Word版可编辑-电子系统设计实验报告多路数据采集系统设计单片机设计类精心整理.doc

电子系统设计报告题目:多路数据采集系统设计(单片机设计类摘要: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、软件控制模块、键盘模块和显示模块。该系统硬件部分的重心在于单片机,首先数据采集模块采集由外接电路传输过来的两路不同电压,再通过A/D转换模块进行模数转换,实现对采集到的数据进行模拟量到数字量的转换,并将转换后的数据通过数码管显示出来,通过按键可以控制要采集哪路的模块。该系统软件部分应用编写控制软件,对数据采集系统、模数转换系统、数据显示等程序进行了设计。关键词:ATmega16单片机;数据采集;A/D转换。Abstract:This design uses the ATmega16 MCU as the control core of a data acquisition system, system is divided into data acquisition module, A / D conversion module, the software control module, keyboard module and display module. The hardware of the system is the focus of scm. The first data acquisition module by the external circuit transmission over two different voltage, then through A / D conversion module for analog-digital conversion, to achieve the data collection for analog to digital conversion, and stores the converted data through the digital tube display, through the buttons can control which road to acquisition module. The system software application software of control, data acquisition system,A / D conversion system, data display program design.key words: ATmega16 MCU;Data acquisition;A / D conversion.一、设计目的和要求设计一个2路数据采集系统,需要采集的模拟信号为电压信号,用电位器构成的分压电路来模拟。采集哪路信号可以通过按键控制。电压值通过数码管显示。二、设计流程(1硬件概述ATmega16单片机概述该单片机系统是由CPU、随即存取数据存储器、只读程序存储器、输入输出电路(I/O 口,还有可能包括定时/计数器、串行通信口、显示驱动电路(LCD和LED驱动电路、脉宽调制电路、模拟多路转换器及A/D转换模块等电路集成到一个单块芯片上,构成了一个最小但功能完善的计算机系统。 A/D模数转换器本次设计实验室提供的开发板上已集成“逐步逼近式A/D转换器”,逐步逼近型A/D转换器:它的速度快、精度较高、成本低,是一种直接式转换器,它的转换时间在几微秒至几百微秒。 数码管显示电路图(2软硬件设计原理1、外接电路的作用是指用滑动变阻器控制电压的变化,使得输出两个不同的电压变化,将这两个电压信号值作为2路采集数据。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、自动校正等功能的模块。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,送至CPU 系统,由于实验室提供的开发板上集成数码管和按键,我们只需实行程序调控和焊接外部电路。 电压信号1预处理系统A/D转 换 器电路板显示按键控制电压信号2外接电路硬件设计部分利用软件编程,将二进制数转换为十进制数,送到数码管显示;从左到右轮流点亮显示器各位,对于显示器的每一位来说,每隔一段时间点亮一次,可以看到整个显示,但要保证扫描速度足够快,数码管的第一位显示通道数,后三位显示采集的数据。软件部分主要包括信号采集、A/D模数转换、按键部分的设计和数码管的显示。(3系统软硬件设计方案硬件设计方案:由于实验室提供的开发板上集成了数码管显示电路、A/D模数转换器和按键部分,硬件方案大部分可在上面完成,需要增加的是一个外接电路(提供两路不同测量值和单片机电源。用矩阵按键驱动数码管显示数字数码管用74hc595 功能实现就像计算器那样按键按1显示1接着按2显示12,矩阵按键有个退格键还有个确定键确定键按下时就把数码管显示的数值编码让串口发出去。软件设计方案(流程图如上,下面列举程序较为重要的地方:1、ADC计算函数程序: 2、数码管显示: 3、防抖动(拓展功能: 4、程序运行成功:通过下载软件,下载程序到单片机里。 最后,进入硬件调试阶段,在程序中设置引脚的连接,哪个按键负责哪个通道的开关。实验实物图如下: 三、拓展功能:增加一路电路采集数据,增加按键防抖动功能,但是显示效果可能没有很明显体现出来。四、实验分工及体会:本次实验题目较为简单,开放板上集成了ADC转换器,单片机CPU和数码管显示,故增加一个外接电路,作为采集的数据。程序方面,查找书上的例子,进行引脚的改设,进行调试即可。主要是拓展功能方面，键盘输入已经有同学想过了，故选择较为简单的防抖动程序 添加。 参考文献： 【】书名： 单片机