自动测试实验数据采集系统的设计------多通道数字电压表的实现

1 实验三实验三 数据采集系统的设计数据采集系统的设计 多通道数字电压表的实现多通道数字电压表的实现 一 实验目的和要求 1 熟悉仿真器的使用方法 2 了解教学实验系统的结构和地址译码方式 3 掌握仪器系统中对模拟量信号的数据采集方法 了解数据采集系统的组成及单片机 中的两种实现方法 利用外接专用 ADC 器件完成 利用片内 ADC 部件完成 4 掌握系统中 ADC 接口的实现方法 进一步熟悉 ADC0809 的使用方法 5 基本掌握智能仪器中数据运算和数据处理的方法 6 体会一个典型仪器系统的总体设计思路 二 实验内容 模拟信号是最常见的被测信号 对它的采集与测量是自动化测试仪器中很重要的一部 分 在许多高性能单片机内部拥有 ADC 部件 具有直接 ADC 功能 在没有片内 ADC 部 件的单片机中 可直接选用专用 ADC 器件来完成 逐次比较式 ADC 器件转换速度快 性 能价格比高 是当前 ADC 技术的主流 在本实验中以 ADC0809 为例来实现多通道数据采 集过程 1 利用实验系统上提供的 ADC0809 接口电路 当寻址为 8000H 8007H 时 可分别 实现对 VX0 VX7 八个通道的模 数转换 被测模拟电压有自制的 5V 电阻分压网络提供 通过对 ADC 结束信号 EOC 的查询完成 ADC 结果的读入 如此循环采集每个通道 10 次 将所得数据一次存入片内 RAM 单元 2 将每个通道 10 次采集所得的数据进行数字滤波处理 可采用限幅滤波和算术平均 滤波或中值滤波的方法 并将结果依次存入指定的外部 RAM 单元 3 将存入指定的外部 RAM 单元的十六进制被测数据通过标度转换变成十进制结果存 入相应的外部 RAM 单元 4 调用可手动切换的显示子程序 即第一节实验中的用上行 下行按键 手动控制显 示程序 将八个通道的结果显示在 LED 数码管上 流程图可参考图 3 1 图 3 1 2 三 实验仪器 设备 软 硬件 及仪器使用说明 1 计算机 2 仿真机 E2000 3 WAVE 调试软件 四 实验原理 1 ADC0809 A D 转换电路 电路连线说明 0809 片选 CS 由译码器 74LS138 的 CS4 提供 数据信号线 2 8 2 1 接 8031 的 AD0 AD7 A B C 分别接 8031 的 AB0 AB1 AB2 转换结束信号 EOC 通过反相器接到 CN1 的 11 脚 AINT ALE 和 START 信号短接 接到 74LS02 的 1 脚 作 为 A D 转换的启动信号 CLOCK 信号接 74LS74 的 5 脚 74LS74 的作用是把 8031 的 ALE 信号二分频再接到 CLOCK 作为 ADC0809 的时钟输入 IN0 IN7 接到 CN3 的 5 12 脚 供用户输入 0 5V 模拟量时使用 图 3 2 ADC0809 A D 转换电路 五 实验内容与步骤 1 在实验系统上将实验接口连线按内容 1 连接好 并自行设计实现 5V 的电阻分压网 络 作为 8 个被测输入电压分别加在实验系统机的 ADC 输入插孔 IN7 IN0 上 执行程序 观察 LED 的显示 并用数字电压表进行校验 列表比较两者的结果 分析它的误差 2 编写使用查寻法进行多通道数据采集的监控程序 上 PC 机汇编调试通过后 将目 标程序码送入仿真机进行调试 注意观察程序中的问题 记录解决方法 3 要求对电压连续采集 10 次 放到 30H 37H 然后求均值放 20H 2F H 再把 转换 的电压值 放到 10H 1FH 显示结果 1 循环显示 8 个通道的电压值 ORG 0000H MAIN LCALL ATOD 采集数据 3 LCALL NEW 转换为电压值 LCALL CLRLED 清 LED LCALL DISKLED 显示电压值 LCALL DELAY SJMP MAIN ATOD MOV DPTR 8000H 开始采集 LOOP1 MOVX DPTR A LOOP2 JB P1 1 LOOP2 MOVX A DPTR MOV 20H A RET 此转换思路采取相减 1V 对应的数值和 0 1V 对应的数值 NEW mov R0 0 mov R1 0 MOV A 20H 把采集的十六进制数转换为电压值 CLR C NEW1 SUBB A 33H 51 JC OUT1 INC R0 AJMP NEW1 OUT1 CLR C MOV A R0 MOV B 33H 51 MUL AB MOV R3 A MOV A 20H SUBB A R3 NEW2 CLR C SUBB A 5 JC OUT2 INC R1 LJMP NEW2 OUT2 RET 清 LED CLRLED MOV SCON 00H 同步移位寄存器 MOV R6 08H TP21 MOV A 0FFH MOV SBUF A KK JNB TI KK CLR TI DJNZ R6 TP21 RET 显示电压值 DISKLED MOV SCON 00H MOV DPTR TAB 4 MOV A R0 取电压整数部分 ORL A 10H 形成带小数点的数 DISKEY MOVC A A DPTR MOV SBUF A 送出显示 LP JNB TI LP CLR TI MOV A R1 取电压小数部分的一位数 MOVC A A DPTR MOV SBUF A LP1 JNB TI LP1 CLR TI RET TAB DB 0C0H 0F9H 0A4H 0B0H 99H DB 92H 82H 0F8H 80H 90H DB 88H 83H 0C6H 0A1H 86H 8EH DB 40H 79H 24H 30H 19H 12H 02H 78H 00H 18H DELAY MOV R2 250 延时子函数 LL2 MOV R3 250 LL1 NOP NOP DJNZ R3 LL1 DJNZ R2 LL2 RET 2 按不同开关显示 对应通道号及此通道的电压值 MAIN LCALL ATOD 采集数据 LCALL NEW 转换为电压值 LCALL CLRIED 清 LED LCALL LED 显示电压值 LJMP MAIN ATOD MOV DPTR 8000H 开始采集 LOOP1 MOVX DPTR A LOOP2 JB P1 1 LOOP2 MOVX A DPTR MOV 20H A RET NEW mov r0 0 mov R1 0 MOV A 20H 把采集的十六进制数转换为电压值 CLR C 5 NEW1 SUBB A 33H 51 JC OUT1 INC R0 AJMP NEW1 OUT1 CLR C MOV A R0 MOV B 33H 51 MUL AB MOV R3 A MOV A 20H SUBB A R3 NEW2 SUBB A 5 JC OUT2 INC R1 LJMP NEW2 OUT2 RET CLRIED MOV SCON 00H MOV R6 08H TP21 MOV A 0FFH MOV SBUF A KK JNB TI KK CLR TI DJNZ R6 TP21 RET LED MOV SCON 00H MOV DPTR TAB MOV A R0 ORL A 10H 形成带小数点的数 DISKEY MOVC A A DPTR MOV SBUF A LP JNB TI LP CLR TI MOV A R1 取小数点后的一位数