多路数据采集系统.doc

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薁羈羈蒁蒇薅肀芄莃薄膂蒀蚂薃袂节薈薂羄蒈蒄蚁肇芁莀蚀腿肃螈蚀罿艿蚄虿肁膂薀蚈膃莇蒆蚇袃膀莂蚆羅莆蚁螅肇膈薇螅膀莄蒃螄衿膇荿螃肂莂莅螂膄芅蚄螁袄蒀薀螀羆芃蒆蝿肈葿莂衿膁节蚀袈袀肄薆袇羃芀蒂袆膅肃蒈袅袅莈莄袄羇膁蚃袃聿莆蕿袃膁腿蒅羂袁莅莁羁羃膈虿羀肆莃蚅罿芈膆薁羈羈蒁蒇薅肀芄莃薄膂蒀蚂薃袂节薈薂羄蒈蒄蚁肇芁莀蚀腿肃螈蚀罿艿蚄虿肁膂薀蚈膃莇蒆蚇袃膀莂蚆羅莆蚁螅肇膈薇螅膀莄蒃螄衿膇荿螃肂莂莅螂膄芅蚄螁袄蒀薀螀羆芃蒆蝿肈葿莂衿膁节蚀袈袀肄薆袇羃芀蒂袆膅肃蒈袅袅莈莄袄羇膁蚃袃聿莆蕿袃膁腿蒅羂袁莅莁羁羃膈虿羀肆莃蚅罿芈膆薁羈羈蒁蒇薅肀芄莃薄膂蒀蚂薃袂节薈薂羄蒈蒄蚁肇芁莀蚀腿肃螈蚀罿艿蚄虿肁膂薀蚈膃莇蒆蚇袃膀莂蚆羅莆蚁螅肇膈薇螅膀莄蒃螄衿膇荿螃肂莂莅螂膄芅蚄螁袄蒀薀螀羆芃蒆蝿肈葿莂衿膁节蚀袈袀肄薆袇羃芀蒂袆膅肃蒈袅袅莈莄袄羇膁蚃袃聿莆蕿袃膁腿蒅羂袁莅莁羁羃膈虿羀肆莃蚅罿芈膆薁羈羈蒁蒇薅肀芄莃薄膂蒀蚂薃袂节薈薂羄蒈蒄蚁肇芁莀蚀腿肃螈蚀罿艿蚄虿肁膂薀蚈膃莇蒆蚇袃膀莂蚆羅莆蚁螅肇膈薇螅膀莄蒃螄衿膇荿螃肂莂莅螂膄芅蚄螁袄蒀薀螀羆芃蒆蝿肈葿莂衿膁节蚀袈袀肄薆袇羃芀蒂袆膅肃蒈袅袅莈莄袄羇膁蚃袃聿莆蕿袃膁腿蒅羂袁莅莁羁羃膈虿羀肆莃蚅罿芈膆薁羈羈蒁蒇薅肀芄莃薄膂蒀蚂薃袂节薈薂羄蒈蒄蚁肇芁莀蚀腿肃螈蚀罿艿蚄虿肁膂薀蚈膃莇蒆蚇袃膀莂蚆羅莆蚁螅肇膈薇螅膀莄蒃螄衿膇荿螃肂莂莅螂膄芅蚄螁袄蒀薀螀羆芃蒆蝿肈葿莂衿膁节蚀袈袀肄薆袇羃芀蒂袆膅肃蒈袅袅莈莄袄羇膁蚃袃聿莆蕿袃膁腿蒅羂袁莅莁羁羃膈虿羀肆莃蚅罿芈膆薁羈羈蒁蒇薅肀芄莃薄膂蒀蚂薃袂节薈薂羄蒈蒄蚁肇芁莀蚀腿肃螈蚀罿艿蚄虿肁膂薀蚈膃莇蒆蚇袃膀莂蚆羅莆蚁螅肇膈薇螅膀莄蒃螄衿膇荿螃肂莂莅螂膄芅蚄螁袄蒀薀螀羆芃蒆蝿肈葿莂衿膁节蚀袈袀肄薆袇羃芀蒂袆膅肃蒈袅袅莈莄袄羇膁蚃袃聿莆蕿袃膁腿蒅羂袁莅莁羁羃膈虿羀肆莃蚅罿芈膆薁羈羈蒁蒇薅肀芄莃薄膂蒀蚂薃袂节薈薂羄蒈蒄蚁肇芁莀蚀腿肃螈蚀罿艿蚄虿肁膂薀蚈膃莇蒆蚇袃膀莂蚆羅莆蚁螅肇膈薇螅膀莄蒃螄衿膇荿螃肂莂莅螂膄芅蚄螁袄蒀薀螀羆芃蒆蝿肈葿莂衿膁节蚀袈袀肄薆袇羃芀蒂袆膅肃蒈袅袅莈莄袄羇膁蚃袃聿莆蕿袃膁腿蒅羂袁莅莁羁羃膈虿羀肆莃蚅罿芈膆薁羈羈蒁蒇薅肀芄莃薄膂蒀蚂薃袂节薈薂羄蒈蒄蚁肇芁莀蚀腿肃螈蚀罿艿蚄虿肁膂薀蚈膃莇蒆蚇袃膀莂蚆羅莆蚁螅肇膈薇螅膀莄蒃螄衿膇荿螃肂莂莅螂膄芅蚄螁袄蒀薀螀羆芃蒆蝿肈葿莂衿膁节蚀袈袀肄薆袇羃芀蒂袆膅肃蒈袅袅莈莄袄羇膁蚃袃聿莆蕿袃膁腿蒅羂袁莅莁羁羃膈虿羀肆莃蚅罿芈膆薁羈羈蒁蒇薅肀芄莃薄膂蒀蚂薃袂节薈薂羄蒈蒄蚁肇芁莀蚀腿肃螈蚀罿艿蚄虿肁膂薀蚈膃莇蒆蚇袃膀莂蚆羅莆蚁螅肇膈薇螅膀莄蒃螄衿膇荿螃肂莂莅螂膄芅蚄螁袄蒀薀螀羆芃蒆蝿肈葿莂衿膁节蚀袈袀肄薆袇羃芀蒂袆膅肃蒈袅袅莈莄袄羇膁蚃袃聿莆蕿袃膁腿蒅羂袁莅莁羁羃膈虿羀肆莃蚅罿芈膆薁羈羈蒁蒇薅肀芄莃薄膂蒀蚂薃袂节薈薂羄蒈蒄蚁肇芁莀蚀腿肃螈蚀罿艿蚄虿肁膂薀蚈膃莇蒆蚇袃膀莂蚆羅莆蚁螅肇膈薇螅膀莄蒃螄衿膇荿螃肂莂莅螂膄芅蚄螁袄蒀薀螀羆芃蒆蝿肈葿莂衿膁节蚀袈袀肄薆袇羃芀蒂袆膅肃蒈袅袅莈莄袄羇膁蚃袃聿莆蕿袃膁腿蒅羂袁莅莁羁羃膈虿羀肆莃蚅罿芈膆薁羈羈蒁蒇薅肀芄莃薄膂蒀蚂薃袂节薈薂羄蒈蒄蚁肇芁莀蚀腿肃螈蚀罿艿蚄虿肁膂薀蚈膃莇蒆蚇袃膀莂蚆羅莆蚁螅肇膈薇螅膀莄蒃螄衿膇荿螃肂莂莅螂膄芅蚄螁袄蒀薀螀羆芃蒆蝿肈葿莂衿膁节蚀袈袀肄薆袇羃芀蒂袆膅肃蒈袅袅莈莄袄羇膁蚃袃聿莆蕿袃膁腿蒅羂袁莅莁羁羃膈虿羀肆莃蚅罿芈膆薁羈羈蒁蒇薅肀芄莃薄膂蒀蚂薃袂节薈薂羄蒈蒄蚁肇芁莀蚀腿肃螈蚀罿艿蚄虿肁膂薀蚈膃莇蒆蚇袃膀莂蚆羅莆蚁螅肇膈薇螅膀莄蒃螄衿膇荿螃肂莂莅螂膄芅蚄螁袄蒀薀螀羆芃蒆蝿肈葿莂衿膁节蚀袈袀肄薆袇羃芀蒂袆膅肃蒈袅袅莈莄袄羇膁蚃袃聿莆蕿袃膁腿蒅羂袁莅莁羁羃膈虿羀肆莃蚅罿芈膆薁羈羈蒁蒇薅肀芄莃薄膂蒀蚂薃袂节薈薂羄蒈蒄蚁肇芁莀蚀腿肃螈蚀罿艿蚄虿肁膂薀蚈膃莇蒆蚇袃膀莂蚆羅莆蚁螅肇膈薇螅膀莄蒃螄衿膇荿螃肂莂莅螂膄芅蚄螁袄蒀薀螀羆芃蒆蝿肈葿莂衿膁节蚀袈袀肄薆袇羃芀蒂袆膅肃蒈袅袅莈莄袄羇膁蚃袃聿莆蕿袃膁腿蒅羂袁莅莁羁羃膈虿羀肆莃蚅罿芈膆薁羈羈蒁蒇薅肀芄莃薄膂蒀蚂薃袂节薈薂羄蒈蒄蚁肇芁莀蚀腿肃螈蚀罿艿蚄虿肁膂薀蚈膃莇蒆蚇袃膀莂蚆羅莆蚁螅肇膈薇螅膀莄蒃螄衿膇荿螃肂莂莅螂膄芅蚄螁袄蒀薀螀羆芃蒆蝿肈葿莂衿膁节蚀袈袀肄薆袇羃芀蒂袆膅肃蒈袅袅莈莄袄羇膁蚃袃聿莆蕿袃膁腿蒅羂袁莅莁羁羃膈虿羀肆莃蚅罿芈膆薁羈羈蒁蒇薅肀芄莃薄膂蒀蚂薃袂节薈薂羄蒈蒄蚁肇芁莀蚀腿肃螈蚀罿艿蚄虿肁膂薀蚈膃莇蒆蚇袃膀莂蚆羅莆蚁螅肇膈薇螅膀莄蒃螄衿膇荿螃肂莂莅螂膄芅蚄螁袄蒀薀螀羆芃蒆蝿肈葿莂衿膁节蚀袈袀肄薆袇羃芀蒂袆膅肃蒈袅袅莈莄袄羇膁蚃袃聿莆蕿袃膁腿蒅羂袁莅莁羁羃膈虿羀肆莃蚅罿芈膆薁羈羈蒁蒇薅肀芄莃薄膂蒀蚂薃袂节薈薂羄蒈蒄蚁肇芁莀蚀腿肃螈蚀罿艿蚄虿肁膂薀蚈膃莇蒆蚇袃膀莂蚆羅莆蚁螅肇膈薇螅膀莄蒃螄衿膇荿螃肂莂莅螂膄芅蚄螁袄蒀薀螀羆芃蒆蝿肈葿莂衿膁节蚀袈袀肄薆袇羃芀蒂袆膅肃蒈袅袅莈莄袄羇膁蚃袃聿莆蕿袃膁腿蒅羂袁莅莁羁羃膈虿羀肆莃蚅罿芈膆薁羈羈蒁蒇薅肀芄莃薄膂蒀蚂薃袂节薈薂羄蒈蒄蚁肇芁莀蚀腿肃螈蚀罿艿蚄虿肁膂薀蚈膃莇蒆蚇袃膀莂蚆羅莆蚁螅肇膈薇螅膀莄蒃螄衿膇荿螃肂莂莅螂膄芅蚄螁袄蒀薀螀羆芃蒆蝿肈葿莂衿膁节蚀袈袀肄薆袇羃芀蒂袆膅肃蒈袅袅莈莄袄羇膁蚃袃聿莆蕿袃膁腿蒅羂袁莅莁羁羃膈虿羀肆莃蚅罿芈膆薁羈羈蒁蒇薅肀芄莃薄膂蒀蚂薃袂节薈薂羄蒈蒄蚁肇芁莀蚀腿肃螈蚀罿艿蚄虿肁膂薀蚈膃莇蒆蚇袃膀莂蚆羅莆蚁螅肇膈薇螅膀莄蒃螄衿膇荿螃肂莂莅螂膄芅蚄螁袄蒀薀螀羆芃蒆蝿肈葿莂衿膁节蚀袈袀肄薆袇羃芀蒂袆膅肃蒈袅袅莈莄袄羇膁蚃袃聿莆蕿袃膁腿蒅羂袁莅莁羁羃膈虿羀肆莃蚅罿芈膆薁羈羈蒁蒇薅肀芄莃薄膂蒀蚂薃袂节薈薂羄蒈蒄蚁肇芁莀蚀腿肃螈蚀罿艿蚄虿肁膂薀蚈膃莇蒆蚇袃膀莂蚆羅莆蚁螅肇膈薇螅膀莄蒃螄衿膇荿螃肂莂莅螂膄芅蚄螁袄蒀薀螀羆芃蒆蝿肈葿莂衿膁节蚀袈袀肄薆袇羃芀蒂袆膅肃蒈袅袅莈莄袄羇膁蚃袃聿莆蕿袃膁腿蒅羂袁莅莁羁羃膈虿羀肆莃蚅罿芈膆薁羈羈蒁蒇薅肀芄莃薄膂蒀蚂薃袂节薈薂羄蒈蒄蚁肇芁莀蚀腿肃螈蚀罿艿蚄虿肁膂薀蚈膃莇蒆蚇袃膀莂蚆羅莆蚁螅肇膈薇螅膀莄蒃螄衿膇荿螃肂莂莅螂膄芅蚄螁袄蒀薀螀羆芃蒆蝿肈葿莂衿膁节蚀袈袀肄薆袇羃芀蒂袆膅肃蒈袅袅莈莄袄羇膁蚃袃聿莆蕿袃膁腿蒅羂袁莅莁羁羃膈虿羀肆莃蚅罿芈膆薁羈羈蒁蒇薅肀芄莃薄膂蒀蚂薃袂节薈薂羄蒈蒄蚁肇芁莀蚀腿肃螈蚀罿艿蚄虿肁膂薀蚈膃莇蒆蚇袃膀莂蚆羅莆蚁螅肇膈薇螅膀莄蒃螄衿膇荿螃肂莂莅螂膄芅蚄螁袄蒀薀螀羆芃蒆蝿肈葿莂衿膁节蚀袈袀肄薆袇羃芀蒂袆膅肃蒈袅袅莈莄袄羇膁蚃袃聿莆蕿袃膁腿蒅羂袁莅莁羁羃膈虿羀肆莃蚅罿芈膆薁羈羈蒁蒇薅肀芄莃薄膂蒀蚂薃袂节薈薂羄蒈蒄蚁肇芁莀蚀腿肃螈蚀罿艿蚄虿肁膂薀蚈膃莇蒆蚇袃膀莂蚆羅莆蚁螅肇膈薇螅膀莄蒃螄衿膇荿螃肂莂莅螂膄芅蚄螁袄蒀薀螀羆芃蒆蝿肈葿莂衿膁节蚀袈袀肄薆袇羃芀蒂袆膅肃蒈袅袅莈莄袄羇膁蚃袃聿莆蕿袃膁腿蒅羂袁莅莁羁羃膈虿羀肆莃蚅罿芈膆薁羈羈蒁蒇薅肀芄莃薄膂蒀蚂薃袂节薈薂羄蒈蒄蚁肇芁莀蚀腿肃螈蚀罿艿蚄虿肁膂薀蚈膃莇蒆蚇袃膀莂蚆羅莆蚁螅肇膈薇螅膀莄蒃螄衿膇荿 第1章 绪论设计目的及要求1.1绪论在计算机广泛应用的今天，数据采集的重要性是十分显著的。它是计算机与外部物理世界连接的桥梁。它在现代信息领域发挥着重要作用，是信息产品不可或缺的重要组成部分。因此选择基于单片机数据采集系统设计是很有意义也是很有必要的。 随着计算机技术的飞速发展和普及，数据采集系统也迅速地得到应用。在生产过程中，应用这一系统可对生产现场的工艺参数进行采集，监视和记录，为提高产品质量，降低成本提供信息和手段。在科学研究中，应用数据采集系统可获得大量的动态信息，是研究瞬间物理过程的有力工具，也是获取科学奥秘的重要手段之一。总之，不论在哪个应用领域中，数据采集与处理越及时，工作效率就越高，取得的经济效益也越高。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、系统控制模块、键盘模块、显示模块等几部分。系统通过ATMEGA16对多通道的数据流进行控制，经过处理后在LCD12864上进行显示。本设计在此基础上设计了系统的总体方案，最后通过硬件和软件实现了各个功能模块。相关部分附有硬件电路图，程序流程图。经实验证明，这套系统软硬件设计合理，各项性能良好，经过系统扩展与升级，可以有效的满足各种数据采集的需要。1.2.设计目的利用单片机为核心设计一个多路数据采集系统，要求每个通道的信号经A/D转换后以10进制数在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1.3.设计要求1）确定系统设计方案； 2）进行系统的硬件设计；3）完成必要的参数计算与元器件选择；4）完成应用程序设计；5）进行部分单元电路及应用程序的调试；第2章 系统总体方案选择与说明2.1数据采集系统概述数据采集是信息科学的一个主要组词成部分，信息技术的核心是信息获取，通信和计算机技术，常被称为3C技术，其中信息获取是基础和前提。数据采集是获取信息的主要手段，它随着科学技术的进步而得到迅速发展。目前各种各样的数据采集系统已得到广泛应用，新型数据采集系统仍不断涌现。随着科学技术的发展与普及，数字设备正越来越多地取代模拟设备，在生产过程控制和科学研究等广泛领域中，计算机控制技术正发挥着越来越主要的作用，然而外部世界的大部分信息是以连续变化的物理量形式出现的，例如温度、压力、位移、速度等。要将这些信息送入计算机进行处理，就必须先将这些连续的物理量离散化，并进行量化编码，从而变成数字量，这个过程就是数据采集。数据采集系统是计算机与外部世界联系的桥梁。数据采集技术是信息科学的主要组成部分，它是以传感器技术、信号检测与处理、电子学、计算机技术等方面技术为基础而形成的一个综合应用技术学科，已广泛应用于国民经济和国防建设的各个领域，并且随着科学技术的发展，尤其是计算机技术的发展与普及，数据采集技术有广阔的发展前景。2.2数据采集的配置典型数据采集系统配置如图2.1所示，有的已实现集成化，多个传感器的预处理电路输出接入多路模拟开关，然后经过取样/保持电路和A/D转换后进入CPU系统。生产工艺现场传感器1传感器2传感器R.预处理系统多路模拟开关.A/D转换器计算机或其他微处理 器 图2.2 典型数据采集系统配置图（1） 传感器是经典的利用各种原理将被测物理量转化为电信号。（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，抑制温漂的模块。（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.（4） 计算机可能为PC机、单片机或其他专用处理器，具有数据存储、记忆与信息处理功能，具有判断、决策处理功能。2.3 取样周期的选择对输入信号进行两次采样之间的时间间隔成为取样周期TS。为了尽可能保持被取样信号的真实性，取样周期不宜太长，要根据取样定理来定。有取样得到的输出函数要能不失真地恢复出原来的信号。实用上一般取样频率s等于2.53倍的输入信号最大频率max，有时以510max，根据实际需要而定。取样周期的长短也要涉及到配置的A/D转换芯片的选择。第三章 系统方框图3.1 硬件电路框图根据设计要求，我们可以将8路模拟量经A/D转换器转换，再由软件控制单片机，读取转换后的数据，并控制其输出，使数码管显示采集的数据，硬件电路框图如下图所示：单片机A/D转换器8路模拟量LED显示图3.1 硬件电路框图在实际应用中，模拟量应该由传感器利用各种原理将被测物理量转化成的信号， 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，单片机具有数据存储、记忆与信息处理功能，具有判断、决策处理功能，其控制数据转换和显示。第4章 各单元硬件设计及说明4.1单片机的时钟源和复位电路设计电容C1、C2和晶振(6MHz)组成8031的外部时钟源电路，将C1、C2和晶振组成的回路称为LC并联谐振回路，晶振起电感的作用，谐振频率由晶振的频率所决定，8031单片机的晶振可以选12MHz12MHz。电容C1、C2的取值一般在20Pf100pF之间(在60pF70pF时，频率比较稳定)。复位电路由R1C3组成，在上电瞬间，由于电容C3两端的电压不能突变，REST端出现高电平，只要保持10ms的高电平时间，就能可靠地使单片机复位，当晶振为6MHz时，取C3=22p,F，Rl=lk。4.2程序存储器和数据存储器电路设计 EPROM2716是8031单片机的程序存储器，用于存放指令，常数及表格。其地址范围为0000H07FFH。片选端接地，表示2716总是处于选通状态。开机后，由8031的PSEN控制端(低电平有效)，自动执行从0000H开始的程序。如果从EPROM中取常数或查表，则需要执行MOVCA，A+DPTR指令。RAM6116是8031单片机的数据存储器，用于存放采集的数据及数据的计算与处理结果等。它的地址范围也是0000H07FFH，但不会与EPROM2716的地址发生冲突。因为它的片选端是通过8031的地址线控制的。当地址线P26 =0 时，RAM6116才选通。8031执行MOVXDPTR，A指令可以产生信号，将累加器A的内容送片外数据存储器。执行MOVX A，DPTR指令可以产生信号，将片外数据存储器由DPTR指定的地址单元中的内容送至累加器A。DPTR表示16位的地址计数器的内容，它可以通过执行MOVDPTA，#addrl6指令被赋值。4.3、A/D转换电路及其程序设计单片机8031、ADC0809及或非门74LS02等共同组成数据采集系统的AD转换电路。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。P24和、共同组成ADC0809的口地址和启动转换控制信号。当P24=0时，指定ADC0809的口地址为0EFFFH；当8031的来到时，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，图2.36中，8031采用了中断方式读取转换结果，也可以采用时等待的方式读取转换结果, A/D转换的程序如下：MOV A，00H ；指定IN0的通道号MOV DPTR，#OEFFFH ；指向0809口地址MOVX DPTR，A ；启动0809转换lOOP：AJNp Loop ；等待转换结果采用中断方式等待转换结束的A/D转换和D/A转换的程序如下：ORG 0000H ；复位AJMP START ORG 0013H ；中断向量地址AJMp INTISV ；转中断服务子程序START: SETB INTI ；测中断响应信号是否来到SETB EA ；开中断SETB EXI ；允许产生中断MOV DPTR，#0EFFFH ；指向0809口地址MOV A，00H ；0809 IN0的通道号MOVX DPTR，A ；启动0809转换LOOP； AJMP LOOP ；等待转换INTlSV：MOVDPTR，#0EFFFH ；指向0809口地址MOVX A，DPTR ；读丸D转换的结果MOVDPTR， #7FFFH ；指向DAC0832口地址MOVX DPTR，A ；启动0832转换MOVDPTR，#0EFFFH ；指向0809以进行下一次MOV A，00H ；A/D转换(1No)MOVX DPTR，A ；启动A/D转换RETI；中断返回，进行下一次A/D、D/A转换,如此周而复始。若有8路信号输入,0809的通道号应为INoIN7，对应的通道地址为00H07H。由低位地址线P00P02控制A、B、C。相应的A/D转换程序改为8通道循环检测。4.4DA转换电路及其程序设计单片机8031与DAC0832及运算放大器A747(双运放)组成数据采集系统的D/A转换输出电路。其中，DAC0832接成双缓冲工作方式，允许端ILE接+5V，则内部的输入寄存器可以锁存8031的P0口送来的数据。片选端与控制端都与8031的高位地址线P27相连接，由此指定了DAC0832的口地址为07FFFH。当P27=0时，由于0832内部的两级寄存器的、都与031的信号直接相连，当来到时，DAC0832完成一次D/A转换，其转换程序如下MOVDPTR，#7FFFH ；地址指针指向0832的口地址MOVA，#dara ；A/D转换的结果data送累加器AMOVXDPTR，A ；累加器A的数字量送DAC0832执行MOVXDPTR,A这条指令时，可以生成信号，DAC0832的输出经运算放大器后可以得到与输人数字量成比例的模拟电压信号。第5章 器件说明A/D转换器的种类很多，主要分为比较型和积分型两大类，其中，常用的是逐次逼近型、双积分型和VF转换器。逐次逼近型A/D转换器转换速度高（1ss），有814位精度任选，输出响应快，但抗干扰能力差些。双积分A/D转换器有很强的抗噪声能力，精度很高，分辨率可达1220位，价格便宜，但转换速度较慢（4ss）。VF转换器是由积分器、比较器和整形电路构成的，它把模拟电压变换成相应频率的脉冲信号，其频率正比于输入电压值，然后用频率计测量。VF转换器输出响应快，抗干扰能力好，能连续转化，适用于输入信号动态范围宽和需要远距离传送的场合，但转换速度较慢。常用的A/D转换器芯片有5G14433（8位）、ICL7315（14位）、ADC0809（8位）、ADC0804（1位）、ADC1210（12位）等，还有单片机内含有A/D转换器的，如8097BH内含10位A/D转换器。虽然芯片繁多，性能各异，但从使用角度看，其外特性不外乎有以下四点： 模拟信号输入端； 数字量的并行输出端； 启动转换的外部控制信号； 转换完毕同转换器发出的转换结束信号。A/D转换器的工作大多数受微处理器的控制。当微处理器给出控制信号，A/D转换器执行一次转换，把模拟信号数字化。A/D转换器电路的输出有两种方式：一种是可控的三态门，这是输出线可以与微处理机的数据总线直接连接，并在转换结束后利用读信号RD控制三态门，把数据送上总线；另一种是没有可控的三态门电路，有数据输出寄存器直接与芯片管脚相连，这时，芯片的数据输出线不能与系统的数据总线直接相连，必须通过I/O通道与CPU交换，尽管各自的内部结构不一样，任一型号的A/D转换器芯片均可与任何型的CPU连接，它们的数据总线与地址总线几乎相同，差异仅在控制信号。因此，在改用不同的CPU时，只需根据A/D转换器的要求，变动控制信号的连接即可。第6章 软件设计与说明6.1 设计条件本系统8路模拟量输入，范围0-5V。要求对8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后在LED显示器上显示，并能通过按键切换所选通道的采样数据。6.2编程思想和流程图编程思想：根据硬件电路图，我们应用汇编语言进行编程。首先在P2.4和P2.3引脚提供正脉冲，启动A/D转换，因转换需要一定的时间，所以需延时等待；然后读取数据，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，利用人的视觉暂留功能可以看到整个显示，但必须保证扫描速度足够快，字符才不闪烁，利用单片机的P1口提供显示段码，P3口的低四位提供位码，数码管的第一位显示通道数，后三位显示0255的采集数据。流程图如下所示：将转换结果的个位送到数码管显示单片机初始化转换是否结束将采集的数据通道送到数码管显示将转换结果的十位送到数码管显示8路数据是否采集完结束将转换结果的百位送到数码管显示启动A/D转换开始YNYN图 6-2软件流程图第7章 调试数据采集系统的主要分为以下几个模块：数据采集转换模块、数据存储模块、键盘控制模块、时钟模块、液晶显示模块、串口通信模块。其中数据采集模块包括AD电压信号量采集和系统工作温度采集。该系统工作的总原理图如图2。 总 结课程设计是培养学生综合运用所学知识,发现,提出,分析和解决实际问题,锻炼实践能力的重要环节,是对学生实际工作能力的具体训练和考察过程.随着科学技术发展的日新日异，单片机已经成为当今计算机应用中空前活跃的领域， 在生活中可以说得是无处不在。因此作为二十一世纪的大学来说掌握单片机的开发技术是十分重要的。回顾起此次单片机课程设计，我仍感慨颇多，的确，从选题到定稿，从理论到实践，在接近两星期的日子里，可以说得是苦多于甜，但是可以学到很多很多的的东西，同时不仅可以巩固了以前所学过的知识，而且学到了很多在书本上所没有学到过的知识。通过这次课程设计使我懂得了理论与实际相结合是很重要的，只有理论知识是远远不够的，只有把所学的理论知识与实践相结合起来，从理论中得出结论，才能真正为社会服务，从而提高自己的实际动手能力和独立思考的能力。在设计的过程中遇到问题，可以说得是困难重重，这毕竟第一次做的，难免会遇到过各种各样的问题，同时在设计的过程中发现了自己的不足之处，对以前所学过的知识理解得不够深刻，掌握得不够牢固，比如说不懂一些元器件的使用方法，对单片机汇编语言掌握得不好通过这次课程设计之后，一定把以前所学过的知识重新温故。这次课程设计终于顺利完成了，在设计中遇到了很多编程问题，最后在同学们的探讨下在蔡老师的辛勤指导下，终于游逆而解。同时，在蔡老师那里我学得到很多实用的知识，在次我表示感谢！同时，对给过我帮助的所有同学和各位指导老师再次表示忠心的感谢！参考文献1李朝青.单片机原理及接口技术.北京航空航天大学出版社2002 2朱宇光.单片机应用新技术教程.电子工业出版社.2000.3杨振江，杜铁军，李群.流行单片机实用子程序及应用实例.西安电子技术大学出版社.2004.4张慰兮.微型计算机原理、接口及应用.南京大学出版社.1999.5王迎旭.单片机原理及应用.机械工业出版社.2004.6刘大茂.单片机原理及其应用.上海交通大学出版社.2001.7吴金戌，沈庆阳，郭庭吉8051单片机实践与应用.清华大学出版社.2002.8刘国荣单片微型计算机技术.机械工程出版社1996.9张迎新.单片微型计算机原理、应用及接口技术.国防工业出版社.1993.10何立民.单片机应用系统设计.北航出版社.2007.附 录系统图系统程序清单ORG 0000HMAIN:LCALL TEST ;调用采集信号程序 MOV R3,#08H ;设置循环参数 MOV 7BH,#00H MOV R1,#70H ;选择通道信号TUNBCD:LCALL AA LCALL DISP ;调用八路循环显示子程序 ；-八路循环显示控制子程序-DISP:MOV SP,#60H MOV R5,#100 ；设置调用显示次数，使显示稳定 LP: MOV A,#0 MOV R0,#30H MOV R7,#04HLP2: MOV R0,A INC R0 INC A DJNZ R7,LP2 ACALL DIS ；调用显示模块 DJNZ R5,LP MOV R6,#0F4H ；延时 DL1: MOV R7,#0A9H DL2: DJNZ R7,DL2 DJNZ R6,DL1 INC R1 INC 7BH ；通道信号送入寄存器 DJNZ R3,TUNBCD LJMP MAIN;- -A/D转换子程序-TEST: MOV R0,#70H ；显示数据初值(70H-77H) MOV R5,#08 ；八路信号循环控制 MOV DPTR,#0CFA0H ；选中通道0LOOP:MOVX DPTR,A ;启动A/D MOV R4,#8FH ;延时子程序LOOP11: DJNZ R4,LOOP11 MOV R4,#0FHLOOP22: DJNZ R4,LOOP22 MOVX A,DPTR ;读取A/D转换值 MOV R0,A ；把采集数据送到指定位置 INC R0 ；移动存储位置 INC DPTR ；指向下一通道 MOV 7BH,R5 DJNZ R5,LOOP ；判定采集八通道；-二进制转换BCD码子程序-TUNBCD: MOV A,R1 ;255/51=5.0 MOV B,#51 DIV AB MOV 7AH,A ;个位数存储 MOV A,B CLR F0 SUBB A,