多路数据采集

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基于单片机的多路数据采集ADC0809

基于单片机的多路数据采集ADC0809单片机原理及系统课程设计专业：自动化班级：自动化姓名:学号：指导教师：评语：考勤10分守纪10分过程30分设计报告30分答辩20分总成绩(100)2015年12月29日基于单片机的多路数据采集1 引言通过一个学期的学习，我认为要学好单片机这门课程，不仅要认真学习课本知识，更重要的是要学会通过实践巩固学到的知识，本次课设中我们设计制作的题目是基于单片机的多路数据采集系统设计。

1.1 设计背景随着时代的进步和发展，单片机技术已经普及到我们生活，工作，科研，各个领域，已经成为一种比较成熟的技术,本文将介绍一种基于单片机控制的数据采集。

本设计使用简便，功能丰富。

本设计控制芯片采用的是STC89C51，AD转换采用ADC0809芯片，显示采用的是四位共阴极数码管。

关键字：STC89C51、ADC0809、8路电压采集。

2.1 系统设计方案在电量的测量中，电压、电流和频率是最基本的三个被测量，其中电压量的测量最为经常。

而且随着电子技术的发展，更是经常需要测量高精度的电压，所以数字电压表就成为一种必不可少的测量仪器。

本次设计主要由三个模块组成：A/D转换模块，数据处理模块及显示模块。

A/D转换主要由芯片ADC0809来完成，它负责把采集到的模拟量转换为相应的数字量在传送到数据处理模块。

数据处理则由芯片STC89C51来完成，其负责把ADC0809传送来的数字量经过一定的数据处理，产生相应的显示码送到显示模块进行显示；此外它还控制着ADC0809芯片工作。

2.2 总体设计方案8路电压输入AD转换51单片机按键切换电压显示蜂鸣器8路led灯图1 系统原理总框图3硬件设计3.1晶振电路晶体振荡器，简称晶振，它可以等效成一个电容和一个电阻并联再串联一个电容的二端网络。

晶振有一个重要的参数，那就是负载电容值，选择与负载电容值相等的并联电容，就可以得到晶振标称的谐振频率。

多路数据采集系统设计

多路数据采集系统设计
多路数据采集系统设计通常包括硬件设计和软件设计两个方面。

硬件设计方面，需要考虑以下几个方面：
1. 数据采集模块：根据需要选择合适的模拟输入、数字输入或其他类型的传感器模块，并进行连接。

2. 信号调节：如果传感器输出的信号不符合需求，需要将其进行放大、滤波、隔离或其他调节。

3. 数据转换：将模拟信号转换为数字信号，可以采用模数转换芯片。

4. 多路信号复用：如果同时需要采集多个信号，可以使用多路复用器或多个采集模块。

5. 电源供应：为各个模块提供稳定的电源供应。

6. 通信接口：设计合适的通信接口，如串口、网络接口等，以方便数据传输。

7. 数据存储：选择合适的存储设备，如内存、硬盘、SD卡等，以存储采集到的数据。

软件设计方面，需要考虑以下几个方面：
1. 采集控制：编写控制程序，通过控制硬件模块的工作方式、采样时序和频率等参数，实现多路数据的同时采集。

2. 数据读取：编写数据读取程序，从硬件模块中读取采集到的数据，并进行处理。

3. 数据处理：对采集到的数据进行滤波、校正、分析等处理，以提取有用的信息。

4. 数据存储：将处理后的数据存储到合适的存储设备中，以便后续分析和使用。

5. 用户接口：设计合适的用户界面，以方便用户对系统进行操作和监视。

综上所述，多路数据采集系统设计需要综合考虑硬件和软件两个方面，确保系统能够稳定、高效地采集和处理多路数据。

基于STM32单片机的多路数据采集系统设计毕业设计

基于STM32单片机的多路数据采集系统设计毕业设计摘要：本篇设计主要以STM32单片机为核心，设计了一个多路数据采集系统。

该系统能够实现多路模拟量和数字量信号的采集和显示，并通过串口与上位机进行通信，实现数据上传和控制。

设计中使用了STM32单片机的AD转换功能实现模拟量信号的采集，使用GPIO口实现数字量信号的采集，通过串口与上位机进行通信。

经过实验验证，该系统能够稳定地采集多路数据，并实现远程数据传输和控制功能，具有较高的可靠性和实用性。

关键词：STM32单片机，数据采集，模拟量信号，数字量信号，上位机通信一、引言随着科技的发展，数据采集系统在工业控制、环境监测、生物医学等领域得到了广泛的应用。

数据采集系统可以将现实世界中的模拟量信号和数字量信号转换为数字信号，并进行处理和存储。

针对这一需求，本文设计了一个基于STM32单片机的多路数据采集系统。

二、设计思路本系统的设计思路是通过STM32单片机实现多路模拟量和数字量信号的采集和显示，并通过串口与上位机进行通信，实现数据上传和控制。

该系统采用了模块化设计方法，将系统分为采集模块、显示模块和通信模块。

1.采集模块采集模块通过STM32单片机的AD转换功能实现模拟量信号的采集，通过GPIO口实现数字量信号的采集。

通过在程序中设置采样频率和采样精度，可以对不同类型的信号进行稳定和准确的采集。

2.显示模块显示模块通过LCD显示屏显示采集到的数据。

通过程序设计，可以实现数据的实时显示和曲线绘制，使得用户可以直观地观察到采集数据的变化。

3.通信模块通信模块通过串口与上位机进行通信。

上位机通过串口发送控制命令给STM32单片机，实现对系统的远程控制。

同时，STM32单片机可以将采集到的数据通过串口发送给上位机，实现数据的远程传输。

三、实验结果与分析通过实验验证，本系统能够稳定地采集多路模拟量和数字量信号，并通过串口与上位机进行通信。

系统能够将采集到的数据实时显示在LCD屏幕上，并通过串口传输给上位机。

基于STC12c5a60s2多路数据采集系统

（1）现场信号发生模块
该模块工作在远距离终端，作为模拟待采样的信号源，产生正弦波。对于该模块有以下两种方案：
方案一：采用ICL8038集成芯片。构成三角波发生器及正弦整形电路。该IC 电路属于积分型施密特压控多谐振荡器，工作范围0.001HZ～300KHZ，完全可以达到设计要求。
方案二：LC正弦波振荡器。有电容三点式和电感三点式振荡器以及克拉波和西勒振荡器
1.2.2 系统各模块的最终方案
根据以上方案，结合器件和实现条件等因素，确定如下方案：（1）.利用ICL8038集成芯片来作为正弦波信号的产生器。
（2）F/V变换模块采用LM331频压变换器。（3）.采用双单片机STC12C5A60S2来实完成信号的采集与处理。（4）.单片机之间的通信选取RS-485的通信标准。（5）.显示模块的选用LCD1602液晶显示。小结：这一部分主要介绍了整个系统的构思，以及各个模块的方案比较与选择。
（5）显示模块该模块在主控端，用于显示接收到的数据。方案一：采用数码管显示；方案二：采用 LCD 液晶显示；方案一要额外增加锁存器等驱动电路，而且不稳定，调试较为麻烦；而方案
二中LCD则具有功耗小、平面直角显示以及影象稳定不闪烁，可视面积大，画面效果好，抗干扰能力强等特点。所以选用方案二。
STC12C5A60S2系列单片机ADC(A/D转换器）的结构如下图所示。
A/D 转换结束后，最终的转换结果保存到 ADC 转换结果寄存器 ADC_RES 和 ADC_RESL，同时，置位ADC控制寄存器ADC_CONTR中的A/D转换结束标志位ADC_FLAG, 以供程序查询或发出中断申请。模拟通道的选择控制由ADC控制寄存器ADC_CONTR 中的CHS2 ~ CHS0确定。

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。

多路数据采集系统的设计

ＣＮＥＪ
Ｍ０ＶＭ０Ｖ
Ａ，＃００ＨＳＥＮＤ
Ａ．Ｒ６Ｒ６．＃Ｆ０Ｈ
ＵＭＰ
ＯＲＧ
０３Ｈ０２Ｃ０Ｍ００Ｈ０４Ｓ．＃７Ｐ０ＨＩＥ，＃ＯＯＨ
ＬＭＰ｜Ｊ
０ＲＧＭＡＩ：ＭＯＶＮＭ０ＶＡＮＬ
Ａ．２１Ｈ
ＬＰ：
ＣＲＣ；１位Ａ数据转换成标准数据格式存人Ｌ２Ｄ
存储单元
ＭＯＶＡ．Ｒ２
ＭＯＶ
Ｍ０Ｖ
ＲＲＣＡＭ０ＶＲ２．ＡＭＯＶＡ．Ｒ３
ＡＧＡＩ：ＭＯＶＮＯＲＬＭ０Ｖ
和１８使接口电平匹配。４９
２电路框图．
模拟
最
设计任务本次设计的数据采集系统的任务是对电压模拟量进行采
一
、
集，并在Ｐ机上将采集数据和相应波形显示出。Ｃ
二设计方案
设计任务可以分成两大部份，一部分是数据采集卡的硬件电路设计，这里包括模拟输入电路、时序控制、ＡＤ换、数／转据存储、与ＰＣ的接口和数据交换等。另外一部分是上位机的数据显示软件设计，这部分包括接收采集板的数据并将数据换算成显示数据和现实波形供采集人员观察。下面我们从这两部分进行设计。
统，这种系统的基本思想是：在采集现场，将传感器采集的制，而单片机的最终程序选择可在Ｐ机中进行。Ｃ数据通讯：采用串行数据通讯口与Ｐ机进行通信。单片机ｃｃｌ４８串口将数据上传至Ｐ机，在Ｐ机上进行分析处理并显示数据的串口电平与Ｐ机的串Ｅ电平不匹配，采用电平转换芯片１８ＣＣ

多路数据采集系统毕业设计

多路数据采集系统毕业设计第一章绪论1.1课题研究背景和意义数据采集是指将位移、流量、温度、压力等模拟量采集、转换成数字量后,再由计算机进行存储、处理、显示或打印。

数据采集技术是信息科学的一个重要组成部分,信号处理技术、计算机技术,传感器技术是现代检测技术的基础。

数据采集技术则正是这些技术的先导,也是信息进行可靠传输,正确处理的基础。

在工业生产中,对生产现场的工艺参数进行采集、监视和记录,这样能提高产品的质量、降低成本。

在科学实验中,对应用数据进行实时采集,这样获得大量的动态信息,是研究物理过程动态变化的有效手段,也是获取科学奥秘的重要手段之一。

设计数据采集系统目的,就是把传感器输出的模拟信号转换成计算机能识别的数字信号,并把数字信号送入计算机,计算机将计算得到的数据加以利用观察,这样就实现对某些物理量的监视,数据采集系统性能的好坏,取决于它的精度和速度,在精度保证的条件下提高采样速度,满足实时采集、实时处理和实时控制的要求[1]。

数据采集常用的方式有在PC机,也可以在工控机内安装数据采集卡,如RS-422卡、RS-485卡及A/D卡;或专门的采集设备,包括PCI、PXI、PCMCIA、USB,无线以及火线FireWire接口等,可用于台式PC机、便携式电脑以及联网的应用系统中[2]。

数据采集系统起始于20世纪50年代,1956年美国首先研究了用在军事上的测试系统,目标是测试中不依靠相关的测试文件,由非成熟人员进行操作,并且测试任务是测试设备高速自动完成的。

近年来,数据采集及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,数据采集系统也朝着微型化、小型化、便携式,低电压、低功耗发展。

当前市场出售的小型数据采集器相当于一个功能齐全计算机。

这些数据采集器功能强大,能够实现实时数据采集、处理的自动化设备。

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[;不仅能保证现场数据的实时性、真实性、有效性、可用性,而且能很方便输入计算机,应用在各个领域。

基于单片机的多路数据采集系统设计-毕业设计

基于单片机的多路数据采集系统设计学生：XXX 指导教师：XXX内容摘要：本设计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，它的存在具有着非常重要的作用。

本文介绍的重点是数据采集系统，而该系统硬件部分的重心在于单片机。

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AT89S52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，和串行接口部分。

该系统从机负责数据采集并应答主机的命令。

8路被测电压通过模数转换器ADC0809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LED数码显示器来显示所采集的结果。

软件部分应用VC++编写控制软件，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 89C52单片机 ADC0809 MAX232Data acquisitionAbstract: This article describes the hardware design and software design of the data on which based on signal-chip microcomputer .The data collection system is the link between the digital domain and analog domain. It has an very important function. The introductive point of this text is a data to collect the system. The hardware of the system focuses on signal-chip microcomputer .Data collection and communication control use modular design. The data collected to control with correspondence to adopt a machine 8051 to carry out. The part of hardware’s core is AT89S52, is also includes A/D conversion module, display module, and the serial interface. Slave machine is responsible for data acquisition and answering the host machine.8 roads were measured the electric voltage to pass the in general use mold-few conversion of ADC0809,the realization carries on the conversion that imitates to measure the numeral to measure towards the data that collect .Then send the data to the host machine through MAX232.the host machine is responsible for data and display, LED digital display is responsible display the data. The software is partly programmed with VC++. The software can realize the function of monitoring and controlling the whole system. It designs much program like data-acquisition treatment, data-display and data-communication ect.Keywords:data acquisition AT89C52 ADC0809 MAX232目录前言 (1)1 数据采集 (1)1.1 数据采集系统 (1)1.2 方案论证 (2)1.2.1 A/D模数转换的选择 (2)1.2.2 单片机的选择 (3)1.2.3 串行口的选择 (3)1.2.4 显示部分 (3)1.2.5 按键 (3)2 硬件部分 (5)2.1 主机部分 (5)2.1.2 单片机 (6)2.1.3 LED数码显示器的应用原理 (8)2.2 从机部分 (9)2.2.1 从机的电路原理图设计 (9)2.2.3 模数转换器ADC0809 (12)3 软件部分 (15)3.1 主机程序设计 (15)3.1.1 主程序 (15)3.1.2 向串口发送数据子程序 (16)3.1.3 键盘扫描子程序 (17)3.1.4 LED显示程序 (18)3.1.5 主机串口接受中断子程序 (19)3.2 从机部分程序设计 (20)3.2.1 主程序 (20)3.2.2 从机串口接受中断函数 (20)3.2.3 模数转换子程序ADCON (21)4 调试结果 (22)5 结束语 (22)参考文献： (23)基于单片机的多路数据采集系统设计前言在各种测控系统中，往往需要对一些参数进行测量并送回计算机进行监控及处理，因此多路数据采集系统被广泛应用于各种测控场合。

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AT89S52多路数据采集系统的设计

据采集时，就避免了微机系统操作时速的限制，大大地提高了数据采集系统的效率。从而满足了控制系统的实时、高速控制要求。
２多路采集系统的硬件设计
整个硬件系统是以单片机Ａ８Ｓ２作为主控芯片ＪＴ９５，控制整个电路的运行。为了能使单片机正常工作须在其外围加复位电路。即：采用稳定的硬件复位方式。本系统采用看门狗Ｘ０５作为复位电路的主要芯片用来控制复位的完５４成。采用Ｘ０５有以下优点：１５４（）上电可以自动发出复位信号。（）当单片机的电压降到一定时Ｘ０５的复位引脚会２５４
四四
可编程增益放大器可使放大倍数从１３～２进行设定（２倍以步长增加）大大提高了系统的动态特性。多级程控数字滤，
给出一个复位信号使单片机复位。（）当程序进入死循环３时Ｘ０５会给出一个复位信号使单片机恢复正常。控制硬５４
件电路原理图如图２示。所Ａ８Ｓ２具有系统可编程功能，以很方便地改写单片Ｔ９５可机存储器内的程序不需要把芯片中从工作环境中剥离，把Ａ８ＳＩＰ下载口接入电路，Ｔ９Ｓ可用电路实现该功能Ｊ。为了满足系统对波特率的要求Ａ８Ｓ２需要接入一个Ｔ９５２．４ｚ晶振，２１８ＭＨ１用来调整时钟。ＭＡ２２是一种常用的通信芯片。ＭＡ２２与单片机Ｘ３Ｘ３Ａ８￥２的接口是由２条线来完成的，３１与ＭＡ２２的Ｔ９５Ｐ．Ｘ３１Ｏ脚相连作为发送的数据线。Ｃ５３Ｓ５２是一种高精度的ＡＤ转换芯片，高可得到分／最辨率是２４位的输出结果。Ｃ５３Ｓ５２的差动输入端可以直接测量来自传感器的毫伏信号，简化了与外围电路的连接Ｊ。

多路数据采集系统的设计

序言随着计算机技术、电磁兼容技术、传感器技术和信息技术的飞速发展和普及，数据采集与处理系统得到了广泛的应用。

例如：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、降低生产成本提供信息和手段；在科学研究中，应用这一系统可获得大量的动态信号，是研究瞬间物理过程的有力工具，也是获得科学奥秘的重要手段之一。

总之，不论在哪个应用领域，数据采集与处理越及时，工作效率、性能价格比就越高，取得的经济效益就越好。

总之，数据采集是工、农业控制系统中至关重要的一环[1]。

数据采集是工、农业控制系统中至关重要的一环，在医药、化工、食品、等领域的生产过程中，往往需要随时检测各生产环节的温度、湿度、流量及压力等参数。

同时，还要对某一检测点任意参数能够进行随机查寻，将其在某一时间段内检测得到的数据经过转换提取出来，以便进行比较，做出决策，调整控制方案，提高产品的合格率，产生良好的经济效益。

本毕业设计对一种多路数据采集系统进行了初步的研究，该多路数据采集系统能对多路模拟信号进行采集和处理。

系统以89C51为控制单元核心，利用模数转换器AD0809完成模数转换功能，结合单片机RS232串口功能，实现八路信号的采集、存储、显示及与PC机通信等功能，形成了良好的人机界面。

第1章绪论1.1多路数据采集系统介绍随着工、农业的发展，多路数据采集势必将得到越来越多的应用，为适应这一趋势，作这方面的研究就显得十分重要。

在科学研究中，运用数据采集系统可获得大量的动态信息，也是获取科学数据和生成知识的重要手段之一。

总之，不论在哪个应用领域中，数据采集与处理将直接影响工作效率和所取得的经济效益。

此外，计算机的发展对通信起了巨大的推动作用。

算机和通信紧密结合构成了灵活多样的通信控制系统，也可以构成强有力的信息处理系统,这样对社会的发展产生了深远的影响。

数据通信是计算机广泛应用的必然产物[2]。

数据采集系统，从严格的意义上来说，应该是用计算机控制的多路数据自动检测或巡回检测，并且能够对数据实行存储、处理、分析计算以及从检测的数据中提取可用的信息，供显示、记录、打印或描绘的系统。

谈多路数据采集与处理系统

摘要：随着计算机技术的飞速发展和普及，数据采集系统在多个领域有着广泛的应用。数据采集是工、农业控制系统中至关重要的一环，在电力、医药、化工、食品、等领域的生产过程中，往往需要随时检测各生产环节的温度、湿度、流量及压力等参数。同时，还要对某一检测点任意参数能够进行随机查寻，将其在某一时间段内检测得到的数据经过转换提取出来，以便进行
比较，做出决策，调整控制方案，提高产品的合格率，产生良好的经济效益。电力系统的发展，多路数据采集势必将得到越来越多的应用，为适应这一趋势，作这方面的探讨就显得十分重要。不论在哪个应用领域中，数据采集与处理将直接影响工作效
率和所取得的经济效益。
关键词：数据采集；数据通信；技术应用
中图分类号：Ｔ２Ｐ７文献标识码：Ａ文章编号：１００９—９９２１）８—０５４２（０２００４—０４
ＯｎｔｅＭｕｔ－ａｎｌｔｑｉｉｉｎａｄＰｏｅｓｎｙｔｍｈｌｉＣｈｎｅＤａａＡｃｕｓｔｏｎｒｃｓｉｇＳｓｅ
工业自动化
ＤＯｈ１．９９／．ｓｎ１０－４２２１．８０６０３６Ｊｉ．０９９９．０２统
曾镜全
（东电网公司东莞供电局试验研究所，广东东莞５３０）广２００
ｐｏｕｅｇｏｃｎｍｉｅｅｔ．ｗｅｙｔｍｅｅｏｍｅｔｍｕｔ－ｈｎｅａａａｑｓｔｏｓｂｕｄｔｅｒｎｒｐｌｃｔｎ，ｒｄｃｏｄｅｏｏｃｂｎｆｓＰｏｒｓｓｅｄｖｌｐｎ，ｉｌｃａｎｌｄｔｃｕｉｉｎｉｏｎｏｇｔｉｉｍｏｅａｄｍｏｅａｐｉａｉｓｏｉｉｅｍｐｒａｔｏａａｔｏｔｉｒｎｆｎｔｓｒｇｒ．ｙｅｅ，ｄｔｃｕｓｔｏｎｒｃｓｉｌｄｒｃｌｆｅｔｈｆｃｅｃｎｔｓｖｒｉｏｔｎｄｐｓｔｅｄｏｅａｄＡｎｗｈｒｙｔｔｈｉｈｉａａａｑｉｉｉｎａｄｐｏｅｓｎｇｗｉｉｅｔａｆｃｅｅｉｎｙａｄｌｙｔｉｔｅｅｏｏｃｂｎｆｓｙｅｄｄｈｃｎｍｉｅｅｔｉｌｅ．ｉ

基于单片机多路数据采集系统

声，关信息和必要的信息，取出反映被测对象特征的重要信无提
本设计选用３个数码息。外。是对数据进行统计分析，另就以便于检索；者把数据恢管显示数据．连通道号共用或复成原来物理量的形式。以可输出的形态在输出设备上输出，例４个位数码管．每次数据传如打印。示，图等。数据输出及显示就是把数据以适当的形输完调用延时程序．使数据显绘
ＡＣ８９与单片机８５Ｄ０００１的硬件接口方式一般有：查询方３１／转换程序流程图．ＡＤ
Ｐ．。。时只要Ｐ３３这０口送出数字的显示代码．数码管就
ＣＤＫＵｃ
图３：整体的流程图
系统硬件电路如图１ＡＣ８９将Ｏ：ＤＯＯ一５模拟信号转换为Ｖ０—ＦｏＦ数字信号并传
送给５１单片机．然后
持续显示１秒。经过比较分本次设计是在现场物理信号通过传感器转换为ｏ－Ｖ的析．在设计中采用了共阳极＿５基础上。单片机进行远距离传输并还原为ｏ＿Ｖ的电信号，由＿５通动态显示模式并将数码管的过ＬＤ显示。系统最多显示８路数据。Ｅ段码端直接接到单片机输出２、统硬件电路端口Ｐｌ口。而数码管的公

多路数据采集系统-课程设计

解决方法：
• 在振荡器后加一积分器
•利用积分器的增益k
1
2 f RC
C’ R’ -
Vi
+
Vo
•可得输出电压Vo与R成线性关系：
V0
1 RC
Vm
sin
tdt

Vm
RC
cos
t
Vm cos t Vm RC cos t
2fRC
2RC
•然后对正弦波（余弦波）进行整流、滤波变成直流
三角波频率为：
f 2I 3VCC C
即频率 f 正比于I
• 从右图可知：
I (VCC VC )RX 代入上式，可得
f 2I 2(VCC VC )RX
3VCC C
3VCC C
2RX 3C

2 RX 3VCCC
VC
•上式中RX、C、VCC均为固定值，所以 f 与VC 成线性关系
• 再设计一个电路，使VC与电阻R成线性关系，就得 f 与R成线性关系，具体电路如下图
• 图中，三极管的发射极电流是恒定的，因而集电极电流也是恒定的，调节电位器P也就改变了集电极输出电压VC
方案2的现场模拟信号产生器及F/V变换电路
F/V变换器：
• 该电路采用了LM331，其线性度可达0.06%，完全能满足题目要求 • 该IC 输出电压VO = fi
设计方案：
1. 使用微机控制，特点：成本较高 2. 使用单片机控制，特点：简单，成本较低

二、系统结构框图
R/V变换
LCL8038
远端CPU RS485接口
F/V变换
A/D变换
数据采集端
EPROM

多路数据采集系统的FPGA方案实现

• 170•数据采集常见于方方面面，为获取更精确更及时的数据，选用一款高精度24位的具有多路输入的采集芯片并采用FPGA 芯片对采集进行控制和提取采集数据，然后将数据通过串口模块上传至上位机，通过曲线或表格实时显示出来。

该采集系统结构简单、体积小、精度高、实时性好、可扩展性好，能与各种高速低速外设进行连接，对有各种电压采集需求的方案设计有积极的参考意义。

1 背景在民用、工业、军事乃至航空航天等各种领域中，需要对各种环境和设备的温度等参数进行实时监测，这些参数一般都是通过如热电偶和热电阻等温度传感器传将物理量转换成电压表现出来。

在技术愈加发达的今天，数据的精确性和实时性要求越来越高，成为各种温度控制场所正常工作的必然要求，也可以实现节能减排的效果。

考虑到成本因素，多数采集系统的采集芯片的位数不够，得到的数据与实际误差较大，对精细化采集达不到要求，因此本文选择了一款24位的AD ，并且单片机因其价格低，使用简单，被常用于各种温度控制中心和数据处理中心，但是单片机速度不够快，精度差，时序不精准，易受干扰，甚至可用I/O 口不多，可维护性差，对于以后的系统升级改造造成不便，而FPGA 特别适合高速高精度数据采集的控制，且快速稳定，为此本文采用了Intel 公司的Altera FPGA 芯片作为采集控制中心和数据处理中心，来实现高精度采集的控制，并将采集结果上传至上位机。

根据上述，进行了方案设计和理论分析。

图1 高精度实时采集系统框图2 总体采集方案设计根据采集需求，设计了电压采集系统总体框图，如图1所示，FPGA 外接一个存储器以便程序存储。

FPGA 对AD 的进行复位和写寄存器操作以配置各种采集参数，并控制AD 采集的开始和停止，在收到采集数据后，通过串口模块上传给上位机进行解析并显示出来。

同时电源模块为各部分进行供电。

3 模块设计3.1 采集芯片的选型及介绍本模块采用TI 公司的ads1256芯片进行采集，其内部结构示意图如图2所示。

一种多路数据采集系统的设计方法

４主机软件设计
图１硬件系统组成框图
系统硬件的设计原则：１经济合理一（）在满足性能指标的前提下，量提高性价尽比。２安全可靠一选购元器件要考虑环（）境的温度、度、动等因素；湿振要有超量程和过载保护。３足够的抗干扰能力。（）数据采集电路是该硬件系统中的关键部分，其设计采用ＡＴ８９Ｃ５与ＡＤＣ００为２８９主体构成，电路图如图２示。所ＡＤＣ８９００的时钟由ＡＴ８Ｃ５提供；９２地址选择线与数据线均接于Ａ８Ｃ２０模Ｔ９５的Ｐ口，拟通道的地址线接７Ｌ３３Ｏ２地址４Ｓ７的Ｑ～Ｑ；锁存允许信号ＡＬ和启动转换信Ｊ：●Ｊ●ｆ：ＬＥ号ＳＲＴＡＴｌ ●』｝●ｌ一１ ∞●ｆ，●●●■ １ｔＴｌ＇ｌ芝● ｌＴ肼●●ｆ一￡ｔ ∞ ｔ ● ∞∞ ● ｔＩ由Ａ８Ｃ２Ｔ９５的与Ｐ．或非获得。２７读取结果的ＥＮＡＢＬＥ由ＡＴ８Ｃ５的与Ｐ２７９２．或非产生；转换结束信号Ｅ０Ｃ反相后接人ＡＴ８Ｃ５的，９２采用中断方式读取转换结果。充分利用了Ａ８Ｔ９５硬件资源，换精度好，Ｃ２转转换速度快（０１０）功耗小（５Ｓ，１ｍＷ）且芯片的性价比高。，
关键词：据采集Ａ）换ＡＴ９５Ａ００数／Ｉ转８Ｃ２ＤＣ８９

基于单片机和LabVIEW的多路数据采集系统设计

基于单片机和LabVIEW的多路数据采集系统设计基于单片机和LabVIEW的多路数据采集系统设计近年来，随着科技的不断发展，对于数据采集系统的需求越来越大。

数据采集系统能够将各种外部信号转换为数字信号，并传输到电脑中进行处理和分析，广泛应用于工业控制、物联网、仪器仪表及自动化等领域。

本文将介绍一种基于单片机和LabVIEW的多路数据采集系统设计方案。

1. 系统硬件设计该多路数据采集系统设计方案的硬件主要包括传感器模块、数据采集模块以及计算机连接模块。

传感器模块：传感器模块负责采集外部信号，并将其转换为电信号。

根据不同的测量需求，选择合适的传感器模块，如温度传感器、湿度传感器等。

数据采集模块：数据采集模块使用单片机作为核心，通过模拟转换器将传感器模块转换得到的电信号转换为数字信号。

具体地，单片机通过AD转换器将模拟信号转换为数字信号，并通过串口通信将数据传输给计算机。

计算机连接模块：计算机连接模块使用串口连接单片机和计算机，通过串口通信实现数据传输。

在计算机上安装LabVIEW应用程序，通过LabVIEW程序来控制和监测数据采集系统。

2. 系统软件设计该多路数据采集系统设计方案的软件主要包括单片机程序设计和LabVIEW程序设计两部分。

单片机程序设计：单片机程序设计主要实现对传感器模块的数据采集和数字信号的转换，然后通过串口通信将数据发送给计算机。

首先，通过单片机的GPIO口读取传感器模块采集的信号，然后使用AD转换器将模拟信号转换为数字信号，最后通过串口通信将采集到的数据发送给计算机。

LabVIEW程序设计：LabVIEW程序设计则主要用于接收串口传输的数据，并进行数据处理和显示。

在LabVIEW中，可以使用串口通信工具箱来进行串口通信的设置。

通过设置串口参数和接收数据的方式，可以实时接收并显示采集到的数据。

同时，LabVIEW也提供了数据处理和分析的功能，可以对采集到的数据进行滤波、变换、绘图等操作。

多路数据采集系统的设计

目录第一章前言 (3)第二章课题的设计要求、目的及意义 (5)2.1 设计要求 (5)2.2 设计目的 (5)2.3 设计意义 (5)第三章数据采集系统的基本介绍 (7)3.1 数据采集系统的结构原理 (7)3.2数据采集系统的分类 (7)3.3数据采集系统的基本功能 (7)3.4 数据采集系统的结构形式 (8)3.5数据采集系统设计的基本原则 (8)3.6数据采集系统的发展趋势 (8)第四章系统总体方案与说明 (10)第五章系统结构框图与工作原理 (11)5.1 系统框图 (11)5.2 系统工作原理 (11)第六章各单元硬件设计说明 (12)6.1 A/D转换单元 (12)6.2 数据处理单元 (13)6.3 数码管显示单元 (14)第七章软件设计与说明 (15)7.1 程序流程图 (15)7.2 软件说明 (16)7.3初始化程序 (16)7.4中断服务程序 (17)7.5 START1﹑START2子程序 (17)7.6 BCD转换子程序 (20)7.7 显示程序 (21)第八章调试仿真说明与仿真结果 (23)8.1 调试仿真说明 (23)8.2仿真结果 (24)总结 (26)参考文献 (27)附录 A (28)附录 B (29)第一章前言随着信息领域各种技术的发展，在数据采集方面的技术也取得了长足的进步，采集数据的信息化是目前社会的发展主流方向。

各种领域都用到了数据采集，在石油勘探、地震数据采集领域已经得到应用。

随着测控技术的迅猛发展，以嵌入式计算机为核心的数据采集系统己经在测控领域中占到了统治地位。

数据采集系统是将现场采集到的数据进行处理、传输、显示、存储等操作。

数据采集系统的主要功能是把模拟信号变成数字信号，并进行分析、处理、存储和显示。

国内大大小小很多公司多开发了数据采集器和卡之类的产品，这使信息的数字化提供了极大的方便。

近年来，随着计算机技术的发展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。