基于多路数据采集系统的设计 - 图文

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基于多路数据采集系统的设计

目录

一、

绪论 ............................................................................................................................ 3 1.1研究背景及意义 ............................................................................................................. 3 1.2本文主要研究的内容 ..................................................................................................... 3 二、

多路数据采集系统总体硬件设计 ............................................................................ 3

2.1 系统的总体设计 ............................................................................................................ 3 2.2 系统的硬件设计 ............................................................................................................ 4 2.2.1 单片机设计 ............................................................................................................. 4 2.2.2 A/D转换模块的设计 ............................................................................................ 5 2.2. 3 LED数码管显示模块的设计 ............................................................................... 6 2.2. 4 总体硬件电路设计图 .......................................................................................... 7 三、

系统的软件设计 ........................................................................................................ 8

3.1系统功能分析 ................................................................................................................. 8 3.2系统程序流程图 ............................................................................................................. 8 四、

总结与展望 .............................................................................................................. 10

4.1 本文工作总结 ............................................................................................................ 10 4.2 未来研究展望 ............................................................................................................ 10 参考文献 ................................................................................................................................. 10

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一、 绪论

1.1研究背景及意义

随着社会的不断进步，为了保障人们能够健康安全的使用各种资源，需要对各个资源供给设备实时监控，例如电力供给系统、工业控制系统、网络等。因此对于一种可靠及时的数据采集系统的需求越来越迫切。数据采集系统是模拟域与数字域之间不可少的纽带，它的存在对于能否可靠的获取数据是非常重要。 1.2本文主要研究的内容

本文介绍的重点是多路电压（2路0-5V电压信号、2路0-10V电压信号）、多路电流（2路4-20mA电流信号、2路0-10mA电流信号）的数据采集，系统硬件部分的控制部分在于AT89C51单片机,还包括A/D模数转换电路、4位LED数码管显示器。4路被测电压和4路被测电流通过数模转换器ADC0808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，并通过4位LED数码管进行显示，第1位显示路数，后三位显示该路模拟量的测量电压。

二、 多路数据采集系统总体硬件设计

2.1 系统的总体设计

根据以上的设计任务与思路分析可知，多路数据采集系统应包含AT89C51单片机、A/D模数转换电路、LED数码管显示电路。系统框图如图1所示

图1 多路数据采集系统总体设计框图

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模拟量输入 A/D转换电路 单 片 机 四位LED数码管

2.2 系统的硬件设计 2.2.1 单片机设计

单片机采用Atmel公司的AT89C51进行仿真设计。图2是AT89C51的引脚接线图，首先AT89C51外接11.0592MHz的晶振构成12MHz的内部时钟电路，以及外接按键手动复位电路。采用“三总线”的方式连接ADC0808与单片机，其中PO口作为地址、数据分时复用总线，低8位地址信号由74LS373进行锁存输出低8位地址，其中低3位连接到ADC0808的ADD A、ADD B、ADD C引脚作为模拟输入通道地址选择线。P2口的高7位和P1.4引脚接LED数码管的8个引脚，P1口的低4位接数码管的1234引脚作为数码管的位选。如图2是单片机的引脚连接图

图2 单片机引脚连接图

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2.2.2 A/D转换模块的设计

A/D转换芯片采用ADC0808，由于ADC0809在proteus软件中没有仿真功能，所以换成和它功能相近的ADC0808取代，ADC0808和ADC0809C除精度上略有差别外，其余各方面完全相同。如图3所示是ADC0808与单片机的引脚接线图

图3 ADC0808与单片机接线图

除上述已经讲过的部分接线外，ADC0808的输出数据引脚OUT1-OUT8与单片机的数据总线P0口相连；由于ADC0808片内没有时钟发生器，因此需要外部提供时钟信号。单片机的ALE引为“三总线”器件提供地址锁存信号，其频率是单片机频率的1/6， 而ADC0808允许的时钟频率范围为10~1280 kHz，典型值为640 kHz,因此,可以将ALE信号经过一定的 分频(例如2分频或4分频)得到ADC0808所需的时钟频率。单片机系统时钟频率为12 MHz。在ALE端得到的频率为2 MHz，采用一个D触发器对ALE进行2分频可得到满足ADC0808转换要求的时钟信号。START与ALE信号由P2. 0与单片机的WR进行或非运

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