单片机的多参数实时采集与处理系统设计
51单片机数据采集系统
课程设计报告书设计任务书一、设计任务1一秒钟采集一次。
2把INO口采集的电压值放入30H单元中。
3做出原理图。
4画出流程图并写出所要运行的程序。
二、设计方案及工作原理方案： 1. 采用8051和ADC0809构成一个8通道数据采集系统。
2. 能够顺序采集各个通道的信号。
3. 采集信号的动态范围：0～5V。
4. 每个通道的采样速率：100 SPS。
5．在面包板上完成电路，将采样数据送入单片机20h～27h存储单元。
6．编写相应的单片机采集程序，到达规定的性能。
工作原理：通过一个A/D转换器循环采样模拟电压，每隔一定时间去采样一次，一次按顺序采样信号。
A/D转换器芯片AD0809将采样到的模拟信号转换为数字信号，转换完成后，CPU读取数据转换结果，并将结果送入外设即CRT/LED显示，显示电压路数和数据值。
目录第一章系统设计要求和解决方案第二章硬件系统第三章软件系统第四章实现的功能第五章缺点及可能的解决方法第六章心得体会附录一参考文献附录二硬件原理图附录三程序流程图第一章系统设计要求和解决方案根据系统基本要求，将本系统划分为如下几个部分：●信号调理电路●8路模拟信号的产生与A/D转换器●发送端的数据采集与传输控制器●人机通道的接口电路●数据传输接口电路数据采集与传输系统一般由信号调理电路，多路开关，采样保持电路，A/D，单片机，电平转换接口，接收端（单片机、PC或其它设备）组成。
系统框图如图1-1所示1.1 信号采集分析被测电压为0～5V 直流电压，可通过电位器调节产生。
1.1.1 信号采集多路数据采集系统多采用共享数据采集通道的结构形式。
数据采集方式选择程序控制数据采集。
程序控制数据采集，由硬件和软件两部分组成。
，据不同的采集需要，在程序存储器中，存放若干种信号采集程序，选择相应的采集程序进行采集工作，还可通过编新的程序，以满足不同采样任务的要求。
如图1-3所示。
程序控制数据采集的采样通道地址可随意选择，控制多路传输门开启的通道地址码由存储器中读出的指令确定。
电子大赛试题
试题一：过欠电压保护电路设计要求：1．电网电压≥250伏，或者≤180伏时，经3-4秒钟切断用电器的交流供电，同时指示灯显示过电压状态。
2．电网电压恢复正常后，经3-5分钟延迟后，自动恢复用电器的供电，同时指示灯显示正常工作状态。
试题二：简易数字频率计设计要求：1．测频、显示范围为：1H Z～1MH Z；2．显示采用六位十进制方式。
试题三：音调控制电路设计要求：1. 通频带：20H Z～20KH Z；2．音频控制范围：低音100H Z：±12dB；高音10Khz：±12dB；3.失真度：γ≤2%试题四：智能化函数发生器设计要求：1.在键控方式下输出正弦波、方波、三角波，锯齿波波形；2.波形的极性、幅度、周期、占空比（对矩形波而言）可以任意设置和修改；3.参数要求：频率范围：10H Z～10KH Z；幅度要求：波形幅度U pp≤10伏；方波上升时间小于2μS；三角波非线性失真小于1%。
试题五：智能化TTL集成电路测试仪设计要求：1.系统能对基本TTL集成芯片进行区分；2.系统能实现对基本TTL集成电路芯片的测试功能(如测试74LS00、74LS02、74LS08、74LS32和74LS274、74LS373等器件)；3.测试结果用发光二极管显示：若芯片功能正常，则绿色发光二极管亮；若功能错误，则红色发光二极管亮。
试题五：温控系统设计要求：1．在20℃～70℃温度范围内，按照任意设定的理想温度可以进行恒温控制，控制误差不超过±1℃；2．当温度超过额定值时，发出响铃报警信号；3．实测的水温和需要达到的理想温度均由数码管显示出来。
试题六：多参数实时采集与处理系统的设计要求：1.设计一个可以来集两路参数、参数分辨率为8位的实时数据采集与处理系统；2.两路参数对应的直流电压均在O v～5V范围内变化，要求对通道0每隔1s采样一次，共采10次；对通道1每隔5s采样一次，共采20次；3.将不同通道采集的数据进行相应的处理后以电压值的形式分别显示在CRT屏幕的不同区域上。
单片机原理及应用系统设计
单片机原理及应用系统设计单片机原理及应用系统设计单片机（Microcontroller，简称MCU）是集成了微处理器、存储器、输入/输出接口及其他功能模块的一种集成电路芯片，其内部包含了CPU、RAM、ROM、定时器/计数器、串口、ADC/DAC、中断控制器等多个功能模块，可用于控制系统、数据采集、嵌入式系统、家用电器、汽车电子等许多领域中。
单片机的组成结构主要包括中央处理器（CPU）、存储器（ROM、RAM、EEPROM）、输入/输出接口（I/O）、时钟/定时器、中断/外部中断、串口通信、模拟输入/输出等模块。
其中，中央处理器是单片机的“心脏”，它执行单片机内部各种指令，进行逻辑运算、算术运算等操作；存储器用来存储程序和数据，ROM主要存储程序代码，RAM用来存储程序运行时所需的数据和临时变量；输入/输出接口是单片机和外部设备（如LED、LCD、继电器等）的链接带，通过输入输出接口可以实现单片机对外部设备的控制和监测；时钟/定时器用来产生精确定时信号，对于实时控制、时间测量、定时定量控制等应用非常重要；中断/外部中断是单片机的一种高效机制，在单片机运行过程中，如碰到紧急事件需要优先处理，可以启用中断机制，优先处理中断程序；串口通信用来实现单片机与另一台设备之间的通信功能，是单片机进行通信应用中较常用的接口；模拟输入/输出可实现单片机对外部采集信号的转换。
单片机的应用系统设计是单片机在应用领域中所体现出来的具体项目，包括了硬件和软件两个方面的内容。
硬件设计主要包括单片机的选型、外设的选择、电源设计、信号输入/输出设计等；软件设计则主要是对单片机进行编程，构造出相应的应用程序，实现对硬件系统的控制。
单片机在嵌入式系统中应用非常广泛，包括家用电器、工业自动化、汽车电子、医疗器械、安防监控等多个领域。
在家用电器中，单片机能够实现家电的自动控制、显示、调节等多种功能，如洗衣机控制、空调控制、电磁灶控制、电子钟表控制等；在工业自动化中，单片机的功能应用更为广泛，应用于生产线的控制、物流系统的管理、环保系统的监测、电子银行等多个领域；在汽车电子中，单片机的功能主要体现在行车电子控制系统、车载音响、泊车雷达系统等方面，具有多种控制、监测、显示、操作等功能；在医疗器械领域中，单片机主要应用于病人监测、给药控制、设备控制等多个方面，通过单片机系统的运行，实现对病情的掌控；在安防监控领域中，单片机系统具备事件监测、报警输出、视频监视等多种功能，使得安防系统可以实现更加精确、高效、智能的控制。
多参数数据采集模块设计
脯上位机的场合，在下位机就可以获得所需数据，实现了模
（上接第１７页）
试环境的指标值，提高了操作的便利性与数据的可靠性。该系
模式下，对某稳压源输出的电压值连续采集了１０次，量程范围为０
—１０ ４．９８ ０－５
械工作时产生的磁场强度、振动大小，野外测试枪械弹丸发射 时弹丸速度、膛压、后坐力等，测试前设置参数，无需单独测试，
就可以在下位机或上位机实时、准确测得这些性能指标。 参考文献：
Ｖ，采集通道号为ＣＨ３，不设置标定系数，测得的电压值恒定为 Ｖ，表明该稳压源输出稳定。多次多通道模式下，量程范围为 Ｖ，采集通道号为ＣＨｌ和ＣＩ＇１２，ＣＨＩ不设置标定系数，单位为
ａｓ
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ａｉｍｅｄ ａｔ ｔｈｅ ｄｅｆｅｃｔｓ ｏｆ ｄａｔａ
ａｃｑｕｉｓｉｔｉｏｎ
ｓｍａｌｌ ｓｔｏｒａｇｅ ａｎｄ ｐｏｏｒ ｖｅｒｓａｔｉｌｉｔｙ，ａ ｄａｔａ ａｃｑｕｉｓｉｔｉｏｎ ｍｏｄ－ ｔｏｏｋ ｔｈｅ ｃｈｉｐ ｎａｍｅｄ ＭＳＰ４３０Ｆ１４９
ａｓ
ｕｌｅ ｓｅｔ ｔｈｅ ｐａｒａｍｅｔｅｒｓ ｉｎ ｔｈｅ ｌｏｗｅｒ ｍａｃｈｉｎｅ ｗａｓ ｐｒｏｐｏｓｅｄ．Ｔｈｅ ｗｈｉｃｈ
标定模式有３个参数值，各参数值及特征代码如表５所 示，默认值为不设置标定系数。标定公式为
Ｙ＝Ａ＋Ｂ＋Ｘ
（１）
式中：Ａ、Ｂ为标定系数；ｘ为采集电压，Ｖ；ｙ为工程量。 公用１个标定系数时，模块默认最后１次按下“标定系数”
键后，先按下的６个键为Ａ的标定系数，其中第１个键为符号 键，后５个为数字键，前３个数字键表示整数部分，后２个数字
围为１～６，最大采集次数将由ｓＤ卡容量决定。
表１ 采集模式参数值及特征代码
键表示小数部分；接下来按的４个键为Ｂ的标定系数，其中第１
单片机数据采集
单片机数据采集数据采集是指通过各种传感器或仪器，将现实世界中的数据转化为计算机可识别的电信号，并进行采集、处理和存储的过程。
单片机作为一种微型计算机，具有体积小、功耗低、成本低等特点，广泛应用于各种数据采集系统中。
本文将重点介绍单片机数据采集的原理、方法和应用。
一、单片机数据采集原理单片机数据采集的基本原理是通过外部传感器或仪器将物理量转化为电信号，并通过单片机的模数转换器（ADC）将模拟信号转化为数字信号，然后将数字信号输入到单片机的输入端口，最终由单片机进行处理和存储。
二、单片机数据采集方法1. 传感器选择在进行单片机数据采集之前，首先需要选择适合的传感器。
常见的传感器有温度传感器、压力传感器、光敏传感器等，选择传感器应根据具体的采集需求和测量对象来确定。
2. 信号调理电路设计由于传感器输出的信号通常是微弱的，需要通过信号调理电路对信号进行放大、滤波和线性化处理，以提高信号的可靠性和精确度。
3. ADC模数转换信号调理电路输出的模拟信号需要经过ADC模数转换才能被单片机识别。
ADC的精度和采样速率是决定数据采集质量的重要指标，应根据实际需求进行选择。
4. 数据传输与存储经过ADC转换后的数字信号可以通过串口、并口或无线模块等方式传输到计算机或存储设备中。
传输过程中要注意数据的完整性和稳定性，可采用校验码和差错检测等方法进行数据校验。
三、单片机数据采集应用单片机数据采集广泛应用于各个领域，如工业自动化、环境监测、医疗仪器等。
以下以环境监测为例，介绍单片机数据采集的应用过程。
1. 硬件设计根据实际需求，选择适合的传感器、信号调理电路和单片机模块，搭建数据采集系统。
通常的设计流程包括电路原理图设计、PCB绘制和电路板制作等步骤。
2. 软件开发使用C语言或汇编语言编写嵌入式程序，实现单片机对传感器信号的采集、处理和存储。
需要根据具体的传感器和硬件连接方式编写相应的驱动程序。
3. 数据采集与分析启动数据采集系统，通过传感器获取环境参数的数据，并使用单片机对数据进行采集、处理和存储。
毕业设计--基于单片机的高速数据采集系统设计
目录1.绪论 (1)1.1 课题研究的意义 (1)1.2 数据采集技术的发展历程和现状 (1)1.3 本文的研究内容 (2)1。
4 系统设计涉及的理论分析 (2)2.系统设计 (4)2.1方案选择 (4)2。
2系统框图 (5)3.单元电路设计 (6)3.1信号调理电路 (6)3.2高速Ａ／Ｄ模块 (7)3。
3 FPGA模块设计 (8)3。
4MCU模块设计 (8)3.5数据采集通道总体原理图 (9)3.6硬件电路总体设计 (9)4。
软件设计 (10)4。
1 信号采集与存储控制电路工作原理 (10)4.2 信号采集与存储控制电路的FPGA实现 (11)4.3 原理图中的各底层模块采用VHDL语言编写 (12)4。
3。
1三态缓冲器模块TS8 (12)4.3。
2分频器模块fredivid (13)4.3.3地址锁存器模块dlatch8 (14)4。
3.4地址计数器模块addrcount (15)4.3.5双口RAM模块lpm_ram_dp (16)4.4 数据显示模块设计 (18)4。
4.1 主程序 (18)4。
4。
2 INT0中断服务程序 (19)4。
4.3 INT1中断服务程序 (19)4。
5软件仿真 (20)4.5.1三态缓冲器模块TS8 (20)4。
5.2分频器模块fredivid (20)4。
5。
3地址锁存器模块dlatch8 (20)4.5。
4地址计数器模块addrcount (21)5。
系统调试 (21)5.1 单片机子系统调试 (21)5。
2 FPGA子系统调试 (22)5.3 高速A/D模块的调试 (22)6 总结 (22)致谢 (22)参考文献 (23)附录 (25)高速数据采集系统设计摘要：随着数字技术的飞速发展，高速数据采集系统也迅速地得到了广泛的应用.在生产过程中，应用这一系统可以对生产现场的工艺参数进行采集、监视和记录，为提高生产质量，降低成本提供了信息和手段。
在科学研究中，应用数据采集系统可以获取大量的动态数据，是研究瞬间物理过程的有力工具，为科学活动提供了重要的手段.而当前我国对高速数据采集系统的研究开发都处于起步阶段,因此，开发出高速数据采集系统就显得尤为重要了。
基于单片机的多线程数据采集系统设计
6科技资讯科技资讯S I N &T NOLOGY I NFO RM TI ON 2008N O .15SCI ENC E &TECH NOLOG Y I N FOR M A TI ON 信息技术随着单片机技术的发展,其高稳定性和高信价比的到了个广范的认可,越来越多的应用在数据采集系统和监测系统。
我国工业自动化程度的迅速发展,对数据采集系统要求也越来越高,由原来的单一数据采集逐渐扩展到多数据的采集,如对工业生产设备的电流、电压、温度、压力、流量等数据的采集。
数据采集的准确、快速关系到生产安全及产品的质量。
数据采集系统有很多种实施方案,本文介绍采用SST89C58单片机作为中心控制单元,应用串行A/D 转换芯片完成多路数据采集,利用RS232串口驱动芯片完成单片机与PC 的数据交换,这样用户可以在上位机上利用本系统提供的数据处理平台对数据进行查询、分析、绘图和远程监控等,本系统可以是工作人对生产设备的运行监测和故障排查。
1硬件实现本系统有上位机(PC)和下位机(单片机)组成。
多线程数据采集系统的工作是:传感器将被测信号的物理量转换成电信号,经过信号调节(滤波),抑制干扰噪声信号的高频分量,经过采样器,将信号的采样值转化为数字信号,再通过接口电路将数据送到单片机中进行处理。
对于P C 机器的要求根据需要而定一般应选择处理速度快、存储量大、性能稳定。
应尽量选择品牌机器,在实际应用中品牌机器的稳定性还是的到认可的。
如果PC 一旦出现问题那对数据采集系统的影响很大,对生产安全和产品的质量都有很大的影响。
操作软件选择组态王,工业控制组态软件是一种可以各种数据采集卡等设备中实时采集数据,发出控制命令并监控系统运行是否正常的软件包,组态软件能充分利用W i ndow s 强大的图形编辑功能,以动画方式显示监控设备的运行状态,方便地构成监控画面和实现控制功能,并可以生成报表,立时数据库等。
系统采用组态王6.5作为监控软件开发平台,组态王是运行在W i ndo ws 2000/XP/NT,由工程浏览器T ouchm a k 和画面行系统T ouc hvi e w 两部分组成。
基于单片机的多路数据采集系统设计(3章)
基于单片机的多路数据采集系统设计摘要数据采集是指从带有模拟、数字被测单元的传感器或者其他设备中对非电量或电量信号进行自动采集，再送到上位机中进行分析和处理。
近年来，众人时刻关注着数据采集及其应用的发展和市场形势。
广大人们的关注使得数据采集系统的发展有了质的飞跃，它被广泛用于各种数字市场。
本文介绍了数据采集的相关概念和基本原理，设计了基于STM32F407的多路数据采集系统的硬件和软件的实现方法及实现过程，并经过调试完成其主要功能和主要技术指标。
硬件部分包括：主控电路、信号采集处理电路、TFT液晶显示电路、SD 卡存储电路、串口通讯电路。
实现过程是以STM32F407为控制核心，通过模数转换器，实时对输入信号进行采样，得到一串数据流，通过控制器的处理实现数据的采集和显示。
软件部分包括：信号采集分析算法、嵌入式操作系统移植、UC-GUI人机交互界面设计、文件管理系统移植。
主要实现了对采集数据的存储和分析，频率和幅值的计算，液晶屏的控制和界面显示。
程序是在keil uVision的集成开发环境中用C语言写成的，编程具有模块化的特点，因此可读性比较高，维护成本较低。
最后，用Altium designer（DXP）设计了数据采集系统的原理图，并制作了PCB电路板。
在实验室里制作了数据采集系统并进行了系统调试，经过调试，达到了所应该实现的功能和技术指标。
关键词：多路数据采集，STM32F407，液晶显示MULTI-CHANNEL DATA ACQUISITION SYSTEMBASED ON SINGLE CHIP DESIGNABSTRACTData acquisition is the automatic acquisition of non electric or electric quantity signals from sensors and other devices, such as analog and digital.In recent years, data acquisition and its application has gradually become the focus of attention. Therefore, the data acquisition system has been rapid development, it is widely used in various fields.The software part includes: signal acquisition and the embedded operating system transplant, UC-GUI man-machine interface design. Mainly realizes the storage and analysis of the collected data, calculate the frequency and am plitude of the LCD screen display and control interface. The program is written by C language in the integrated development environment KEIL uVision and modular programming makes the program readable and easy maintenance features Finally, using designer Altium to design and manufacture the digital oscilloscope circuit board PCB. In the laboratory, the digital oscilloscope has been made and the system has been debugged. After debugging, it has achieved the function and technical index that should be realized.KEY WORDS： Multi-channel data acquisition，STM32F407，liquid-crystal display目录摘要 (I)ABSTRACT (II)1绪论 (1)1.1研究背景及其目的意义 (1)1.2国内外研究现状 (2)1.3研究的主要内容 (2)2系统总体方案设计 (4)2.1系统总体设计方案 (4)2.2系统总体框图 (4)2.3硬件系统方案设计 (4)2.3.1单片机的选择 (5)2.3.2信号衰减和放大电路 (5)2.3.3A/D模数转换器的选择 (6)2.3.4显示部分 (6)2.4软件系统方案设计 (6)2.5本章小结 (7)3硬件电路设计 (8)3.1电源部分 (8)3.2信号调理部分 (10)3.3信号采样 (12)3.4系统控制部分 (12)3.5本章小结 (14)1绪论1.1研究背景及其目的意义最近几年，众人时刻关注着数据采集及其应用的发展和市场形势。
基于单片机的多路信号采集系统设计
作 者 简介 ： 刘 瑞涛（１ ９ ７ ９． １ ２ 一 ） ， 男（ 汉族 ） ， 河 北 石 家庄 人 ， 硕 士， 讲师 ， 主 要研 究 方 向 ： 单 片机 控 制 技 术 。
设 计 开 发
此款芯片是一种经济 、 高性能单片机 ， 市 场推广度高 ， 其特性如下 ： （ １ ） ４ ＫＢ 在系统编程（ Ｉ Ｓ Ｐ ） Ｆ ｌ ａ ｓ ｈ闪速存储器 １ ２ ８ Ｂ 片 内ＲＡ Ｍ； （ ２ ） １ ０ ０ ０ 次擦写周期 ； （ ３ ） 工作 电压４ ～５ ． ５ Ｖ， 编程 电压 １ ２ Ｖ ／ ５ Ｖ； （ ４ ） 工作 频率 ０ ～３ ３ ＭＨｚ ； （ ５ ） 可编程 并口线３ ２ 个； （ ６ ） 中断源５ 个； （ ７ ） ２ 个ｌ ６ 位定时／ 计数数器 ； （ ８ ） 全双 工 串 行 ＵＡＲＴ 通道 。 本信号 采集 系统输入 的模拟量为一些常用工业上 的非高速变 化信号 ， 例如 温度、 压力、 流量等 ， 考虑 到系统设计 的复杂性和成本 制造的经济性 ， 我们选用美国Ｔ Ｉ 公司设计生产的ｌ ２ 位串行模数转换 器ＴＬ Ｃ ２ ５ ４ ３ ， 它 是１ ２ 位开关 电容逐次逼近型Ａ ／ Ｄ 转换器 ， 通过串行 接 口与主控 制器或外设通信 。 Ｔ Ｌ Ｃ ２ ５ ４ ３ 片内有一个１ ４ 通道的模拟多 路复用器 ， 可对 ｌ １ 个输入通道或３ 个内部 自校准 电压进行采集 ， 采样 保持是 自动进行的。 每次采样结束后 ， Ｅ ＯＣ 输出变成高电平 ， 表 明转 换 已经结束 ， 可以读取数据。 这些转换器均接受差分外部基 准输入 ， 实现 比例型Ａ／ Ｄ转换。 其特点有 ： （ １ ） 分辨率 ： １ ２ 位； （ ２ ） 转换 时间 ： １ ０ ｕ ｓ ； （ ３ ） １ １ 个模 拟输入通道 ； （ ４ ） 内建３ 种 自测试模式 ； （ ５ ） 采样保持功能 ； （ ６ ） 线性误差 ： ±１ Ｌ Ｓ Ｂ； （ ７ ） 转 换结束标志输出 ； （ ８ ） 片内系统时钟 ； （ ９ ） 单极性或者双极性 输出； （ １ ０ ） 可 编程 的 ＭＳ Ｂ 在前或Ｌ Ｓ Ｂ 在前 ； （ １ １ ） 可 编 程 输 出数 据 长度 。 在 串 口通 信 过 程 中 ， 单 片 机 串 口使 用 的 是ＴＴ Ｌ 电平 ， Ｐ Ｃ 机 使 用 的是 Ｒ Ｓ ２ ３ ２ 电平 ， 单片机与Ｐ Ｃ 机不能直接连接 ， 通 常 需 要 在 单 片 机 端通 过ＭＡＸ ２ ３ ２ 芯 片将 电平转换为Ｒ Ｓ ２ ３ ２ 电平格式 。 信号采集系统 电 路 原 理 图如 图 １ 所示 。
基于STM32单片机的多路数据采集系统设计
基于STM32单片机的多路数据采集系统设计概述：多路数据采集系统是一种用于采集和处理多种传感器信号的系统。
基于STM32单片机的多路数据采集系统具有低功耗、高精度、稳定可靠的特点，广泛应用于工业控制、环境监测和医疗设备等领域。
本文将介绍基于STM32单片机的多路数据采集系统的设计方案及实现方法。
设计方案：1.系统硬件设计：系统硬件由STM32单片机、多路模拟输入通道、数模转换器（ADC）和相关模拟电路组成。
其中，多路模拟输入通道可以通过模拟开关电路实现多通道选通；ADC负责将模拟信号转换为数字信号；STM32单片机负责控制和处理这些数字信号。
2.系统软件设计：系统软件可以采用裸机编程或者使用基于STM32的开发平台来进行开发。
其中，主要包括数据采集控制、数据转换、数据处理和数据存储等功能。
具体实现方法如下：-数据采集控制：配置STM32单片机的ADC模块，设置采集通道和相关参数，启动数据采集。
-数据转换：ADC将模拟信号转换为相应的数字量，并通过DMA等方式将数据传输到内存中。
-数据处理：根据实际需求对采集到的数据进行预处理，包括滤波、放大、校准等操作。
-数据存储：将处理后的数据存储到外部存储器（如SD卡）或者通过通信接口（如UART、USB）发送到上位机进行进一步处理和分析。
实现方法：1.硬件实现：按照设计方案，选择适应的STM32单片机、模拟开关电路和ADC芯片，完成硬件电路的设计和布局。
在设计时要注意信号的良好地线与电源隔离。
2.软件实现：（1）搭建开发环境：选择适合的开发板和开发软件（如Keil MDK），配置开发环境。
（2）编写初始化程序：初始化STM32单片机的GPIO口、ADC和DMA等模块，配置系统时钟和相关中断。
（3）编写数据采集程序：设置采集参数，例如采样频率、触发方式等。
通过ADC的DMA功能，实现数据的连续采集。
（4）编写数据处理程序：根据实际需求，对采集到的数据进行预处理，例如滤波、放大、校准等操作。
基于单片机的数据采集和无线数据传输系统设计
基于单片机的数据采集和无线数据传输系统设计一、本文概述随着信息技术的快速发展和物联网的广泛应用，数据采集和无线数据传输在各个领域都发挥着越来越重要的作用。
基于单片机的数据采集和无线数据传输系统设计，以其低成本、高效率、易扩展等特点，受到了广泛关注和应用。
本文旨在探讨基于单片机的数据采集和无线数据传输系统的设计原理、实现方法以及在实际应用中的优势与挑战。
本文将首先介绍系统的整体架构，包括数据采集模块、单片机处理模块和无线数据传输模块的设计。
然后，详细阐述各个模块的工作原理和实现技术，包括传感器选型、数据采集电路设计、单片机选型与编程、无线传输协议选择以及数据传输的稳定性与可靠性保障等。
本文还将分析该系统设计在实际应用中的性能表现，如数据传输速度、传输距离、功耗等，并通过具体案例展示其在环境监测、智能家居、工业自动化等领域的应用效果。
文章将总结该系统设计的优点与不足，并对未来发展方向进行展望，以期为相关领域的研究和实践提供有益的参考和启示。
二、单片机基础知识单片机（Microcontroller Unit，MCU）是一种集成电路芯片，它采用超大规模集成电路技术把具有数据处理能力的中央处理器CPU、随机存储器RAM、只读存储器ROM、多种I/O口和中断系统、定时器/计数器等功能集成到一块硅片上，构成一个小而完善的微型计算机系统。
单片机具有体积小、功耗低、控制功能强、扩展灵活、抗干扰能力强、性价比高等一系列优点，因此在工业控制、智能仪表、汽车电子、通信设备、家用电器、航空航天等许多领域得到了广泛应用。
单片机按照其内部结构可以分为多种类型，例如8051系列、AVR 系列、PIC系列、ARM系列等。
每种类型的单片机都有其独特的指令集、架构和外设接口，因此在使用时需要了解其具体的特性和编程方法。
在数据采集和无线数据传输系统设计中，单片机通常作为核心控制器，负责数据的采集、处理、存储和传输。
通过编程，单片机可以控制外设进行数据采集，如使用ADC（模数转换器）将模拟信号转换为数字信号，或者使用传感器接口读取传感器的输出值。
基于单片机的多路温度采集控制系统的设计
基于单片机的多路温度采集控制系统的设计一、系统设计思路1、系统架构：本系统的所有模块分为两个主要的部分：单片机部分和PC部分。
单片机部分是整个温度控制系统的中心模组，它负责多路温度传感器的信号采集、温度计算和显示，还有一些辅助操作，如温度上下限报警等；PC部分主要实现数据采集、分析、处理、显示等功能，与单片机的交互可通过RS485、USB等接口进行。
2、硬件设计：本系统设计确定采用AT89C52单片机作为系统的处理核心，在系统中应用TLC1543数据采集芯片，采用ADC转换器将多个温度传感器的数据采集，使系统实现多路温度检测同时显示.另外，为了实现数据采集记录，系统可以选用32K字节外部存储封装。
二、系统总控程序设计系统总计程序采用C语言进行编写，根据实际情况，主要分为以下几个主要的模块：（1）初始化模块：初始化包括外设初始化、中断处理程序初始化、定时器初始化、变量初始化等功能。
（2）温度采集模块：主要对多路温度传感器的采集、计算并存储等操作，还可以实现温度的报警功能。
（3）录波模块：提供数据的实时采集、数据的存取、数据的滤波处理等功能。
（4）通信模块：主要是用于实现数据透传，采用RS485接口与PC端的上位机联网，可实现远程调试、远程控制等功能。
（5）用户界面模块：实现数据显示功能，可以根据用户的要求显示多路温度传感器检测到的数据。
三、实验检验（1）检查系统硬件的安装是否良好；（2）采用实测温度值与系统运行的实测温度值进行比对；（3）做出多路温度信号的对比，以确定系统读取的数据是否准确；（4）检查温度报警功能是否可以正常使用，也可以调整报警范围，试验报警功能是否可靠；（5）进行通信数据采集的联网检测，确保上位机和系统可以进行实时、准确的通信。
单片机数据采集控制系统
单片机数据采集控制系统
单片机数据采集控制系统是一种利用单片机进行数据采集和控制的系统。
它通
常由单片机、传感器、执行器和外围电路组成。
在系统中，传感器用于采集环境或者物体的各种参数，例如温度、湿度、光强等。
传感器将采集到的摹拟信号转换为数字信号，并通过接口与单片机进行通信。
单片机作为系统的核心部件，负责接收传感器的信号，并进行数据处理和控制。
它可以根据采集到的数据进行各种算法运算，实现对环境或者物体的监测和控制。
同时，单片机还可以通过与执行器的通信，控制执行器的动作，实现对系统的控制。
外围电路主要包括供电电路、通信接口电路、显示电路等。
供电电路为系统提
供稳定的电源，通信接口电路实现单片机与外部设备的通信，显示电路用于显示系统的数据或者状态。
单片机数据采集控制系统在工业自动化、环境监测、智能家居等领域具有广泛
的应用。
它可以实时采集和处理数据，提高系统的自动化程度和智能化水平，提高工作效率和质量。
ADC0809_多路数据采集和控制系统设计
1. 设计目的本设计包括确定控制任务、系统总体设计、硬件系统设计、软件程序的设计等，使学生进一步学习理解计算机控制系统的构成原理、接口电路与应用程序，巩固与综合专业基础知识和相关专业课程知识，提高学生运用理论知识解决实际问题的实践技能。
2. 设计内容设计一由微机控制的A/D数据采集和控制系统，该卡具有对八个通道上0-5V的模拟电压进行采集的能力，且可以用键盘选择装换通道，选择ADC0809 作为A/D转换芯片。
并在显示器上动态显示采集的数据。
3. 设计要求（1）根据题目要求的指标，通过查阅有关资料，确定系统设计方案，并设计其硬件电路图。
（2）画出电路原理图，分析主要模块的功能及他们之间的数据传输和控制关系。
（3）用protel软件绘制电路原理图。
（4）软件设计，给出流程图及源代码并加注释。
4. 系统总体设计步骤第一步：信号调理电路第二步：8路模拟信号的产生与A/D转换器被测电压要求为0~5V的直流电压，可通过电位器调节产生。
考虑本设计的实际需要，我选择八位逐次比较式A/D转换器（ADC0809）。
第三步：发送端的数据采集与传输控制器第四步：人机通道的借口电路第五步：数据传输借口电路用单片机作为控制系统的核心，处理来之ADC0809的数据。
经处理后通过串口传送，由于系统功能简单，键盘仅由两个开关和一个外部中断组成，完成采样通道的选择，单片机通过接口芯片与LED数码显示器相连，驱动显示器相应同采集到的数据。
串行通信有同步和异步两种工作方式，同步方式传送速度快，但硬件复杂； 异步通信对硬件要求较低，实现起来比较简单灵活，适用于数据的随机发送和 接受。
采用MAX485芯片的转换接口。
经过分析，本系统数据采集部分核心采用 ADC0809，单片机系统采用8051 构成的最小系统，用LED 动态显示采集到的数据，数据传送则选用 RS-485标 准，实现单片机与PC 机的通信。
数据采集与传输系统一般由信号调理电路，多路开关，采样保持电路，A/D ， 单片机，电平转换接口，接收端（单片机、 PC 或其它设备）组成。
基于单片机的高分辨率多通道数据采集系统
基于单片机的高分辨率多通道数据采集系统高分辨率多通道数据采集系统是一种基于单片机的数据采集系统，用于采集多个通道的高分辨率数据。
该系统可以应用于许多领域，如科学研究、医学监测、工业控制等。
系统由单片机、模拟信号输入模块、数据处理模块和数据存储模块等组成。
模拟信号输入模块负责将外部信号转换为数字信号，通常使用模数转换器（ADC）来完成这个过程。
数据处理模块负责对采集的数据进行处理和分析，可以进行滤波、平均、峰值检测等操作。
数据存储模块负责将处理后的数据保存到存储器中，可以选择使用闪存、SD卡等存储媒介。
在设计过程中，需要注意的几个关键问题。
首先是信号采集的精度和分辨率，这取决于ADC的位数和参考电压。
通常情况下，位数越高，分辨率越高，精度越高。
其次是采样率，它表示每秒采样的次数。
较高的采样率可以捕捉到更多细节信息，但会增加数据量。
然后是输入电路的设计，要保证输入信号的稳定性和抗干扰能力。
最后是数据处理和存储的算法设计，要根据具体应用需求选择合适的算法。
高分辨率多通道数据采集系统的应用非常广泛。
在科学研究领域，可以用于气象观测、地震监测等；在医学领域，可以用于心电图、血压监测等；在工业控制领域，可以用于传感器信号采集、生产过程监测等。
这些应用都需要高分辨率和多通道的数据采集系统来实现对复杂信号的准确采集和分析。
基于单片机的高分辨率多通道数据采集系统是一种实现对多个通道高分辨率数据采集的重要工具。
它可以应用于许多领域，帮助人们获取准确的数据，并进行进一步的分析和应用。
随着科技的不断进步，数据采集系统的性能和功能也会不断提高，为各行各业的发展提供有力的支持。
单片机系统中的模拟信号采集与处理方法
单片机系统中的模拟信号采集与处理方法随着科技的发展，单片机系统在各个领域得到了广泛应用。
在许多应用场景中，模拟信号的采集和处理是单片机系统的基础，因此如何有效地实现模拟信号的采集和处理是单片机系统设计的重要问题。
本文将介绍几种常见的模拟信号采集和处理方法。
一、模拟信号的采集方法1. 电压分压法电压分压法是一种常用的模拟信号采集方法。
它通过将待采集的模拟信号与一个已知电阻分压电路连接，将信号的幅值限定在单片机所能接受的范围内。
通过测量分压后的电压信号，可以对原始信号进行采集。
2. 电流转换法电流转换法是另一种常见的模拟信号采集方法。
对于输入电压信号，可以通过将电压转换成相应的电流信号，再将电流信号输入到单片机系统进行采集。
这种方法可以减小信号的幅值范围，提高系统的稳定性和精度。
3. 传感器信号采集法对于一些特定的应用场景，可以直接使用传感器来采集模拟信号。
传感器是可以将物理量转换为电信号的器件，例如温度传感器、压力传感器等。
采用传感器信号采集法可以简化系统设计，提高采集的准确性。
二、模拟信号的处理方法1. 模数转换在单片机系统中，模数转换是一种常见的模拟信号处理方法。
模数转换将连续变化的模拟信号转换为离散的数字信号，方便单片机进行处理和分析。
常见的模数转换器有ADC（Analog-to-Digital Converter）和DAC（Digital-to-Analog Converter）。
2. 滤波器滤波器用于对模拟信号进行滤波处理，去除噪声和不需要的频率成分，保留感兴趣的信号。
在单片机系统中，滤波器可以采用数字滤波器或模拟滤波器。
数字滤波器可以通过算法实现，模拟滤波器则需要借助于电路元件。
3. 增益控制在某些应用中，模拟信号的幅值可能会过小或过大，需要通过增益控制方法进行调整。
增益控制可以通过模拟电路或数字算法实现。
在单片机系统中，可以使用运算放大器来实现模拟信号的放大或衰减，也可以通过数值计算来实现信号的调整。
单片机系统设计与实现
单片机系统设计与实现单片机系统是一种基于单片机的微控制系统，在现代电子技术领域广泛应用。
它可以对外界信号进行采集、处理和控制，实现各种自动化控制和智能化功能。
单片机系统设计和实现是一项综合性工程，需要掌握硬件设计、软件编程等多方面知识和技能。
本文将介绍单片机系统的基本原理、设计流程和实现方法，并分享一些设计和实现的技巧和经验。
一、单片机系统原理单片机系统由单片机、外围设备和外界环境三部分组成。
其中单片机是系统的核心，负责进行数据处理和控制。
外围设备包括传感器、执行器、显示器等，用于与外界进行交互和控制。
外界环境则是单片机系统所处的物理环境和电气环境。
单片机是一种集成了处理器、存储器、输入输出口和各种外设接口的芯片，具有体积小、速度快、功耗低等优点。
单片机可以通过编程实现不同的功能，如测量温度、控制电机、播放音乐等。
常见的单片机有51系列、AVR系列、ARM系列、STM32系列等。
外围设备和外界环境对单片机系统的性能和稳定性有重要影响。
传感器用于采集各种模拟量信号，如温度、湿度、光照等。
执行器用于控制各种机械、电气和液压装置，如电机、阀门、泵站等。
显示器用于显示各种文本和图形信息，如LCD显示器、LED灯等。
外界环境包括电源、噪声、电磁干扰等，会影响单片机系统的电路设计和信号处理。
二、单片机系统设计流程单片机系统设计包括硬件设计和软件编程两部分，它们是相互独立但又相互关联的。
硬件设计包括电路设计、PCB设计和电源设计等；软件编程包括程序设计、调试和优化等。
1.需求分析在进行单片机系统设计之前，需要进行需求分析，明确系统的功能和性能要求。
需求分析包括系统的输入输出、运算速度、存储容量、接口类型和通讯方式等。
对于不同的应用场景和要求，需要选择不同的单片机型号、外围设备和外界环境。
2.硬件设计硬件设计是单片机系统设计的重要组成部分。
它包括电路设计、PCB设计和电源设计等。
电路设计是根据系统的功能需求和信号特性设计电路图，并选用合适的电子元器件。
基于单片机实现数据采集的设计
基于单片机实现数据采集的设计摘要：本论文的目的就是设计实现一个具有一定实用性的实时数据采集系统。
本文介绍了基于单片机的数据采集的硬件设计和软件设计。
数据采集系统是模拟域与数字域之间必不可少的纽带，它的存在具有非常重要的作用。
数据采集与通信控制采用了模块化的设计，数据采集与通信控制采用了单片机AT89C51 来实现，硬件部分是以单片机为核心，还包括A/D 模数转换模块，显示模块，和串行接口电路。
本系统能够对8 路模拟量，8 路开关量和1 路脉冲量进行数据采集。
被测数据通过TLC0838 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串行口MAX232 传输到上位机，由上位机负责数据的接受、处理和显示，并用LCD 显示器来显示所采集的结果。
对脉冲量进行采集时，通过施密特触发器进行整形后再送入单片机。
本文对数据采集系统、模数转换系统、数据显示、数据通信等程序进行了设计。
关键词：数据采集AT89C51 单片机TLC0838 MAX232TP274 ：A ：1003-9082 （2017） 02-0298-01前言数据采集，又称数据获取，是利用一种装置，从系统外部采集数据并输入到系统内部的一个接口。
数据采集技术广泛应用在各个领域。
近年来，数据采集及其应用受到了人们越来越广泛的关注，数据采集系统也有了迅速的发展，它可以广泛的应用于各种领域。
本文设计的数据采集系统，它的主要功能是完成数据采集、处理、显示、控制以及与PC 机之间的通信等。
在该系统中需要将模拟量转换为数据量，而A/D 是将模拟量转换为数字量的器件，他需要考虑的指标有：分辨率、转换时间、转换误差等等。
而单片机是该系统的基本的微处理系统，它完成数据读取、处理及逻辑控制，数据传输等一系列的任务。
本系统对数据采集系统体系结构及功能进行分析，设计并实现采用单片机为核心，扩展电源电路、复位电路、LCD 接口电路等，并配有标准RS-232 串行通信接口。
基于STM32F103单片机电流电压采集系统设计
基于STM32F103单片机电流电压采集系统设计一、本文概述随着现代电子技术的快速发展，电流和电压的精确采集在诸多领域中，如电力监控、能源管理、工业自动化等，都扮演着至关重要的角色。
STM32F103单片机，凭借其强大的处理能力、灵活的扩展性和高性价比，已成为众多电子系统设计者的首选。
本文旨在探讨基于STM32F103单片机的电流电压采集系统设计，通过对硬件电路和软件程序的详细解析，为相关领域的工程师和研究者提供一种可靠的、高效的电流电压采集方案。
本文将首先介绍电流电压采集系统的总体设计方案，包括硬件架构的选择、关键元件的选型以及系统的工作原理。
随后，将详细介绍电流电压采集电路的设计，包括模拟信号的处理、模数转换器的配置以及信号调理电路的实现。
在软件设计方面，本文将阐述STM32F103单片机的编程环境搭建、数据采集程序的编写以及数据处理和传输的实现方法。
本文还将对系统的性能进行评估，包括精度测试、稳定性分析和响应速度测试等。
通过本文的研究，我们期望能够为电流电压采集系统的设计提供一套完整、实用的解决方案，为相关领域的工程实践和技术创新提供有力支持。
本文也希望激发更多研究者对基于STM32F103单片机的电子系统设计进行深入研究，共同推动电子技术的发展和应用。
二、系统总体设计在设计基于STM32F103单片机的电流电压采集系统时，我们首先需要考虑的是系统的整体架构和功能需求。
系统总体设计的主要目标是实现高精度的电流和电压数据采集，同时保证系统的稳定性和可靠性。
核心控制器：选择STM32F103单片机作为系统的核心控制器，负责数据采集、处理和控制逻辑的实现。
信号调理电路：设计合适的信号调理电路，将采集到的模拟信号转换为适合STM32F103处理的电压范围。
这包括电流转换电路和电压跟随电路，以确保信号的准确性和稳定性。
ADC模块：利用STM32F103内置的ADC模块进行模拟信号到数字信号的转换，实现高精度的数据采集。
单片机多路数据采集控制系统课程设计报告
单片机多路数据采集控制系统课程设计报告叶醒Xb09610118 余希Xb09610120一、设计目的运用单片机原理及其应用等课程知识，根据题目要求进行软硬件系统的设计和调试，从而加深对本课程知识的理解，把学过的比较零碎的知识系统化，比较系统的学习开发单片机应用系统的基本步骤和基本方法，使学生应用知识能力、设计能力、调试能力以及报告撰写能力等有一定的提高。
二、设计要求用8051单片机设计数据采集控制系统，基本要求如下：基本部分：1．可实现8路数据的采集，假设8路信号均为0~5V的电压信号。
2．采集数据可通过LCD显示，显示格式为[通道号] 电压值，如[01] 4.5。
3．可通过键盘设置采集方式：单点采集、多路巡测、采集时间间隔。
4．具有异常数据声音爆晶功能：对第一路数据可设置正常数据的上限值和下限值，当采集的数据出现异常，发出报警信号。
选作功能：1.异常数据音乐报警。
2.可输出8路顺序控制信号，设每路顺序控制信号为一位，顺序控制的流程为：三、总体设计我们选择单片机与A/D转换芯片结合的方法实现本设计。
使用的基本元器件是：A T89C52单片机，ADC0809模数转换芯片，LCD显示器，按键，电容，电阻，晶振等。
数字电压测量电路由A/D转换、数据处理及显示控制等组成。
A/D转换由集成电路ADC0809完成。
ADC0809具有8路拟输入端口，地址线（23~- 25脚）可决定对哪一路模拟输入作A/D换。
22脚为地址锁存控制，当输入为高电平时，对地址信号进行锁存。
6脚为测试控制，当输入一个2uS宽高电平脉冲时，就开始A/D转换。
7脚为A/D转换结束标志，当A/D转换结束时，7脚输出高电平。
9脚为A/D转换数据输出允许控制，当OE脚为高电平时，A/D转换数据从该端口输出。
10脚为0809的时钟输入端。
单片机的P1.5~P1.7、P3端口作1602液晶显示控制。
P2端口作A/D转换数据读入用，P0端口用作0809的A/D 转换控制。
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1 绪论1.1 课题研究背景和意义在现代工业控制系统中，多参数实时采集对监控设备正常运行有着十分重要的作用。
多参数信号采集能将监控现场的物理量、化学量、或生物量通过相应的传感器和调理电路把模拟量转化为易于采集、处理的电压信号，经单片机的处理，一方面反馈给控制部件对监控对象进行控制调整，另一方面送给显示单元，实时显示采集的信号数据。
在航空、汽车、通信、园林等控制领域，多参数实时采集与处理是自动控制系统的核心。
随着计算机技术的发展，数据采集与处理系统的应用越来越广泛，不仅应用于新的工程项目，而且还广泛应用于国内许多旧有仪器设备的改造中[1]。
数据采集技术是信息科学的一个重要分支，与传感器技术、信号处理技术、计算机技术共同构成了现代检测技术的基础。
而数据采集技术正是这些技术的前端，也是信息进行可靠传输和正确处理的基础。
数据采集是指将温度、压力、流量、位移等模拟量采集、转换成数字量后，再由计算机进行存储、处理、显示或打印的过程。
在生产过程中，可对生产现场的工艺参数进行采集、监视和记录，为提高产品的质量、降低成本提供信息和手段。
在科学研究中，可对应用数据进行采集，从而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。
随着现代电子技术的飞速发展，数据采集技术也日新月异，特别是小型化、便携式解决方案在数据采集中开始占据越来越大的比重，并越来越多地倾向于低电压、低功耗、微型化设计，有的小型数据采集器甚至小到可以放进衬衫口袋里。
目前一些市场上出售的小型数据采集器实际上就是全功能的计算机。
它们功能强大，具有现场实时数据采集、处理功能的自动化设备，具备实时采集、自动存储、即时显示、即时反馈、自动处理、自动传输功能；为现场数据的真实性、有效性、实时性、可用性提供了保证，并能方便输入计算机，已广泛应用在工业、农业、商业、交通、物流、仓储等行业。
因此，根据当前数据采集发展的实际情况，研制开发符合生产需要的多功能智能化的数据采集器具有现实意义[2]。
1.2 国内外研究现状数据采集系统的应用非常广泛，是目前工业控制中应用较多的一类产品，国内外许多科研单位和技术公司都在积极研制，国外的数据采集器的研制已经相当成熟，而且种类不断增多，性能越来越好，功能越来越强大。
以数据采集行业的佼佼者NI公司为例，NI6115同步多功能数据采集卡（DAQ），是基于PCI的4路差分输入，模拟输入最高10M/s，12位同步采样。
DAQ-2005是4路500kS/s 16bit同步数据采集卡，带2路1M/s D/A输出，24路DIO。
又如美国福禄克（Fluke）公司的262XA系列是一种小型，便携，操作简单，使用灵活的数据采集器。
它可以单独使用，也可以和计算机连接使用。
它具有多种测量功能，多种数据存储方式和多种控制方式。
具有21路模拟输入通道，12路数字通道；RS232接口和数据记录，前面板锁定：防止其它人员意外触动前面板按键。
在国内，也有不少的大学、科研机关、公司从事数据采集器的研制，由于数据采集技术不断发展，市场上出现了各种新型的数据采集器。
如北京中泰研创科技有限公司，利用DAS制作的数据采集系统PCI-8344B，它具有16Bit A/D，8通道并行同时转换，8KFIFO，0～10V、±5V双端输入，每个通道的转换速率都可达100KHz。
四川拓普数字设备有限公司的PCI-10016具有4通道模拟量输入，最高采样率：100Ksps，16BitA/D。
北京华控技术有限责任公司的通用数据采集控制板HK—6060C/HK—6070C，具有如下性能：输入通道数：单端16路，分辨率：12Bit，输入电压范围：±5V,±2.5V,0～5V，模拟电压输出部分，输出通道数：1路，分辨率：12Bit，8路数字量输入通道，8路数字量输出通道，输出电压范围：±5V,±2.5V,0～10V,0～5V；北京康泰电子有限公司的DAQ-1602/PCI 16位PCI总线数据采集板，具有16bit,250kHz和500kHz A/D输入，可编程增益选择:1,2,4,8，8CH差分或16CH单端输入，2048字节的数据Buffer。
经过对国内外现有数据采集行业产品的性能、价格、功能的了解，其概况如下：（1）国外的数据采集器精度高、采样速度快、功能较全，但价格较为昂贵。
（2）体积较大、操作复杂。
（3）采样频率和采样精度两者不能很好的统一。
（4）国内的数据采集器与国外的相比其精度和速度有一定的距离[2]。
2系统方案设计数据采集系统包括模拟信号的输人转换及处理。
模拟信号以电压形式输送给A/D转换器，经模数转换后转换为数字信号，将数字信号送入单片机进行相应的处理及控制，输送给显示装置，最后显示出来，也可以将数据上传至PC机。
数据收集的基本手段是模数转换，它是将来自各式各样传感器的模拟量实时地、准确地测量或汇集起来，送入计算机实时处理，并输出相应的控制信号以实现对物理系统的控制或记录，而一个完整的数据采集需要包括硬件和软件两部分组成[2]。
2.1硬件系统方案整个硬件系统主要由信号源、AD转换器、单片机及LCD液晶显示等部分组成。
其中A/D转换器使用ADC0809实现，单片机使用AT89C51。
系统主要完成的功能是对电压信号的转换和显示。
如图2.1所示。
图2.1 硬件系统框图2.2 软件系统方案软件部分实现对数据采集的控制处理，当数据选通某一通道后，由A/D转换程序控制进行A/D转换，转换结束后输送给单片机处理，处理结果送LCD显示。
当系统开始采集后，首先送通道0的地址，对通道0进行采集，同时要判断时间是否为5的倍数，若为5的倍数，则立即在送通道1的地址，对通道1进行采集，通道0每隔一秒采集一次，共采集100次，通道1每隔5秒采集一次，共采集20次。
将采集的结果显示在LCD 液晶显示屏上。
采集过程中会调用相关的子程序，数据采集及AD转换程序，液晶显示程序，串行通信程序等。
实现单片机对采集过程的控制。
3 系统硬件设计3.1 部分硬件电路设计硬件电路系统由滤波电路、A/D转换电路、单片机、LCD液晶显示、时钟、串行通信等部分组成[3]。
3.1.1 滤波电路设计低通滤波器类型的选择根据采样定理，最低采样频率必须是信号最高频率的两倍。
如果信号中包含频率高于奈奎斯特频率的成分，采样后的信号将发生畸变。
这种信号畸变叫做混叠(allas)。
一旦完成信号采样，这些信号混叠到有用信号的频段，就无法从有用信号中移除这些频率成份。
混叠现象会严重影响数据转换系统的性能指标，所以在设计含有ADC的系统时，必须在转换器前使用一个低通滤波器，以确保高于奈奎斯特频率的噪声被足够的衰减，不会出现在采样后的信号中。
这个低通滤波器称为抗混叠滤波器[3]。
选用TI公司的THS4052。
它是一种70MHz低成本高速电压反馈放大器。
工作电压可设为士5V，失真度、转换速率、稳定时间都能满足要求。
THS4052的性能指标:1高速:70MHz带宽(G=1，-3dB)，240V／ｕs转换速率，60-ns稳定延迟时间(0.1%) 2高输出驱动，Io=l00mA(典型值)3优良的视频性能:30MHZ的0.ldB带宽(G=1)，0.01%的增益误差，0.01度的相位误差4极低的失真度:THD=-82dBc(f=1MHz，RL=150)，THD=-89dBc(f=1MHz，RL=1k) 5极宽工作电压范围:V cc=士5v到士15v抗混叠滤波器电路如图3.1。
图3.1 滤波电路低通电路设计为12dB/OCT的巴特沃次(最平坦特性)滤波器，对频率高于31.25KHz 的信号滤波。
电路截止频率为f L=1/2 R1C1=31.25KHz，，Q值为0.5。
利用仿真软件对图的电路进行仿真，可以得到其滤波特性曲线见图3.2，由图可见，该低通滤波器特性良好。
图3.2 滤波特性一片THS4052内是双通道输入，因此2路模拟信号通道输入需要1片THS4O52构成2个低通滤波器。
滤波实际电路连接如图3.3：图3.3 滤波实际电路3.1.2 放大电路本课题的供应电压的范围是0～5V 的直流电压，所选A/D 转换的芯片为ADC0809，而ADC0809的模拟电压输入范围也是0～5V ，所以本设计不需要放大电路[4]。
3.1.3 时钟信号由于ADC0809无片内时钟，时钟信号由51单片机的ALE 信号经D 触发器二分频后获得。
此外，由于ADC0809内部设有地址锁存器，所以通道地址的选通由单片机和74LS373的输出信号决定。
通道基本地址为0000H~0007H 。
其对应关系如表3.1所示。
表3.1 ADC0809输入通道地址3.1.4 显示接口电路设计本系统选用12864液晶显示屏[5]。
地址码 输入通道C B A 0 0 0 IN0 0 0 1 IN1 01 0 IN2 0 1 1 IN3 1 0 0 IN4 1 0 1 IN5 1 1 0 IN6 111IN71.液晶显示模块概述12864A-1汉字图形点阵液晶显示模块，可显示汉字及图形，内置8192个中文汉字（16X16点阵）、128个字符（8X16点阵）及64X256点阵显示RAM（GDRAM）。
主要技术参数和显示特性:电源：VDD 3.3V~+5V(内置升压电路，无需负压)；显示内容：128列×64行显示颜色：黄绿显示角度：6：00钟直视LCD类型：STN与MCU接口：8位或4位并行/3位串行配置LED背光多种软件功能：光标显示、画面移位、自定义字符、睡眠模式等2.外形尺寸外形尺寸图如图3.4所示。
图3.4 12864的外形尺寸3.模块引脚说明128X64 引脚说明如表3.2所示。
表3.2 12864的引脚说明引脚号 引脚名称 方向功能说明1 VSS - 模块的电源地2 VDD - 模块的电源正端3 V0 - LCD 驱动电压输入端4 RS(CS) H/L 并行的指令/数据选择信号；串行的片选信号5 R/W(SID) H/L 并行的读写选择信号；串行的数据口6 E(CLK) H/L 并行的使能信号；串行的同步时钟7 DB0 H/L 数据08 DB1 H/L 数据1 9DB2H/L 数据2 10 DB3 H/L 数据3 11 DB4 H/L 数据4 12 DB5 H/L 数据5 13 DB6 H/L 数据6 14 DB7 H/L 数据715 PSB H/L 并/串行接口选择：H-并行；L-串行 16 NC 空脚17 /RET H/L 复位 低电平有效 18 NC 空脚19 LED_A - 背光源正极（LED+5V ） 20 LED_K-背光源负极（LED-OV ）逻辑工作电压(VDD)：4.5～5.5V ，电源地(GND)：0V ，工作温度(Ta)：0～60℃(常温) / -20～75℃（宽温） 4.接口时序（1）8位并行连接时序图MPU 写资料到模块如图3.5所示。