基于单片机ATmega8与ADS1244的数据采集
基于ATmega8的数字信号测量仪设计
基于ATmega8单片机的数字信号测量仪设计张双狮(武警学院计算机教研室,河北 廊坊 065000)摘要:本文对ATmega8单片机的结构进行了简明的介绍,并给出了基于ATmega8单片机的数字信号测量仪的硬件软件设计方法。
关键词:ATmega8单片机;数字信号测量仪;设计1 引 言众所周知单片机(当前运用最为广泛的为51系列单片机)有测量外来数字信号宽度、频率及周期等的功能,其主要有两种方式,一、通过外扩展定时/计数器来实现,二、通过内部定时/计数器实现。
这两种方式都有成功的、广泛的应用,但是各有其相应的局限性,前者固然可以提高测量速度和精度,但是这将会增1大系统设计规模,增加投资成本,而后者受单片机主频、定时器分频、机器周期分频等因素的影响测量速度、精度受到了大大的限制。
然而,有幸的是我们有AVR高速嵌入式单片机,使用该款单片机可以突破以上两种方式的限制,既可以减小系统设计规模,使系统设计更加简洁,投资成本更低,而同时可以使测量频率达到15MHz以上,测量信号宽度可以精确到0.125us,甚至更小,这个速度已经可以满足大部分工业控制应用。
因此研究应用新型AVR单片机来进行数字信号测量有着重要的使用价值和经济意义。
2 ATmega8单片机的硬件结构ATmega8(欲了解详情,请参阅文献[1][2])是一款基于AVR RISC、低功耗CMOS的8位单片机,是ATMEL公司的AVR系列高档单片机,了解了它的结构,便可以举一反三对其它AVR机型进行设计。
ATmega8采用程序存储空间、数据空间分开的哈佛结构,其显著特点就是速度快(内含硬件乘法器,绝大多数指令周期=机器周期,可以达到接近1MIPS/MHz的性能,其运行速度比普通CISC单片机高出10倍)、存储器大(8K字节可在线或在应用编程的Flash程序存储器,1K字节SRAM,512字节E2PROM数据存储器)、丰富强大的硬件接口电路(23个通用可编程I/O 口、(18+2)个内外中断源,且每一个中断都有自己独立的的中断向量入口地址,1个8位I2C 总线接口,3个带比较模式的定时/计数器,4(6)通道10位ADC,可编程硬件看门狗,一个SPI 接口和5种可编程的节电模式等等)、可在线下载编程和自编程,ATmega8的工作频率为0~16MHz,ATmega8功能强大、操作简单灵活而其价位仅相当于或低于普通51单片机,所以性价比很高,是嵌入式系统设计、开发和教学实验的理想选择。
基于单片机的数据采集系统的设计
论文题目:基于单片机的数据采集系统的设计摘要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AT89C52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。
本系统下位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RS-485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AT89C52ADC0809RS-485AbstractThis 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 machine8051to carry out. The part of hardware’s core is AT89C52, 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.8roads 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 RS-485,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 anddata-communication ect.Keyword:data acquisition AT89C52ADC0809RS-485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该课题研究的主要内容 (3)2数据采集总体设计 (4)2.1系统设计的基本要求 (4)2.2数据采集系统结构功能及简介 (4)3硬件部分 (6)3.1单片机基本模块 (6)3.2 A/D转换模块 (9)3.3键盘模块 (12)3.4LED数码管显示模块 (13).3.5通信模块 (17)4软件部分 (20)4.1简介KeilUvision2 (20)4.2下位机部分程序设计 (24)5上位机简介 (29)6结论 (30)致谢 (31)参考文献 (32)附录1总原理图 (33)附录2程序清单 (35)1绪论1.1研究背景及其目的意义近年来,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。
基于MSP430的ADS1234采集
Y n X afn B L p g ag na g o i u en
( et o Ee r a E g , vl i. E gne n , hn 03,h a D p. l tcl . Naa U v o n i r g Wua 4 03C i ) f c i n n f e i 3 n
将外部电源电流与 X R 0 T 15的内部消耗严格地分开。 由于外接三极管是位于反馈 回路中的, 其参数不能在
临界点上, 要求: , 不得低于 45 P. 0P = V。 .V,m=4,p ;
80 0 mW ,
图 2 信号变送器电路图
信号变送器的电压、 电流传递函数为:
1 mA+VN4 / , , =4 , 0R ) (
第 2 卷第 4 5 期增刊
仪 器 仪 表
学 报
20 年 8 04 月
基于 PC单片机实现的船用测温装置 I
( 海军工程大学 电气工程系 武汉 403) 303
杨 宣访 卜乐平
摘要 介绍一种采用 PC单片机作为控制核心的船用温度巡测装置。 I 针对船舱环境条件差、 现场千扰强以及测温距离远等特 点, 采用温度一电流变送技术和有效的线性补偿措施 , 提高温度测量的精度 ; 硬件电路设计采用多种新型元器件及采取严格
A s at i rdcs e k d dv e i ue PC g ci a i ei n pr fr r i t pr bt c t oue a i o ei w c ss S l h s lg t t w s p ea r I n t nw n f c h h I i e p n l e a o a h e n t m - tr dt t g Wi te ev om n cnio ad efl r r c,h t pr ue urn cnet ue e i . t h bd i n et d i n pw r i e ee e te ea r- r t vr r e cn h a n r o t n o u n f n t e m t c e o e
基于ATmega128单片机柴油机运行数据采集系统
0 引言
道、 同步 A D芯片 , / 同时选 用数据传 输 芯片进行 数据传 输。系
统原理 图如图 1所示 。主要设 计思 想为 : t g18的 P 口、 Amea2 A P C口与 A D芯 片的 l / 6位数据 相连 , F口用来 控制 A D的使 P /
能 端 口 ,B P O用 来 扩 展 地 址 线 ,B 控 制 存 储 器 的 使 能 。T D 、 P1 X 1
20 0 8年
仪 表 技 术 与 传 感 器
I tume t Te h i ue a d S ns r nsr n c nq n e o
2 O o8
No 9 .
第 9期
基 于 AT g1 8单 片 机 柴油 机 运 行 数 据 采集 系统 mea2
李立天 黄伟成 李 , ,
Ab ta t Ai d a h e n fo -ie mo i r g a l d a n ssa d t e a t a h rc e sis t i a e o f me e sr c : me tt e d ma d o n l n ti ,f ut i o i n h cu l a a tr t ,h sp p rc n r d t n on g c i c i h
(. hn a gD s et nE up n o , t , h n a g10 0 C ia2 Sh o f eh ncl 1 S ey n T I pci q ime t . L d S e y n 104, hn ;. c o l c a ia n o C oM
E gneig& Auo t n NotesenU iesy, h n a g10 0 , hn ) n iern tma o , rhatr nvri S e y n 10 4 C ia i t
单片机课程设计8路数据采集
嘉应学院电子信息工程学院<单片机原理课程设计报告>8通道精密模拟量数据采集器指导老师专业自动化班级0 8 2 班姓名同组人同组人座号 1 7 号学号摘要数据采集,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。
数据采集技术广泛引用在各个领域。
它是指从传感器和其它待测设备等模拟和数字被测单元中自动采集信息的过程。
本数据采集设计是一种基于单片机的数据采集系统,采用MAX308多路选择开关,可以采集八通道的模拟量,A/D转换器ICL7109的数据输出形式为12为二进制码,且与微处理器有良好的兼容特性,所以可以与89C51单片机直接相连。
ICL7109所需的基准电压由ICL7660供给,采集的数据经过单片机的简单处理,通过与计算机的连接在串口调试助手中直接显示。
本设计称为8通道精密模拟量数据采集器,可以采集8路模拟量,并且采用杜邦线接线模式,方便加在其他设备中使用,8路模拟信号输入也留有接线端子,可以任意选择一路或多路进行采集、监控。
本设计制作简单,体积小,携带方便,并可以直接附加在其他设备上,用途广泛。
目录摘要 (2)1 设计目的 (4)2 设计任务 (4)3.设计方案 (4)4.数据采集器的电路设计 (5)4.1 电源电路的设计 (5)4.2数据输入电路设计 (5)4.3 ICL7109与89C51单片机的硬件接口设计 (6)4.3.1 ICL7109的内部结构与芯片引脚功能 (7)4.4单片机转串口与计算机通信设计 (10)4.6整体电路 (11)4.6.1 整体电路原理图 (12)4.6整体电路PCB图 (13)5. 软件调试 (16)5.1 程序流程图 (16)5.2 程序清单 (16)6. 电路的装配与调试过程 (17)6.1电路焊接 (17)6.2调试过程 (17)7收获、体会和建议 (18)致谢 (18)参考文献 (18)附录元件清单 (19)1设计目的1.使学生在学完了《单片机原理与接口技术》课程的基本理论,基本知识后,能够综合运用所学理论知识、拓宽知识面,系统地进行电子电路的工程实践训练,锻炼动手能力,培养工程师的基本技能,提高分析问题和解决问题的能力。
《2024年基于单片机和LabVIEW的多路数据采集系统设计》范文
《基于单片机和LabVIEW的多路数据采集系统设计》篇一一、引言在现代化工业和科技应用中,数据采集扮演着举足轻重的角色。
为了满足多路数据的高效、准确采集需求,本文提出了一种基于单片机和LabVIEW的多路数据采集系统设计。
该系统设计旨在实现多通道、高精度的数据采集,为工业自动化、科研实验等领域提供可靠的解决方案。
二、系统设计概述本系统设计以单片机为核心控制器,结合LabVIEW软件进行数据采集、处理和显示。
系统采用模块化设计,包括数据采集模块、数据处理模块、数据传输模块以及LabVIEW上位机显示模块。
通过各模块的协同工作,实现多路数据的实时采集和监控。
三、硬件设计1. 单片机选型及配置系统采用高性能单片机作为核心控制器,具有高速运算、低功耗等特点。
单片机配置包括时钟电路、复位电路、存储器等,以满足系统运行需求。
2. 数据采集模块设计数据采集模块负责从传感器中获取数据。
本系统采用多路复用技术,实现多个传感器数据的并行采集。
同时,采用高精度ADC(模数转换器)对传感器数据进行转换,以保证数据精度。
3. 数据传输模块设计数据传输模块负责将采集到的数据传输至单片机。
本系统采用串口通信或SPI通信等方式进行数据传输,以保证数据传输的稳定性和实时性。
四、软件设计1. 单片机程序设计单片机程序采用C语言编写,实现对传感器数据的采集、处理和传输等功能。
程序采用中断方式接收数据,避免因主程序繁忙而导致的漏采现象。
2. LabVIEW上位机程序设计LabVIEW是一种基于图形化编程的语言,适用于数据采集系统的上位机程序设计。
本系统采用LabVIEW编写上位机程序,实现对数据的实时显示、存储和分析等功能。
同时,LabVIEW程序还具有友好的人机交互界面,方便用户进行操作和监控。
五、系统实现及测试1. 系统实现根据硬件和软件设计,完成多路数据采集系统的搭建和调试。
通过实际测试,验证系统的稳定性和可靠性。
2. 系统测试对系统进行实际测试,包括多路数据采集的准确性、实时性以及系统的稳定性等方面。
基于单片机的简单数字采集系统设计
I
基于单片机的简单ห้องสมุดไป่ตู้字采集系统设计
A Simple Digital Acquisition System Design Based On MCU Abstract
Data Acquisition System referred to DAS (Data Acquisition System), refers to the temperature, pressure, flow, displacement, such as simulation of a collection, quantitative converted into digital, so as to provide computer storage, processing, display or print device. Digital Acquisition System Acquisition System is the most common type, with the rapid development of SCM technology, the object through the MCU control has increasingly become an important future development direction. The key is to complete the design of specific signals (such as temperature, flow, etc.) simulation of the collection, processing and display.
《2024年基于单片机和LabVIEW的多路数据采集系统设计》范文
《基于单片机和LabVIEW的多路数据采集系统设计》篇一一、引言随着工业自动化、物联网及智能家居等领域的快速发展,对多路数据采集系统的需求愈发强烈。
多路数据采集系统能够实时、准确地收集并处理各种传感器数据,为后续的控制系统、数据分析及决策提供重要依据。
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,旨在提高数据采集的效率与准确性。
二、系统设计概述本系统设计以单片机作为核心控制器,采用LabVIEW软件进行上位机界面开发及数据处理。
系统具有多路数据采集、实时传输、数据处理及存储等功能,可广泛应用于工业、农业、环保、医疗等领域。
三、硬件设计1. 单片机选择:选用高性能、低功耗的单片机作为核心控制器,负责数据采集、处理及传输等任务。
2. 数据采集模块:根据实际需求,设计多种类型的数据采集模块,如温度、湿度、压力、光强等传感器接口电路。
3. 通信接口:系统采用通用的通信接口,如RS232、RS485等,实现与上位机的数据传输。
4. 电源模块:为整个系统提供稳定的电源供应,保证系统正常运行。
四、软件设计1. LabVIEW界面开发:采用LabVIEW软件进行上位机界面开发,实现数据的实时显示、存储及回放等功能。
2. 数据处理:在LabVIEW中编写数据处理程序,对采集到的数据进行滤波、转换、存储等处理。
3. 通信协议:制定通信协议,实现单片机与上位机之间的数据传输。
4. 系统控制:通过单片机程序实现系统的控制逻辑,如数据采集、传输及处理等。
五、系统实现1. 数据采集:单片机通过数据采集模块实时采集各种传感器数据。
2. 数据传输:单片机将采集到的数据通过通信接口发送至上位机。
3. 数据处理与存储:在LabVIEW中实现数据的处理、存储及回放等功能。
4. 系统监控与控制:通过LabVIEW界面实现系统的实时监控与控制,如参数设置、阈值报警等。
六、系统优势1. 高效率:基于单片机的硬件设计,具有较高的数据处理能力及实时性。
基于ATmega128单片机的多功能数据采集系统
种 基 于 CAN 的 开 放 的 现 场 总 线 标 准 。
D vcN t 一 个 开 放 性 的 协 议 ,D vcN t ei e是 e e i e 协 e
A me a 2 L为基 于 A IC结 构 的 8 t g 18 VR R S 位 议 设 计 简 单 ,实现 成本 较 为 低 廉 ,但 对 于 采 用
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设计思路
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基于A m g 18 T e a 单片机的多功能数据采集系统 2
Mut u c in l a a Ac usto y t m a e n AT g 2 lf n to a t q ii n S s e B s d o me a MCU i D i l8
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(完整版)基于单片机的模拟量数据采集系统设计本科毕业设计
基于单片机的模拟量数据采集系统设计摘要随着计算机技术的飞速发展和普及,数据采集系统也得到了广泛的应用。
微机在通用自动化、信息处理、信息系统等方面得到广泛的应用。
在冶金、化工、医疗等应用场合,需要对很多信号进行采集,预处理,暂存和对上位机的传输。
再由上位机对数据进行分析处理。
本文设计的模拟量采集系统采用上位机、下位机通信方式运行。
由上位机实现对下位机的控制和数据采集的显示,下位机实现模拟量的采集过程。
下位机硬件设计采用AT89C52单片机为控制核心,采用ADC0808将模拟量进行转化为数字量进行采集,完成了模拟量采集系统的硬件设计。
采用RS-232进行串口通信。
结果证明,该设计方法可行,实现了离散量采集系统的自动化,克服了传统数据采集的弊端,应用具有良好的前景和使用价值。
关键词:模拟量采集系统;单片机;通信AbstractAlong with the rapid development of computer technology and popularization, data acquisition system is also widely application. Microcomputer is widely applied in general automation, information processing and information system etc . Signal acquisition, pretreatment, temporary and PC transmission is needed by metallurgy, chemical, medical care and other applications。
The design is a discrete variables acquisition system with upper and lower operating mode. The PC machine controls the lower machine and display the date, and the lower machine realizes data collection. Hardware design of digital machines AT89C52 single-chip design Used for RS-232 serial communication, you can relay through the computer to control the realization of the bright lights out billiards control and manual control switch can monitor. The results proved that the design method is feasible to achieve a billiards automated agency management system to overcome the drawbacks of traditional management methods, the application system; communication目录1 绪论 (1)1.1 课题背景 (3)1.2 课题相关技术 (4)1.3 课题任务及要求 (9)1.4 课题内容及安排 (10)2 系统方案设计 (12)2.1 方案设计原则 (12)2.2 方案设计 (13)3 系统硬件设计与设备选型 (15)3.1 单片机模块 (15)3. 1.1 AT89C52介绍 (16)3.1.2 单片机最小系统 (27)3.2 AD转换模块 (30)3.2.1 AD转换 (30)3.2.2 ADC0808介绍 (30)3.3 输入模块 (35)3.4 串口模块 (36)3.5 电源模块 (41)3.6 设备选型 (43)4 系统软件设计与实现 (44)4.1 软件编程介绍 (45)4.2 系统软件方案设计 (48)4.2.1上位机设计部分 (48)4.2.2 下位机设计部分 (50)5 系统集成与调试 (51)5.1 Keil软件开发平台介绍 (51)5.2 调试分析 (52)5.3 调试步骤 (53)5.4 故障调试及解决方式 (54)5.5 联调结果 (55)结论 (56)社会经济效益分析 (57)参考文献 (59)致谢 (62)附录Ⅰ原理图 (64)附录Ⅱ元器件清单 (65)附录Ⅲ程序清单 (66)1 绪论目前单片机渗透到我们生活的各个领域,几乎很难找到哪个领域没有单片机的踪迹。
基于ATmega88的远程数据采集系统的设计
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性,最终达到了设计要求。
关键词:数据采集,ATmega88,AT45db041b
中图分类号:TP335
文献标识码:A
1. 引言
在一些工作中由于条件的限制,使得采集的数据获取比较困难。如在煤矿,油田或是一 些需要长距离采集传输数据的工作中,要把数据通过较长距离的传输送到接收装置,同时要 有较低的误码率和时效性,因此远程数据采集技术有着广泛的应用前景。本文通过对系统软 硬件部分的设计和实验测试,并通过调试最终实现了远程数据的采集和传输。
//设置波特率
SPI_HostInit(); //初始化串口
ADC_Init();
//初始化 A/D 转换
DF_Init();
//初始化存储器
SEI();
//开中断
} void Timer1_Start(void) //初始化定时器
void timer1_ovf_isr(void) //定时器溢出中断服务
ATmega88 是以 Atmel 的高密度非易失性内存技术生产的。片内 ISP Flash 可以通过 SPI 接口、通用编程器,或引导程序进行多次编程。引导程序可以使用任意接口将应用程序来下 载到应用 Flash 存储区。在更新应用 Flash 存储区时引导程序区的代码继续运行,从而实现 了 FLASH 的 RWW 操作。 通过将 8 位 RISC CPU 与系统内可编程的 Flash 集成在一个芯片 内, ATmega88 为许多嵌入式控制应用提供了灵活而低成本的方案。完全可以满足设计mega88 的远程数据采集系统的设计
基于ATMEGA48的线阵CCD数据采集系统
AD 2 0的采 样 速 度 可 达 1MH ,它 92 0 z 在 采 样 时钟 的上 升 沿 采 样 信 号 ,然 后 经 过 3个时钟 周期输 出数字信 号 。 AD 2 0的采 样 时 钟 C K可 由 M 经 92 L 4分 频 后 获 得 。 3 IO 存 储 、FF FF 存 储 器 芯 片采 用 I 7 0 , IO DT 2 4 字 长 为 9位 , 容量 为 4 9 个 存 储 字 其 06 节 。 IO 存 储 器 的特 点在 于它 有 两 个 FF 端 口:输 入 口和 输 出 口 ,并 按 先 进 先 出 的顺 序 来 存 放 数 据 ,无 需 地 址 发 生
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与 系 统
数 据 的 大 小 来 查表 以获 得 代 表 积 分 时 间 的数 据 ,然 后 将 查 表 所 得 的数 据 写入 t r 相 关 的 寄存 器 从 而 改 变 I G 的周 期 , i l me C
A ME A4 是 A ME T G 8 T L公司生产 的精 简指令 集【单片机 ,工作时可采用 内部时钟 ,并且 4 ] 内部定时器在一定的设置下可在引脚上可产 生 P WM 波形输 出。系统 的基本原理框 图如
图 1 示。 所
1 驱 动 脉 冲 的生 成 以及 积 分 时 间 的 设 定 、 T D10 DG 是 一 款 高 灵 敏 度 、 低 暗 电 C 34
生 C D所需要的驱动脉冲以及控制数据的采集等 。使用先进先出存储器 IT 24 O D 70 解决了高速的 A D转 /
换和慢 速的数据读取 之间的矛盾 。电路简 单,易于 实现 。 关键词 :A M G 4 ;先进 先出存储器 ;线阵 CO T E A8 D;
基于单片机的数据采集系统的设计开题报告.
西安科技大学毕业设计(论文)开题报告题目基于单片机的数据采集控制系统(位移测量)学院机械工程学院专业及班级机械设计制造及其自动化姓名唐志勇指导教师朱华双日期2011 3 20西安科技大学毕业设计(论文)开题报告题目基于单片机的数据采集控制系统(位移测量)选题类型C 一、选题依据(简述国内外研究现状、生产需求状况, 说明选题目的、意义,列出主要参考文献):1.国内外研究现状单片机即单片微控制器单元(Micro-controller Unit),它由微处理器、存储器、I/O接口、定时器/计数器等电路集成在一块芯片上构成。
单片机的面世最早在20世纪70年代初,由美国芯片制造商Inter公司推出,当时还只有4位数据线的产品,可用于计算器、家用电器等产品的开发;到了70年代中后期,各种8位单片机相继问世,如MCS-48系列单片机,其功能已可以满足工业现场控制以及测量用智能仪器仪表设计的需要;80年代以后,正值单片机的高速发展期,高性能的单片机如MCS-51系列8位单片机成为主流,它具有串行通信接口、16位定时器/计数器和多级中断功能,使其在实时控制、人工智能、现场监控、网络通信和高性能测量仪器等诸多方面得到广泛的应用。
随着单片机的发展,单片机具有以下特点:1、体积小、重量轻、性价比高、功耗低;2、由于电路高度集成,带来了高可靠性和较高的抗干扰性;3、丰富的控制指令集和快速的运行速度,可供设计开发人员灵活运用各种逻辑操作,实现实时控制和必要的运算;4、具有的异步串行通信接口适应网络化环境工作。
现代工业生产和科学研究对数据采集的要求日益提高,在瞬态信号测量图像处理等一些高速高精度的测量中,需要进行高速数据采集。
现在通用的高速数据采集卡一般是PCI卡或ISA卡,但存在一下缺点:安装麻烦,价格昂贵;受计算机插槽数量地址中断资源限制,可扩展性差;在一些电磁干扰性强的测试现场,无法专门对其做电磁屏蔽,导致采集的数据失真。
基于ATmega8单片机的红外导盲系统设计
基于ATmega8单片机的红外导盲系统设计作者:黄剑平李昭代来源:《现代电子技术》2013年第13期摘要:为帮助盲人群体更方便地导盲,设计了用单片机控制的红外导盲系统。
以ATmega8单片机为控制核心,选用基于PSD原理的红外测距传感器GP2Y0A02YK0F。
单片机利用ADC端口实时采集测距传感器的模拟输出信号,并对采集到的数据进行滑动平均滤波,以消除噪声干扰。
单片机将得到的距离值与门限值进行比较,并控制语音播报电路发出距离提示信息。
该系统能检测前、左、右3个方向1.5 m内的障碍物信息,抗干扰性强,稳定可靠。
关键词: GP2Y0A02YK0F;导盲;红外测距; ISD4004芯片中图分类号: TN215⁃34 文献标识码: A 文章编号: 1004⁃373X(2013)13⁃0128⁃03 Design of ATmega8⁃based infrared guidance system for the blindHUANG Jian⁃ping, LI Zhao⁃dai(School of Optoelectronic and Communication Engineering, Xiamen University of Technology, Xiamen 361024, China)Abstract: An infrared blind guidance system with single chip microcomputer was designed for helping blind people. The system uses ATmega8 as control core and chooses the ranging infrared sensor GP2Y0A02YK0F based on PSD principle. The singlechip samples the output analog signals from distance measuring sensors through ADC ports, and uses moving average filter to eliminate noise interference. The singlechip compares the distance value to the threshold value, and controls the voice broadcasting circuit to announce the distance reminding messages. The system detects the barriers from three directions including front, left and right within 1.5 meters, and it has strong anti⁃interference and stability.Keywords: GP2Y0A02YK0F; guidance for the blind; infrared distance measurement;ISD4004 chip0 引言盲人在行走引导方面有很大的困难,目前盲人的导盲主要是依靠手杖敲击路面来判断前方是否有可行的路线,这种方法效率不高,且有一定的局限性,无法告知盲人周围障碍物的分布情况和距离[1]。
基于单片机多路信号采集
题目多路数据采集系统
一、设计任务
设计一个八路数据采集系统,主控器能对50米以外的各路数据,通过串行传输线(实验中用1米线代替)进行采集的显示和显示。
具体设计任务是:
(1)现场模拟信号产生器。
(2)八路数据采集器。
(3)主控器。
二、设计要求
1.基本要求
(1)现场模拟信号产生器:自制一正弦波信号发生器,利用可变电阻改变振荡频率,使频率在200Hz~2kHz范围变化,再经频率电压变换后输出相应1~5V直流电压(200Hz
对应1V,2kHz对应5V)。
(2)八路数据采集器:数据采集器第1路输入自制1~5V直流电压,第2~7路分别输入来自直流源的5,4,3,2,1,0V直流电压(各路输入可由分压器产生,不要求精度),第8路备用。
将各路模拟信号分别转换成8位二进制数字信号,再经并/串变换电路,用
串行码送入传输线路。
(3)主控器:主控器通过串行传输线路对各路数据进行采集和显示。
采集方式包括循环采集(即1路、2路……8路、……1路)和选择采集(任选一路)二种方式。
显示
部分能同时显示地址和相应的数据。
2.发挥部分
(1)利用电路补偿或其它方法提高可变电阻值变化与输出直流电压变化的线性关系;
(2)尽可能减少传输线数目;
(3)其它功能的改进(例如:增加传输距离,改善显示功能)。
整个电路只需仿真就可以。
《2024年基于单片机和LabVIEW的多路数据采集系统设计》范文
《基于单片机和LabVIEW的多路数据采集系统设计》篇一一、引言在现代工业和科学研究领域中,数据采集系统的设计与实现已成为一种重要且必要的任务。
通过设计一种基于单片机和LabVIEW的多路数据采集系统,可以有效地对多路数据进行高效、快速且精确的采集。
该系统具有多路并行数据传输和处理能力,以及高度自动化和可扩展的特点,能够满足各种复杂应用场景的需求。
二、系统设计概述本系统设计以单片机作为核心控制器,通过与LabVIEW软件相结合,实现多路数据的实时采集、处理和显示。
系统主要由以下几个部分组成:单片机控制器、多路数据采集模块、数据传输模块、LabVIEW上位机软件等。
三、硬件设计1. 单片机控制器:作为整个系统的核心,单片机控制器负责协调各个模块的工作,并执行上位机软件的指令。
本系统采用高性能的单片机,具有高速处理能力和低功耗的特点。
2. 多路数据采集模块:该模块负责实现对多路数据的实时采集。
通过与各种传感器相连接,实现对温度、湿度、压力、电压等多种数据的采集。
每个数据采集通道都具有一定的滤波和抗干扰能力,以确保数据的准确性。
3. 数据传输模块:该模块负责将单片机控制器处理后的数据传输到上位机软件进行进一步的处理和显示。
本系统采用高速、稳定的通信协议,确保数据的实时传输和可靠性。
四、软件设计1. LabVIEW上位机软件:作为整个系统的控制中心,LabVIEW上位机软件负责实现对单片机的控制、数据的处理和显示。
通过编写各种控制算法和显示界面,实现对多路数据的实时监控和数据处理。
2. 数据处理与算法:在LabVIEW上位机软件中,通过编写各种数据处理算法,实现对数据的滤波、去噪、平滑处理等操作,以提高数据的准确性和可靠性。
同时,通过编写各种分析算法,实现对数据的进一步分析和处理。
3. 用户界面设计:为方便用户使用和操作,本系统设计了友好的用户界面。
用户可以通过界面实现对单片机的控制、数据的查看和处理等操作。
基于Atmega8的频率计原程序
基于Atmega8的频率计原程序+图基于Atmega8单片机的频率计基于Atmega8单片机的频率计前言:Atmega8-是8位AVR单片机,(8-Kbyte self-programming Flash Program Memory, 1-Kbyte SRA M, 512 Byte EEPROM, 6 or 8 Channel 10-bit A/D-converter. Up to 16 MIPS throughput at 1 6 Mhz. 2.7 - 5.5 Volt operation.);Nokia 3310 LCD实验目标频率计是我们经常会用到的实验仪器之一,本实验要使用单片机和计数电路及液晶器件来设计一个宽频的频率计。
期望达到10Hz-1.1G范围的频率精确测量。
实验电路图(初步方案)1) 计数及显示电路:此主题相关图片如下:2)前置放大及分频电路:设计设计测量频率的思路频率的测量实际上就是在1S时间内对信号进行计数,计数值就是信号频率。
用单片机设计频率计通常采用两种办法,1)使用单片机自带的计数器对输入脉冲进行计数,或者测量信号的周期;2)单片机外部使用计数器对脉冲信号进行计数,计数值再由单片机读取。
由于单片机自带计数器输入时钟的频率通常只能是系统时钟频率的几分之一甚至几十分之一,因此采用单片机的计数器直接测量信号频率就受到了很大的限制。
本实验电路采用方式2,使用一片74LS393四位双二进制计数器和Atmega8的T1计数器组成了24位计数器,最大计数值为16777215。
如果输入信号经过MB501分频器进行64分频后再进行测量,则固定1S时基下最高测量频率为1073.741760Mhz。
为了方便得到准确的1秒钟测量闸门信号,我们使用了Atmega8的异步实时时钟功能,采用32.768K hz的晶振由TC2产生1秒钟的定时信号。
测量频率原理:单片机打开测量闸门,即PB1输出高电平,同时TC2定时器启动。
《2024年基于单片机和LabVIEW的多路数据采集系统设计》范文
《基于单片机和LabVIEW的多路数据采集系统设计》篇一一、引言随着科技的发展,多路数据采集系统在工业、医疗、环保等领域的应用越来越广泛。
为了提高数据采集的效率和准确性,本文提出了一种基于单片机和LabVIEW的多路数据采集系统设计。
该系统设计采用单片机作为核心控制器,结合LabVIEW软件进行数据采集、处理和显示,具有高效率、高精度、高可靠性的特点。
二、系统设计1. 硬件设计本系统硬件部分主要包括单片机、多路数据采集模块、通信模块等。
单片机作为核心控制器,负责整个系统的运行和控制。
多路数据采集模块用于采集各种类型的数据,如温度、湿度、压力、电压等。
通信模块用于与上位机进行数据传输。
单片机选用性能稳定、功耗低的型号,以满足系统长时间运行的需求。
多路数据采集模块采用高精度的传感器和信号处理电路,确保数据的准确性和可靠性。
通信模块采用稳定的通信协议,保证数据传输的稳定性和可靠性。
2. 软件设计本系统软件部分采用LabVIEW进行开发。
LabVIEW是一种基于图形化编程的语言,具有直观、易学、易用的特点。
通过LabVIEW,可以方便地实现数据的采集、处理、显示和存储等功能。
在软件设计中,首先需要建立与单片机的通信连接,实现数据的实时传输。
然后,通过LabVIEW的图形化界面,实现数据的实时显示和存储。
此外,还可以通过LabVIEW的编程功能,实现数据的处理和分析,为后续的决策提供支持。
三、系统实现1. 数据采集系统通过多路数据采集模块采集各种类型的数据。
在数据采集过程中,单片机通过通信模块与上位机进行数据传输,实现数据的实时传输和存储。
同时,单片机还可以根据需要对数据进行预处理,如滤波、放大等,以提高数据的准确性和可靠性。
2. 数据处理通过LabVIEW的编程功能,可以对采集到的数据进行处理和分析。
例如,可以通过信号处理算法对数据进行去噪、滤波等处理,提高数据的信噪比;还可以通过数据分析算法对数据进行统计分析、趋势预测等,为后续的决策提供支持。
毕业设计(论文)基于atmega8单片机的gps定位系统设计
基于ATMEGA8单片机的GPS定位系统设计摘要本文主要是研究利用ATMEGA8单片机提取GPS卫星接收芯片(SDC Inc)接收到的数据,然后再把数据用软件滤波,并在LCD上显示经纬度等信息,以实现系统的功能。
由于GPS定位数据中存在着影响定位精度的随机误差,文中对接收机的位置误差建立了线性卡尔曼滤波模型,并利用观测数据对GPS定位数据的自适应卡尔曼滤波算法进行了仿真,结果表明滤波后定位精度得到了提高。
关键词: GPS, AVR单片机,卡尔曼滤波AbstractThis article is extracted using ATMEGA8 SCM GPS satellite receiver chip (SDC Inc) to receive the data, and then the data filtering software and LCD display latitude and longitude and other information in order to achieve the function of the system. As GPS positioning data in a positioning accuracy of the impact of random error, the text of the receiver's position error to establish a linear model Kalman filtering and use of data on the GPS positioning data adaptive Kalman filter the simulation results After that filter positioning accuracy has been enhanced.Key words:GPS, AVR microcontroller, Kalman filter目录1 绪论 (1)1.1课题的提出目的及意义 (1)1.2国内外研究与应用现状 (2)1.3论文构成及研究内容 (4)2 GPS工作原理及组成 (4)2.1GPS工作原理 (4)2.2GPS系统的组成 (7)2.3GPS接收机 (9)2.4GPS信号结构与数据采集 (9)3 硬件电路设计与实现 (12)3.1系统硬件框图 (12)3.2硬件电路的组成 (12)3.2.1 GPS接口电路 (12)3.2.2 复位电路设计 (13)3.2.3 串口电路 (14)3.2.4 LCD液晶显示电路 (15)4系统软件设计与实现 (18)4.1系统软件设计概述 (18)4.2GPS数据采集与处理的实现 (20)4.2.1GPS数据格式 (20)4.2.2系统串口设计 (20)4.3滤波算法的实现 (21)4.4LCD显示任务 (23)5系统实验测试及定位精度分析 (24)5.1实验方案 (24)5.2实验结果分析与讨论 (24)结论 (25)参考文献 (26)致谢 (29)附录 (30)1 绪论1.1课题的提出目的及意义随着国民经济的迅猛发展及社会信息化的空前提高,因为GPS技术和全天候、高精度和自动测量功能先进的测量工具和新的生产力,已经集成到国家经济建设、国防建设和社会发展的各种应用程序。
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第07卷 第10期 中 国 水 运 Vol.7 No.10 2007年 10月 China Water Transport October 2007
收稿日期:2007-7-2
作者简介:卜汉鼎 男(1981—) 杭州电子科技大学 智能控制与机器人研究所 (310018) 研究方向:控制理论与控制工程
基于单片机ATmega8与ADS1244的数据采集
卜汉鼎
摘 要:本文介绍一种基于ATmega8与ADS1244的数据采集系统。
内容包括单片机ATmega8和ADS1244的特点,并详细阐述了数据采集系统中ATmega8和ADS1244的接口技术,包括硬件和软件技术。
关键词:ATmega8 AD1244 数据采集
中图分类号:TP274+
.2 文献标识码:A 文章编号:1006-7973(2007)10-0167-02 一、引言
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。
相应的系统称为数据采集系统。
数据采集系统均要将模拟量转化为数字量,常用的方法就是在系统中采用A/D 转换芯片进行专门处理。
本文以AVR 单片机ATmega8与模拟转换芯片ADS1244为核心组成的数据采集系统适用于采集信号缓变但精度要求很高的场合。
二、ATmega8与ADS1244简介
1.ATmega8是一款采用低功耗CMOS 工艺生产的基于AVR RISC 结构的8位单片机,采用先进的RISC 精简指令集结构,具有32个通用工作寄存器,运行速度可以达到接近1MIPS/MHz;片内集成了较大容量的非易失性程序和数据存储器以及工作存储器,支持可在线编程(ISP)和可在应用自编程(IAP);丰富的外部接口性能;特殊的微控制器性能, 宽工作电压。
其主要特点如下:8K 字节的系统内可编程Flash(具有同时读写的能力,即RWW),512字节EEPROM,1K 字节SRAM,32个通用I/O 口线,32个通用工作寄存器,三个具有比较模式的灵活的定时器/计数器(T/C),片内/外中断,可编程串行USART,面向字节的两线串行接口,10位6路(8路为TQFP 与MLF 装)ADC,具有片内振荡器的可编程看门狗定时器,一个SPI 串行端口,以及五种可以通过软件进行选择的省电模式。
工作于空闲模式时CPU 停止工作,而SRAM、T/C、SPI 端口以及中断系统继续工作;掉电模式时晶体振荡器停止振荡,所有功能除了中断和硬件复位之外都停止工作;在省电模式下,异步定时器继续运行,允许用户保持一个时间基准,而其余功能模块处于休眠状态;ADC 噪声抑制模式时终止CPU 和除了异步定时器与ADC 以外所有I/O 模块的工作,以降低ADC 转换时的开关噪声;Standby 模式下只有晶体或谐振振荡器运行,其余功能模块处于休眠状态,使得器件只消耗极少的电流,同时具有快速启动能力。
本芯片是以Atmel 高密度非易失性存储器技术生产的。
片内ISP Flash 允许程序存储器通过ISP 串行接口,或者通用编程器进行编程,也可以通过运行于AVR 内核之中的引导程序进行编程。
引导程序可以使用任意接口将应用程序下载到应用Flash 存储区(Application Flash Memory)。
在更新应用Flash 存储区时引导Flash 区(Boot Flash Memory)的程序继续运行,实现了RWW 操作。
通过将8位RISC CPU 与系统内可编程的Flash 集成在一个芯片内,ATmega8成为一个功能强大的单片机,为许多嵌入式控制应用提供了灵活而低成本的解决方案。
ATmega8还具有一整套的编程与系统开发工具,包括:C 语言编译器、宏汇编、程序调试器/软件仿真器、仿真器及评估板。
AVR 单片机的系统结构图如图1所示。
图1 AVR 单片机的系统结构图
2.ADS1244是美国TI 公司分布的24位∆−Σ数模转换器。
它是一款高性能、低功耗芯片,采用MSOP-10封装,适合用于高分辨率测量,特别适用于小体积、低功耗的系统。
∆−Σ调制器和数字滤波器是该转换器的基础,模拟调制器为
正负5V 的差分输入范围。
数字滤波器在一个周期内滤除
168 中 国 水 运 第07卷 50Hz 和60Hz 信号,本芯片的典型时钟频率是2.4576MHz,在此频率下每秒钟能完成15次采集和数据输出。
一个简单两线串行接口提供对该芯片所有的控制,通过几个简单的串行脉冲就可以进行数据读取、字校准以及进入睡眠方式。
单次转换时,ADS1244能被关断(睡眠方式),减少了测量空闲时的功耗。
将多片ADS1244连接在一起,可以形成一个同步的多通道测量系统。
ADS1244调制器测量的差分输入信号VIN=AINP-AINN,与差分参考电压信号VREF=VREFP -VREFN 相对应,满量程测量范围为正负2VREF。
它可以测量差分信号,也可以测量单极性信号,测量单极性信号时,信号从引脚AINP 接入,同时将引脚AINN 接地,但这时只使用了器件一半的量程,只能产生正数字码。
芯片最大转换值不能超过AVDD 值,因此为了芯片的正确使用,必须保证参考电压VREF 小于AVDD 的一半。
ADS1244是以二进制补码格式输出24位转换数据的, 它的精度是
23
21
2
VREF −,输入正满量程时输出代码
7FFFFFH,输入负满量程时输出代码800000H。
可以通过
对引脚/DRDY DOUT 和引脚SCLK 的控制来完成数据采集与数据转换后的输出。
当/DRDY DOUT 引脚低电平时表示一个新的数据已经准备好,等到SCLK 第一个上升到来时,开始从该引脚输出转换数据,每个SCLK 上升沿输出一位数据,且数据输出是以最高位开始依次输出的。
用24个脉冲接受完测量数据后,紧接着的下一个脉冲使/DOUT 变高电平,等待下一次转换。
ADS1244结构如图2所示。
AINP DOUT
图2 ADS1244结构图
三、ATmega8与ADS1244数据采集系统的硬件与软件设计
图3是ADS1244与ATmega8数据采集系统的实际应用电路。
如图所示,本系统是单极性信号数据采集,采集信号从ADS1244芯片的AINP 引脚输入同时把AINN 引脚接地,采集到的模拟信号经过AD 数模转换产生的数字信号由ADS1244上的/DRDY DOUT 引脚输出到单片机ATmega8中。
其差分参考电压信号VREF(VREF=VREFP-VREFN)取典型值2.5V,通过一个以稳压通用降压-升压型充电泵LTC3240芯片为核心的电路提供给VREFP 引脚+2.5V 信号且VREFN 引脚接地来实现。
采集数据输入到单片机后由单片机串口经MAX232芯片电平转换后送到上位机的串口,上位机根据采集的数据进行相应的处理。
具体的电路设计可以看图3。
根据数据采集系统的硬件设计,软件流程框图如下:
图3 硬件电路
图4 软件流程图
四、结束语
本系统采用AVR 系列单片机ATmega8作为控制核心,可利用ANSI C 语言编程,使得数据采集系统编程容易且可移植性高,大大缩短开发周期。
经实践证实:该模块可靠性好、采样精度高、接口简单,有一定实用价值。
参考文献
[1] 马潮,耿德根,詹卫前. ATmega8原理及应用手册[M]. 清
华大学出版社,2003.3
[2] 沈文,Eagle lee,詹卫前. AVR 单片机C 语言开发入门指
导[M]. 清华大学出版社,2003.5
Abstract: This paper introduces a data acquisition system which is based on the SCM ATmega8 and ADS1224.It includes the features of the SCM ATmega8 and ADS1224, also it elaborates the interface technology of ADS1224 and the SCM ATmega8 in the data acquisition system. It involves the technology of hardware and software.
Keywords: ATmega8, AD1244, Data acquisition。