4路模拟信号采集系统.docx

1、4路模拟信号采集系统单片机开发与设计工程师考试文档学 校： 湖南人文科技学院 题 目： 4路模拟信号采集系统 学生姓名: 陈自斌 易颂文 起止日期: 2010-6-152010-6-25 摘 要本次设计是建立一个四路模拟信号采集系统，能处理模拟信号（05V），同时对信号进行循环采样并通过键盘控制输出。它主要由A/D转换模块、单片机、显示模块、控制器模块组成。其中最主要的部分是单片机和A/D转换器，首先被测模拟信号通过A/D转换器转换成数字信号，然后通过单片机的处理，在数码管上不停的显示4路的采样数据，通过的给一个控制信号，可以选择的任意一路信号在数码管上面输出显示。关键词：A/D转换模块；单片

2、机；控制模块 目 录设计要求 11、方案 12、单元电路设计 22.1 A/D转换模块 22.2 单片机 32.3 显示模块 32.4 控制模块设计 43、系统软件设计 53.1 系统工作流程 54、总原理图 55、调试结果及分析 67、详细仪器清单 7参考文献 8附录 94路模拟信号采集系统设计要求1. 4路模拟量输入，范围0-5V；2. 对4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转换；3. 能通过按键切换所选通道；4. 数据在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。1、方案此方案以单片机STC89C52为核心，对四路模拟信号进行循环采样输出。首先，信号

3、通过一个A/D转换模块把模拟信号转换成数据信号，在通过STC89C52和8255的控制，由按键控制选择一路信号在LED数码管上显示。4路模拟信号采集系统原理框图如图1所示：图1 系统方框图2、单元电路设计2.1 A/D转换模块A/D转换模块我们采用的ADC0809芯片，设有一路信号巧(0V5V)从ADC0809的INo通道输入，地址输人端A、B、C均接地，这时1No的通道地址为OOH。0809是8位ADC，对0V,5V的信号，其转换精度为20mV级。P27和、共同组成ADC0809的口地址和启动转换控制信号。当P27=0时，指定ADC0809的口地址为0EFFFH；当STC89C52的来到时，

4、0809的ALE在脉冲的上升沿锁存地址信号，START在脉冲的高电平启动A/D转换。在转换结束后EOC输出高电平，转换后的数字量锁存在0809内部的三态输出锁存器中。当输出允许信号为高电平时，转换结果经数据线D7D0输出2。如图2所示：图2 A/D0809芯片2.2 单片机这个设计的核心我们采用的是STC89C52芯片，P0口作为数据总线和地址总线，首先，当模拟信号输入时，P0口作为数据总线对数据进行输入，其后在把数据传给8255时此时P0口作为一个地址总线。P2作为ADC0809的控制端口。P1作为流水灯控制口1。如图3 所示。图3主控芯片2.3 显示模块它主要由8255和LED数码管组成，

5、通过8255上的PA口和PB口控制数码管，数码管由8段组成，分别为A,B,C,D,E,F,G,H,PA口作为一个位选信号，而PB口作为一个段选信号。当PA口为低电平时就选择这一位。如图4所示：图4 LED数码管2.4 控制模块设计利用STC89C52的外部中断0对信号进行切换，INTO为一个下降沿触发。每按一次键，就产生一次中断，因为此时P10,P11口连接ADC0809的A，B口，按键一次对P1口进行加1赋值，所以我们可以通过观测二极管的亮灭判断我们选择哪路信号。如图5所示：图5 控制和复位3、系统软件设计3.1 系统工作流程程序开始运行时，我们先将它进行初始化，当数据输入后对4个通道的模拟

6、量进行巡回采样，再将采集的数据进行工程量转换，在数码管管上显示出来，通过外部的中断实现信号的切换。图6系统工作流程4、总原理图U1为单片机STC89C52，U2为芯片8255，复位按键与开始按键分别接到单片机的P3.2、P3.3脚，单片机的P0.0-P0.7脚接8255芯片D0-D7脚，8255的PA0-PA5分别接6个数码管的位选 ，PB0接数码管引脚11, PB1接数码管引脚10, PB2接数码管引脚7, PB3接数码管引脚1, PB4接数码管引脚2, PB5接数码管引脚3,PB6接数码管引脚4, PB7接数码管引脚5。P2.2 与ADC0809的ALE连接，P2.3连接OE，P3.4连接

7、EOC3。如图7所示：图7 总原理图5、调试结果及分析本设计主要是在编写的程序编译通过后4，用下载软件将编写的程序下载到实验开发板上，验证结果是否满足设计要求。主要通过按键部分进行控制，通过数码管和LED灯部分进行观察。当把程序下载到开发板以后，接通电源，单片机开始工作，输入模拟信号，此时我们可以看到在数码管上数据进行循环采集，当我们按下外部中断0的时候停止对数据的采集，数码管显示当前的数据。再次按下后，则对第2路信号进行循环采集。依此可以对4路数据进行采集。7、详细仪器清单表1 元器件及仪器设备明细表名称型号数量单片机STC89C521块扩展芯片82551块A/D转换芯片ADC08091块数

8、码管LED数码管2个电阻1K若干三极管9015若干导线若干电池1.5V3个参考文献1 孙育才.新型AT89S52系列单片机及其应用 .北京：清华大学出版社，20052 张鑫 .单片机原理及应用.北京：电子工业出版社，20053 万福君 潘松峰.单片微机原理系统设计与应用. 合肥：中国科学技术大学出版社,20014 陈家骏 郑滔 程序设计教程 北京：机械工业出版社，20045 余文俊 .8051 C语言实习 北京：中国水利水电出版社，2002.附录#include #include #define a8255_PA XBYTE0xD9FF /*PA口地址*/#define a8255_PB XB

9、YTE0xDAFF /*PB口地址*/#define a8255_PC XBYTE0xDDFF /*PC口地址*/#define a8255_CON XBYTE0xDFFF /*控制字地址5*/#define uchar unsigned charsbit ST = P2 7;sbit EOC = P3 4;sbit OE = P2 3;sbit CLK = P2 0;void display(void) ;unsigned char x0,x1, x2, x3; unsigned char choice =0x00;unsigned char dispdata10 = 0xA0, /*0*/

10、 0xBB, /*1*/ 0x62, /*2*/ 0x2A, /*3*/ 0x39, /*4*/ 0x2C, /*5*/ 0x24, /*6*/ 0xBA, /*7*/ 0x20, /*8*/ 0x28 /*9*/;unsigned char const dis_table16= 0xA0, /*0*/ 0xBB, /*1*/ 0x62, /*2*/ 0x2A, /*3 */ 0x39, /*4*/ 0x2C, /*5 */ 0x24, /*6*/ 0xBA, /*7*/ 0x20, /*8*/ 0x28, /*9 */ 0x30, /*A*/ 0x25, /*B*/ 0xE4, /*C*/

11、0x23, /*D */ 0x64, /*E*/ 0x74, /*F */ ; void delay(unsigned int num) unsigned int i = 0; for(i = 0; inum;i+); void display_F(unsigned char place,unsigned char num) unsigned char i = 0,display_num = 0; unsigned int test = 0; a8255_CON=0x89; a8255_PB=0xff; a8255_PA=0xff; delay(100); test =(0x01(place-

12、1); a8255_PA=test; display_num = dis_tablenum; a8255_PB=display_num; delay(100); /0x28,0xeb,0x32,0xa2,0xe1,0xa4,0x24,0xea,0x20,0xa0;uchar AD_DATA; /保存 void delay1(unsigned int i) while(i-); /*系统初始化*/void init() EA = 1; /开总中断 TMOD = 0x02; /设定定时器T0工作方式 TH0 = (65535-65485)/256; /利用T0中断产生CLK信号 TL0 = (65

13、535-65485)%256; TR0 = 1; /启动定时器T0 ET0 = 1; ST = 0; OE = 0; IT0=1; EX0=1; /*T0中断外断0服务程序*/void t0(void)interrupt 1 using 0 CLK = CLK; int0() interrupt 0 inturpt+; if(intrupt-1)=0xff ) intrupt=0xfc; flag=1; delay(100); else/*AD转换函数*/void AD() ST = 0; P1=choice; /选择通道 delay(2); ST = 1; /启动AD转换 delay(2);

14、 ST = 0; while (0 = EOC) / display(); /delay(20); OE = 1; AD_DATA = P0; OE = 0; /*主函数*/void main() unsigned int cout=0; float c; unsigned int b=0; init(); while (1) P1=choice; cout+;if(cout=100) cout=0; AD(); c = (float)AD_DATA ; c = c*5000.0/256.0; b =(unsigned int) c ; x0 = b % 10; x1 = b /10 % 10; x2 = b / 100 % 10; x3 = b / 1000; display_F(3,x3); display_F(4,x2); display_F(5,x1); display_F(6,x0);