很微弱，为了充分发挥A/D转换器的满量程分辨率，需要利用放大电路将微弱的输入信号进行放大，在设计当中我们将微弱信号放大了3.5倍。计算公式如下：Vo=3.2、模块电路及元件参数（1）、电源指示灯图(2)（2）、温度检测电路（温度传感器LM35和

7、同相比例放大器）图(3)（3）、光强检测电路图(4)（4）、分频电路图(5)（5）、液晶显示电路图(6)3.3、ADC0809与AT89C52接口设计（1）、ADC0809的各个引脚及功能图(7)15、2628，IN0IN7：8路模拟量输入端。1415、8、1721，D0D7：8位数字量输出端。2325，ADDA、ADDB、ADDC：3位地址输入线，用于选通8路模拟输入中的一路22，ALE：地址锁存允许信号，输入，高电平有效，对应ALE上跳沿，A、B、C地址状态送入地址锁存器中。6，START：AD转换启动信号，输入高电平有效，START上升沿时，复位ADC0809；START下降沿时启动芯片

8、，开始进行A/D转换；在A/D转换期间，START应保持 低电平。本信号有时简写为ST.7，EOC：AD转换结束信号，输出，当AD转换结束时，此端输出一个高电平（转换期间一直为低电平）。 9，OE：数据输出允许信号，输入，高电平有效。当AD转换结束时，此端输入一个高电平，才能打开输出三态门，输出数字量，用于控制三态输出锁存器向单片机输出转换得到的数据。OE=0，输出数据线呈高阻；OE=1，输出转换得到的数据。10，CLK：时钟脉冲输入端。要求时钟频率不高于640KHZ，EOC=0,正在进行转换；EOC=1,转换结束。使用中该状态信号即可作为查询的状态标志，又可作为中断请求信号使用。12、16，

9、REF（+）、REF（-）：基准电压。 11，Vcc：电源，单一5V。 13，GND：地（2）、ADC0809的工作原理当通道选择地址有效时，ALE高电平信号一出现，地址便马上被锁存，这时转换启动信号START紧随ALE之后(或与ALE同时)出现。START的上升沿将逐次逼近寄存器SAR复位，ADC0809下降沿时启动芯片，开始AD转换，转换期间START始终为低电平。ADC上升沿出现后的2s8个时钟周期内(不定)，EOC信号将变低电平，以指示转换操作正在进行中，直到转换完成后EOC再变高电平。微处理器收到变为高电平的EOC信号后，便立即送出高电平OE信号，打开三态门，读取转换结果。根据方案的

10、选择，该数据采集系统由单片机AT89C51及其外围的晶振电路和电源指示电路、温度检测电路、光强检测电路、ADC0809、同相比例运算放大电路、LCD1602液晶显示模块几部分组成，其电路的总图见附录。（3）、ADC0809与AT89C52接口设计图图(8)四、软件设计4.1系统主程序流程图图(9)程序流程图说明：程序开始首先进行1602液晶屏幕清屏操作、1602液晶显示初始设置(1.显示模式设置为16*2 2.指针自加一 3.初始化指针位置在第一行第一列)、书写格式说明，然后进入中断函数初始化设置。程序进入while循环，打开中断，选择ADC0809的模拟信号输入通道，当ADD_A=0，ADD

11、_B = 0,ADD_C = 0时，选择通道IN0，进行温度数据采集，当ADD_A=1，ADD_B = 0,ADD_C = 0，选择通道IN1，进行光照数据采集，最终通过ADC0809将模拟信号转换数字信号，通过数据转换，让数据通过LCD1602显示。4.2、系统C语言程序（见附录）五、系统调试与测试将电路焊接结束，用万用表检测芯片的引脚及线与线之间是否有无误。再检测各个模块电路是否能正常工作。在检测无误的情况下，下载所编写的程序，看显示所测得的数据是否满足所达到的要求。看采样频率是否到达0.5HZ，温度的测量精度是否为1摄氏度，光强的精度是否达到0.5%。如果显示数据结果不对，再不断调试所编

12、写的程序，直到达到设计要求。5.1、测试条件单一电源+5V、同相放大电路电压5.2、测试仪器数字万用表、双踪示波器、双路稳压电源5.3、测试数据测试数据见下表：表中温度电压是万用表测得的LM35随温度变化的电压经同相比例放大器放大后的电压，光强电压是光敏电阻随光照强度变化的电压。（1）温度测试数据：电压/V0.170.681.191.72.212.723.233.57温度/C5203550658095105（2）光强测试数据：电压/V0.260.631.051.261.892.312.733.15光强/%5.015.525.035.045.555.565.075.5由以上测得数据看出，测得的温

13、度精度为1摄氏度，光照精度0.5%。满足设计要求。六、结束语 通过基于51单片机的对外围电路的温度、光照的数据采集，学到了许多新的知识，为后面学习打下了良好的基础。附录：1、系统主程序#include#includesbit ADD_A = P35;sbit ADD_B = P36;sbit ADD_C = P37;sbit START = P31;sbit OE = P30;#define AD P1#define D P0unsigned char i = 5;unsigned char AD_result, display, cnt = 0;void SLE_channel(unsign

14、ed char channel);void delayms(unsigned char xms);void timer1_init(void);unsigned char ADC_get_data(void);void Light(unsigned char L_data);unsigned char si_she_wu_ru(unsigned char pre_data);void main(void) LCD_CLR_screen(); /液晶清屏操作 lcd_1602_init(); /初始化液晶，2 x 16 5x7 LCD_1602_printf(1, 1, L(%) T(C)%d)

15、; /辅助提示符 timer1_init(); /定时器0的初始化 while(1) /loop /-delayvoid delayms(unsigned char xms) /延时函数 unsigned int x, y; for(x = xms; x 0; x-) for(y = 110; y 0; y-);/-温度转换函数unsigned char si_she_wu_ru(unsigned char pre_data) unsigned char char_temp, temp; float float_temp; char_temp = pre_data * 0.55; float_

16、temp = pre_data * 0.55; /温度函数 if(float_temp - char_temp) = 0.5) /四舍五入处理 temp = char_temp + 1; else temp = char_temp; return temp; /-光强转换函数void Light(unsigned char L_data) unsigned int temp=5; unsigned char temp_yu, temp_mo; temp = 102 - (unsigned char)(L_data / 2.15); /光强函数 temp = temp * 10; temp_mo

17、 = (temp / 10); /取光强的整数部分 temp_yu = (temp % 10); /取光强的小数部分 if(temp_yu = 0) & (temp_yu 8; /定时时间为50ms TL0 = (65536 - 50000); EA = 1; /开总中断 ET0 = 1; /开定时器中断 TR0 = 1; /启动定时器/-定时中断函数void timer0() interrupt 1 /进中断先关闭总中断 EA = 0; TH0 = (65536 - 50000) 8; /重装初值 TL0 = (65536 - 50000);/-中断处理函数在此书写 cnt+; /统计进入中

18、断的次数 if(cnt = 40) cnt = 0; /2秒后，清进中断的次数 if(i = 7) /往返取通道5， 6 i = 5; SLE_channel(i); /选择模拟量的输入通道 ADC_start(); /开启AD转换 AD_result = ADC_get_data(); /获取结果 display = si_she_wu_ru(AD_result); /温度精度处理 switch(i) /选择显示通道 case 5: LCD_1602_print_number(2, 8, 3, (unsigned int)display); break; case 6: Light(AD_result); break; i+; /-禁止在此书写 EA = 1;2、电路图： .