单片机数据采集系统
单片机的数据采集
单片机的数据采集在当今科技飞速发展的时代，单片机作为一种重要的嵌入式系统，在各个领域都发挥着关键作用。
其中，数据采集是单片机应用中的一个重要环节，它能够将外界的物理量转化为数字信号，为后续的处理和控制提供基础。
什么是单片机的数据采集呢？简单来说，就是利用单片机的功能，通过各种传感器或输入设备，获取我们所需要的信息，比如温度、湿度、压力、光照强度等等。
这些信息在经过单片机的处理后，可以被用于监测、控制或者分析等多种用途。
要实现单片机的数据采集，首先得有合适的传感器。
传感器就像是单片机的“眼睛”和“耳朵”，负责感知外界的物理量。
常见的传感器有温度传感器、湿度传感器、压力传感器、光线传感器等等。
以温度传感器为例，它能够将温度的变化转化为电信号，然后传输给单片机。
单片机在接收到传感器传来的信号后，还不能直接使用，因为这些信号往往是模拟信号，而单片机处理的是数字信号。
所以这时候就需要一个重要的环节——模数转换（A/D 转换）。
A/D 转换器能够将模拟信号转换成单片机能够处理的数字信号。
在进行数据采集时，还需要考虑采集的精度和速度。
精度决定了采集到的数据的准确性，速度则影响着系统的实时性。
比如在一些对温度控制要求非常精确的场合，就需要选择高精度的温度传感器和高性能的 A/D 转换器。
而在一些需要快速响应的系统中，比如工业自动化生产线，数据采集的速度就显得尤为重要。
为了保证数据采集的可靠性，还需要进行一些误差处理和校准工作。
由于传感器本身的特性、外界环境的干扰等因素，采集到的数据可能会存在一定的误差。
这时候就需要通过软件或者硬件的方式进行误差补偿和校准，以提高数据的准确性。
另外，数据采集的方式也有多种。
常见的有定时采集、中断采集和查询采集等。
定时采集就是按照固定的时间间隔进行数据采集；中断采集则是在传感器的信号发生变化时，通过中断的方式通知单片机进行采集；查询采集则是单片机不断地查询传感器的状态，当有数据变化时进行采集。
基于STM32F103单片机的数据采集系统设计
基于STM32F103单片机的数据采集系统设计本文。
在现代科技快速发展的时代背景下，数据采集系统作为信息获取的重要手段之一，已经成为各行业必备的工具之一。
STM32F103单片机作为一款性能稳定、功能强大的微控制器，被广泛应用于各种数据采集系统中。
本文将以STM32F103单片机为基础，探讨其在数据采集系统中的设计原理、实现方法以及应用案例，旨在为同行业研究者提供参考和借鉴。
一、STM32F103单片机概述STM32F103单片机是意法半导体公司推出的一款32位MCU，采用ARM Cortex-M3内核，工作频率高达72MHz，具有高性能、低功耗、丰富的外设接口等特点。
在各种嵌入式系统中，STM32F103单片机的应用十分广泛，特别适用于需要较高计算性能和功耗要求低的场景。
二、数据采集系统概述数据采集系统是一种用于采集、处理和传输数据的系统，通常由传感器、数据采集设备、数据处理单元和通信模块等组成。
在工业控制、环境监测、医疗诊断等领域，数据采集系统扮演着重要角色，能够实时监测各种参数并进行数据分析，为决策提供数据支持。
三、STM32F103单片机在数据采集系统中的应用1. 数据采集系统设计原理数据采集系统的设计原理包括数据采集、数据处理和数据传输等环节。
在STM32F103单片机中，可以通过外设接口如ADC、UART等模块实现数据的采集和传输，通过中断和定时器等功能实现数据的处理和分析，从而构建完整的数据采集系统。
2. 数据采集系统实现方法基于STM32F103单片机的数据采集系统的实现方法主要包括硬件设计和软件编程两个方面。
在硬件设计方面，需要根据具体需求选择合适的传感器和外设接口，设计电路连接和布局；在软件编程方面，需要利用STM32CubeMX等工具进行初始化配置，编写相应的驱动程序和应用程序，实现数据的采集、处理和传输。
3. 数据采集系统应用案例以环境监测系统为例，我们可以利用STM32F103单片机搭建一个实时监测空气质量的数据采集系统。
课设之基于单片机的数据采集系统设计
课设之基于单片机的数据采集系统设计随着科技的飞速发展，数据采集系统也在逐渐普及。
而基于单片机的数据采集系统设计，是一种简单、可靠、成本低的方案。
一、系统概述数据采集系统是通过采集各种物理量（如温度、湿度、压力等）的信号，将其转换成数字信号，并进行处理和存储，从而实现对物理量的监测、控制和分析。
基于单片机的数据采集系统，是利用单片机的时序控制、数字转换和通信等功能，对物理量进行采集和处理的系统。
二、系统组成基于单片机的数据采集系统主要由传感器、信号调理电路、单片机、存储器和通信模块等组成。
其中：1.传感器：根据需要采集的物理量不同，可以选择多种类型传感器，如温度传感器、湿度传感器、气压传感器等。
2.信号调理电路：对传感器输出的信号进行放大、滤波、线性化等处理，使其符合单片机的输入要求。
3.单片机：选用低功耗、高集成度、性能稳定的单片机，进行数据采集和处理，并实现控制和通信等功能。
4.存储器：将采集到的数据进行存储，以便后期分析和处理。
5.通信模块：将采集到的数据通过串口、CAN、以太网等方式发送到远程计算机或其它设备，并实现数据交互和共享。
三、系统设计在设计基于单片机的数据采集系统时，需要进行如下步骤：1.选择合适的单片机：比较常用的单片机有STC、AVR、PIC、ARM 等，需根据具体需要进行选型。
2.设计信号调理电路：选择合适的电路元件（如运放、滤波电容、电阻等），进行电路设计和仿真，需要考虑到信号质量、成本和体积等因素。
3.编写单片机程序：根据需要，编写适合的程序，实现对信号的采集、处理、存储和通信等功能。
4.调试和测试：对完成的数据采集系统进行调试和测试，查看系统的稳定性、精度和响应时间等指标是否达到要求。
四、应用案例基于单片机的数据采集系统，广泛应用于自动化控制、实验室测量、环境监测和智能家居等领域，如温度、湿度、光照、气压和土壤含水量等的监测等。
例如，在环境监测中，基于单片机的数据采集系统可以采集空气质量、气压、温度、湿度等多项指标数据，通过数据分析和处理，提供科学依据和决策支持，实现环境保护和生态安全等目标。
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。
单片机控制的数据采集系统
八 ◆ 路 ● Ａ Ｄ ／
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系列单 片机 ， ８３ 是前些年在我 国最流行的单 片机 ， 而 ０１ 所以很多 场合会看到 ８３ ０ １的名称 。
维普资讯
２０ 年（ ３ 卷） ３ ０６ 第 ５ 第 期
弦 是披 求
单 片 机 控 制 的 数 据 采 集 系 统
冯 旭
（ 贵州大学 电气工程学院， 州 贵阳 ５Ｏｏ ） 贵 ５０３
对信息资源的采集是人们获取资源的一种非常必要 和重要 擅耍 ： 随着科学技术的发展 与普及 ， 数字设备 正越 来越 多地 的方式 ， 本设计的重要作用是实现数据采集 ， 这个功能的实现是 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 利用了 ＡＤ转换 ， ／ 变成数字信号 ， 由单片机处理 ， 然后根据设定 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 达到预定的 目的。整个 过程 主要是利用 信 息是 以连 续 变化 的 物 理 量 形 式 出现 的 ， 如 温 度 、 力 、 移 、 例 压 位 的算法控 制执行装置 ， Ｄ ００ 模数转换器将模拟信号变换成数字信 号 ， 通过 速度等。要将这些信息送入 计算机进行处理 ， 必须先将这 些连 Ａ Ｃ ８９ 就 Ｓ ５１ ８ ３ ） 在数码管上显示 ， 并且 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 ＭＣ 一 （ ０ １单片机编程控制其 转换 ， 将转换后 的数字量通过 Ｄ Ｃ ８ ０ Ａ ０ ３ 转换成模拟量输 出， 实现 了数 就是数据采集。 关■啊 ： 数据采集 ＭＣＳ ５１ 单片机 软件设计 一 据采集 ， 软件和硬件的完美结合 。
单片机 数据采集系统 实验报告
单片机数据采集系统实验报告1、被测量温度范围：0-120℃，温度分辨率为0.5℃。
2、被测温度点：2个，每5秒测量一次。
3、显示器要求：通道号2位，温度4位（精度到小数点后一位）。
显示方式为定点显示和轮流显示。
4、键盘要求：（1）定点显示设定；（2）轮流显示设定；（3）其他功能键。
设计内容：1、单片机及电源模块设计：单片机可选用AT89S51及其兼容系列，电源模块可以选用7805等稳压组件，本机输入电压范围9-12v。
2、存储器设计：扩展串行I2C存储器AT24C02。
要求：AT24C02的SCK接P3.2AT24C02的SDA接P3.42、传感器及信号转换电路：温度传感器可以选用PTC热敏电阻，信号转换电路将PTC输出阻值转换为0-5V。
3、A/D转换器设计：A/D选用ADC0832。
要求：ADC0832的CS端接P3.5ADC0832的DI端接P3.6ADC0832的DO端接P3.7ADC0832的CLK端接P2.14、显示器设计：6位共阳极LED显示器，段选（a-h）由P0口控制，位选由P2.2-P2.7控制。
数码管由2N5401驱动。
5、键盘电路设计：6个按键，P2.2-P2.7接6个按键，P3.4接公共端，采用动态扫描方式检测键盘。
6、系统软件设计：系统初始化模块，键盘扫描模块，数据采集模块，标度变换模块、显示模块等。
设计报告要求：设计报告应按以下格式书写：（1）封面；（2）设计任务书；（3）目录；（4）正文；（5）参考文献。
其中正文应包含以下内容：（1）系统总体功能及技术指标描述；（2）各模块电路原理描述；（3）系统各部分电路图及总体电路图（用PROTEL绘制）；（4）软件流程图及软件清单；（5）设计总结及体会。
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。
基于STM32F103单片机的数据采集系统设计
基于STM32F103单片机的数据采集系统设计摘要本文设计了一个基于STM32F103单片机的数据采集系统，该系统可以采集并存储来自传感器的各种类型的数据，并将其通过串口传输给上位机进行进一步的处理和分析。
在系统设计过程中，我们使用了C 语言作为主要的开发语言，并使用了开发工具Keil uVision5进行开发和调试。
使用硬件电路实现传感器接口，可以自适应支持多种传感器，如温湿度传感器，光照传感器等。
通过实际测试，本系统能够稳定地采集数据，并提供高效的数据传输速度和数据处理能力。
关键词：STM32F103、数据采集、传感器接口、串口传输AbstractThis article designs a data acquisition system based on STM32F103 microcontroller, which can collect and store various types of data from sensors, and transmit them to the upper computer for further processing and analysis through serial port. In the process of system design, we use C language as the main development language and use Keil uVision5 as the development and debugging tool. Using hardware circuits to implement sensor interfaces, it can adaptively support multiple sensors such as temperature and humidity sensors, light sensors, etc. Through actual testing, this system can stably collect data and provide high-speed data transmission and processing capabilities.Keywords: STM32F103, data acquisition, sensor interface, serial transmission1.引言随着传感器技术的不断发展，越来越多的数据采集应用得到了广泛的应用。
浅谈基于单片机的数据采集系统
科 技论坛 【Ｉ
浅谈基于单片机 的数据 采集系统
彭 文广 张 秀 红
（ 、 药集 团有 限公 司 ， 龙 江 哈 尔滨 １０ ０ ２ 哈 药 集 团 中药 二 厂， 江 哈 尔滨 １０ １ ） １哈 黑 ５ ００ 、 黑龙 ５０ ０
摘 要： 随着科学技 术的发展， 数据采集技 术被普遍认 为是现代科学研 究和技 术发展的一个重要课题 ， 它在工业测控以及试验 室研究方面的应 用非常广泛。一方面， 数据采集 系统向着高精度、 高速度 、 稳定可靠和集成化的方向发展 ； 另一方面， 数据采集系统也向着实时系统方向发展 ， 特别是 逻 辑 和 时序 要 求 比较 高的 系统 。 文设 计 了一 款 基 于 串 口的数 据 采 集 系统 ， 本 包括 上 位机 软 件 与 下住 机 的 硬 件 电路 。 适 用 于 中小规 模 的 数据 采 集 任 其
务 与后 期 的 数据 处 理 。 关 键 词 ： 据 采 集 系统 ： 通 信 ： 片机 数 串行 单
２ ／ ． Ａ Ｄ转换 电路 ２ 数据采 集系统 中的通 讯方式 一般 采用 串 【的 Ｊ ． 表 １ 串 口线 的信 号 内容 方式， 它也是目前已经应用的最普遍的通信方式． ． 模 数转 换 ＡＤ ０ ０ ，一个 ８ Ｃ８４ 位 １ 数据采集系统中的发展趋势 全 ＭＯ Ｓ中速 ＡＤ 转 换器 、它是 逐次 ／ １ 国外发展趋 势 ． １ 逼近式 ＡＤ 转换 器 ， 以和单 片机直 ／ 可 串行接 口技术在国外已经得到 ｒＪ泛的应 接连接， ‘ 单通道输入。 需要注意的是， 用 ，在 工业 自动化 方面也是 应用最早 的通讯 方式 ， ＡＤ ０ ０ 工作时必须有工作时钟 ， Ｃ８４ １： 串行通信是一种把二进制数据按位传送的通信 方 作 时 钟 可 以直 接 在 Ｃ Ｋ Ｎ 与 Ｃ Ｋ ＬＩ ＬＲ 式 ， 以它所需 要的传 输线 条数 极少 ， 别适 用于 两 支引脚 外接 Ｒ 所 特 Ｃ电路 产生 频率 。 分级、 分层和分布式数据采集系统以及远程通信。 Ａ Ｃ ８４存 Ｃ ＫＩ Ｃ Ｋ Ｄ ００ Ｌ Ｎ和 Ｌ Ｒ两 支引 １ ２国内数 据采 集与 串行 通信 技 术 的发展 趋 脚外 接 Ｒ Ｃ电路产 生频 率时 ，其转 换 ． 势 肘问大约 为 １１ 。 以在本系统 中 ／． １ 所 ＲＣ 随着 串行 接 口的发 展 ，Ｓ （ ｎｖｒ ｌＡ ｒ ｌ 的 Ａ Ｃ ８４的外接 电阻为 １Ｋ、 Ｕ Ｂ Ｕ ｉ ｓ ｅｉ ｅａ ａ Ｄ ００ ０ 电容 Ｂｓ ｕ， 通用串行总线） 以其支持热插拔 、 即插即用、 接 为 １０ｆ 转换频 率就 大约是 ， 换 ５ｐ， 其 转 口体积小巧和低成本等优点受到越来越多的硬件 时 间 约 为 １５ ｓ 这 些 参 数 是 编 写 ． ｕ。 ６ 厂商的支持。随着 Ｕ Ｂ ．版本的发布， Ｓ Ｓ２ ０ Ｕ Ｂ将会 ＡＩ采样 程序 的重要依据 。 ／ ） 温 度显示 电路 越来越流行， 现今已经成为一种新的标准接ｕ。 ２硬 件 电晓 营 十 体 Ｄ １ Ｂ ０与 Ａ ８ Ｓ ２ Ｓ ２ ８ Ｔ ９ ５ 的连接 基 于串 口的数 据采集系 统在硬什 电路 上采用 因为足“ 一线总线”使用方法简单 ， 的一 片 Ａ ８ Ｓ ２ Ｔ ９ ５ 主控 芯片 ，它主要 负责处理 ＡＤ 单 片机的一 个脚来读取 数据和写人 指令 ／ 转换器送来的信号、 实时数据显示和把这些数据通 的是 连接 地线 和电源线就 可以使用 ， ２ 示。 如图 所 ＜＝＝ ＤＳ ８ ２ １Ｂ ０ 过串口送给上位机进行进一步的处理， 并且负责执 ２ Ｓ ２ ２ 口原 理 ，Ｒ 一３ 接 ４ 行上位机的通过串口 传送来的指令， 它是整个系统 串行通讯时，要求通讯双方都采用一个标 的控制核心， 如图 １ 所示。其中芯片ＡＤ ０ ０ Ｃ ８４主 准接 口 ， 同的 设备可 以方便地 连接起来 进行通 使不 ＶＣＣ ＧＮＤ 要负责把传惑踹 羞 来的溪拟信号 转换成 信号， 讨 。Ｒ 一 ３一 ｔ Ｓ ２ ２ Ｃ接 口（ 又称 ＥＡ Ｒ 一 ３ 一： 目前 Ｉ Ｓ ２ ２ （是 ｌ 图 ２ Ｄ １ Ｂ ０与 ＡＴ ９ ５ Ｓ８２ ８ Ｓ ２的连 接 并送到主窿芯片 Ａ ８ Ｓ ２ Ｔ ９ ５ 中进行处理。进而把数 最常用 的一种 串行通汛 接 。在 Ｒ 一 ３ 一 中任 Ｓ２２Ｃ 据显示在 Ｌ Ｍ显示屏上 ，数据是由 Ａ ８ Ｓ ２的 何 一 言 Ｃ Ｔ９５ 条ｆ号线的电压均为负逻辑关系 即： ， 逻辑“” 这 个继 电器可 以控制某个 电动机 ，让其停 止工 作 ； ｌ Ｐ ２口通过并行的方式传送到 Ｌ Ｍ的。Ｌ Ｍ是作 为 一 到 一 ５ ； 逻 辑 ‘ 为 ＋ 到 ＋ ５ 或是 去控 制某 个加热 设备 ，进而 形成 —个恒 温 系 Ｃ Ｃ ３ １Ｖ ’ ３ ｌＶ。 这 为—个单独的显示硬件， 它之所以能够将外来的数 Ｒ 一 ３ 一 Ｓ ２ ２ Ｃ最常用的 ９条引线的信号内容如下表 统 ， 就矍取 决于使用 者的实际月 途了。 ３结论 据转换成文字显示出来， 是通过写存单片机中的硬 １ 示 、 所 本文提出了一种以单片机为核心的集散型数 件驱动程序和控制程序来实现的。 温度检测模块采 ２ ５液晶 示部分 电路 用了数字式温度传感器 Ｄ ＩＢ ０ Ｓ ８ ２ ，它行只需要一 奉 ｌ系统 的娃示部分 采Ｈ 了一 块液 晶显示模块 据采集系统。下位机以单片机为核Ｊ啦 制芯片， ｊ ０ 完 在总体设 条线 与 单片机 进行通讯 ，节约 了单 片机的 １ １ 米实现， ／ Ｉ。 Ｏ－ 考虑到数码管耗电量大、 显示的字符单一 成了从数据采集到数据显示和通信任务。 而且外部无需再连接任何器件， 就连电源也可以从 而被否定 ｒ。 ： 根据数据采集系统的基本原理进行了模块化 本液晶的型号为ＯＣ Ｊ２ ３ Ｃ ３其 计 ｊ， Ｍ １２ ２ 一 ， 数据信号线上取得 ，转换的精度为０ ： ５ ，量程为 内部 自带 汉字 库 ， 略 了汉字 取模 的过程 ， 与 的设 计思想 ，使 整体 的制作 以及调试 过程 进行 顺 省 实现 利 ５ ％至 ＋ ２ ％ ， 在硬件方 面开销最 小 的温 度 单片机 连接 简 单化 。 ５ １５ 它是 参考文献 采集模块。 ２ 报警 电路硬 件 ． ６ ２ 最 小系统 设计 ｌ 报警 部分的主 要硬件就 是 蜂呜器 ，还有 ｆ阿 ￣． Ｃ ５ ｌ ＭＳ － １系列单片机应用系统设计 北 单片机正 常工作 ， 完成最 小系统 的搭建 ， 两个高亮 的蓝色 发光二极管 。 要注意 的就 是蜂鸣 京 ： 需要 北京舨＿ 空大学 出版社 ，９ ３１－３ 天航 １３ ：２ １． 需 包括了： 芯片供电电源、复位电路和和振荡电路 器的电流需求比较大， 虽然采片 已经是 ５ ｊ Ｖ的小蜂 ［Ｉｔ ｆｃ ｇｔｅｓｒ ｌ Ｓ ３ ｏ［ＢＯ ｌ ｔｄ ２ ｎｅ ａｉ ｈ ｅ ａＲ ２ ２Ｐ ｎＥ ／Ｅ，ｈｔ ／ ］ ｒ ｎ ｉ／ ｌ ｂ ｏ ｇ ｌｇ ｏｇ ｒｉ ｓ ｉ ． ｍ， ０ ６ ＆ ｃ ｓ ｌｅ ａ ｈ Ａｍｅ 公司Ａ ８ Ｓ２单片机 ， ｔ ｌ Ｔ ９５ 一种低功耗、 高性能 鸣器了， 但是单片机的驱动能力还是不能直接的就 ￣ ｗ．ｅｙ ｎ ｄｏ ｉ．ｒ／ｅ ａ／ ｒ １ ｔ ２ ０ ， Ｃ ＯＳ８位微 控制器 ， Ｍ 具有 ８ 的在系统 可编 程闪 ｆ 响起来 。这只需接 个达林顿管 就 可以 ， 鼹个 Ｋ 张友德． 单片微型计算杌原理、 应用与实 验嗍 上 它 朋 海 ： 海复旦 大学 出版社 ，９ ２８ １． 上 １９ ：－２ 存存储器。实现最小系统在 ＭＣ Ｕ上的引脚连接 极 管 可以代 替 为 ：ｃ ４ 脚 臌 ＋ Ｖ电源 。 ｓ ２ 脚 讨 地。 Ｅ Ｖ ｃ（ ｏ ５ Ｖ ｓ（ ０ 妾 Ａ ２ 继 电保护部 分 ． ７ 『王志宏． ４ ｌ 单片机与 Ｐ Ｃ机的 串口通讯 北京： 现 ２０ ：５２ ／ ｐ ３ 脚） ＋ Ｖ电源 ， Ｖ ｐ（１ ： ５ 接 这样才町以使用片内的 设计电路是一个用 ５ Ｖ米控制 ２０ ２ Ｖ的继电 代电子技 术 出版社 ．０ ０２－ ７ ５ Ｉ ＿ ｓ ｌ ａｉ Ｖ ｕ ｃ 北 京： Ｒ Ｍ。 Ｔ Ｌ （ 脚 ） Ｔ Ｌ （ 脚 讨 晶振 再配合 器 ， Ｏ ．Ｘ Ａ Ｉ ９ 、Ｘ Ａ ２１ １ ８ 妾 控制芯片还 是 Ａ ’ Ｓ ２ １ ９ ５ 。一个数据采 集系统 需 Ｉ范￣ ． ｉ ａ Ｂ ｓ 与分布式监 控 系统Ｆ ８ 接两个小电容 ， 电容经典值是 ３ Ｐ ， ０ Ｆ品振的值最大 要直接对数据进行判断进而做出最 ｝的反映， ２ ０． 失 首先 清华大学出版社，０ ２ 可以选择 ３ ＭＨ ， 中要 川到 串 口通 讯 ， 了产 可能要 抛、该是断电保护， ３ Ｚ 系统 为 保障整个系统不至于 生标准的波特率选用 １． ９ ＭＨ ０ ２ Ｚ的晶振较为合 由于过大的冲击而损坏。 １５ 这里需要注意的和蜂呜器 理 。Ｒ ＴＶ Ｄ９脚 ）单片机 复位脚 ， 人离 电平单 样 ， 要两个 极 管来做 电流的放 大。 ！ 序 中 Ｓ ／Ｐ （ ： 输 需 程 片机 复位 ， 应电路起 到了开关作 川。 相 把 与报警 音 同时触发 ，这也 符 合 一般盼 隋况。 ｝ Βιβλιοθήκη ｆ ｊ 一
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STM32单片机的数据采集系统
五、设计安卓移动端APP软件，能接受单片机通过蓝牙模块上传的数据，并提取出数据帧中的有效数据显示在设备界面中。显示内容包括：4个LED灯状态、4个按键状态、AD采样数据或采样电压值、陀螺仪6轴原始数据及解算姿态角度。
数据采集和上传任务：
按键处理任务：
显示任务：
初始启动LOGO姓名学号功能在显示任务中实现，之后进入界面选择的循环程序中等待按键选择。
功能1流水灯在按键任务中实现，调用RunLsd()函数；状态和数据显示在DrawScreen1函数中实现；
功能2在DrawScreen2中实现，并使用航向角为参数调用SetPWMLight函数调节LED亮度；
5.按键×4，加1个复位按键
6.精密可调电阻10KΩ
7.IIC接口6轴陀螺仪传感器：MPU-6050
8.IIC接口0.96寸128x64点阵单色OLED
9.HC05蓝牙2.0通信模块
系统框图：
通过AD软件绘制原理图：
软件系统：
1.STM32开发的集成开发环境（IDE）：KEIL（ARM）公司提供的MDK
二、功能1为系统测试界面，4个LED灯显示流水灯，OLED屏以图形方式显示测试内容，内容包括4个LED灯状态、4个按键状态、AD采样数据、陀螺仪传感器原始数据。单页显示不下时通过K1、K2上下翻页。LED与按键状态可用图形或图片进行显示，AD采样数据以及MPU6050数据可使用柱状图结合文字显示。
三、功能2为陀螺仪姿态解算界面，OLED显示内容为解算出的MPU6050姿态角数据（pitch俯仰角、roll横滚角和yaw航向角），精确0.1°，并能以其中的某个角度控制4个LED灯的亮度（100%-0%亮度可调）。
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8501单片机的数据采集系统设计
保持（ ） 、 ／ ｓ 器 Ａ Ｄ转换器和计算机系统组成。 ｎ ｉ
１ 系统硬 件设 计
（ ） 件 组 成 。 基 于 Ｕ Ｂ总 线 的 实 时 数据 采 集 系 统 硬 件 １硬 Ｓ 组 成 包 括 模 拟 开 关 、 Ｄ转 换 器 、 片 机 、 Ｓ 单 Ｕ Ｂ接 ／芯 片 。 了 ＝ ｌ 为
扩展用途 ， 还可 以加上多路模 拟开关 和数字 Ｉ ／ Ｏ端 口。 其硬件 总体结 构如 图 １ 所示 。 路模拟信号经过模拟 开关传到 Ａ Ｄ ／
转 换器 转换 为数 字信 号 ， 片 机 控 制 采集 ， Ｓ 单 Ｕ Ｂ接 口芯 片 存 储 采 集 到 的数 据 并 将 其 上 传 至 Ｐ 同 时 也 接 收 Ｐ Ｃ， Ｃ机 Ｕ Ｂ控 制 Ｓ
（ ） 统硬 件 框 图 。 ８５ Ｆ ２ ３系 Ｃ ０ １ ０ ０单 片 机 和 Ｕ Ｂ ９ ０ 的 接 ＳＮ ６ 口电路 如 图 ２所 示 ， 电路 由 Ｃ ０ １０ ０单 片 机 、 Ｓ Ｎ ６ ４ 该 ８ ５Ｆ ２ Ｕ Ｂ ９０ 、 时钟 振 荡 电路 以及 相 应 的外 围 电路 组 成 。其 中 Ｕ Ｂ ９ ０ Ｓ Ｎ ６ ４通 过 外部 中 断 Ｉ Ｔ Ｎ ０与 Ｃ ０ Ｆ ２ 片 机 进 行 通 信 。 ８ ５ １０ ０单 Ｃ ０ Ｆ ０ ０单 片 机 与 Ｕ Ｂ ９ ０ ８５１２２ Ｓ Ｎ ６４的 并 行 连 接 有 非 复 用
文章编号 ：０ ７ ８ ２ （０ １０ — ０ ８ ０ １０ — ３ ０２ １ ）９ ０ ０ — １
８ ０ ｅ ｏ ｏ ｔ ｏ ｌｒ ｂ ｓ ｄ ｄ ｔ ｅ ｕ ｓｔｏ ｙ ｔ ｍ ５ １ ｍｉ ｒ ｅ ｎ ｒ ｌ ａ ｅ ａ ａ ａ ｑ ｉｉｉ ｎ ｓ ｓｅ ｅ
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本文将设计一种基于STM32单片机的多路数据采集系统。
该系统可以实现多个输入信号的采集和处理，在电子仪器、自动化控制、工业检测等领域具有广泛的应用前景。
首先，我们需要选择合适的STM32单片机作为系统的核心处理器。
STM32系列单片机具有低功耗、高性能和丰富的外设资源等优点，非常适合用于嵌入式数据采集系统的设计。
在选取单片机时，要考虑到系统对于处理速度、存储容量和外设接口的需求，以及预算等因素。
其次，我们需要设计合适的外部电路来连接待采集的信号源。
常用的信号源包括温度传感器、光敏电阻、加速度传感器等。
我们可以使用适当的模拟电路将这些信号转换为STM32单片机能够接收的电平。
此外，还可以考虑使用模数转换芯片来实现对多路模拟信号的高速采集。
接下来，我们需要设计软件算法来对采集到的数据进行处理。
在数据采集系统中，常见的算法包括滤波、数据压缩、数据存储等。
通过滤波算法可以去除噪声，提高信号的质量；数据压缩可以减少数据存储和传输的空间；数据存储可以将采集到的数据保存在存储介质中以供后续分析。
最后，我们需要设计用户界面以便用户能够方便地操作系统。
可以使用LCD屏幕和按键等外设来实现用户界面的设计。
用户界面应该直观简洁，提供友好的操作和显示效果，方便用户进行数据采集和系统设置。
综上所述，基于STM32单片机的多路数据采集系统设计需要考虑到硬件电路和软件算法的设计，以及用户界面的设计。
通过合理的设计和实现，可以实现多路信号的高速采集、滤波处理和存储，为电子仪器、自动化控制和工业检测等领域提供可靠的数据支持。
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。
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。
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
Ａ Ｃ ８ ９与单 片 机 ８ ５ Ｄ ００ ０ １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 Ｐ ３３ 这 ０口送 出 数 字的显示代码 ． 数码 管 就
ＣＤＫ Ｕｃ
图 ３： 整体 的 流 程 图
系 统 硬 件 电 路 如 图 １ Ａ Ｃ ８ ９将 Ｏ ： Ｄ ＯＯ 一 ５ 模 拟 信 号 转 换 为 Ｖ ０—Ｆ ｏ Ｆ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 Ｌ Ｄ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Ｐ ｌ口 。 而 数 码 管 的 公
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课程名称：单片机原理及应用
课题名称：单片机数据采集系统
专 业：
班 级：
学 号：
姓 名：
成 绩：
2010
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.米用8051和ADC0809勾成 个8通道数据米集系统。
本题要求中的被测量为0〜5V直流信号，由于输出电压比较大，满足A/D转换输入的要求，故可省去放大器，而将电源输出直接连接至A/D转换器输入 端。
多路数据采集输入通道的结构图1-4所示。
图1-4多路数据采集输入通道结构
ADC0809是TI公司生产的8位逐次逼近式模数转换器，包括一个8位的逼 近型的ADC部分，并提供一个8通道的模拟多路开关和联合寻址逻辑，为模拟 通道的设计提供了很大的方便。
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1ADC0809主要性能图2-2 ADC0809内部结构
逐次比较型
CMOS工艺制造
单电源供电
无需零点和满刻度调整
具有三态锁存输出缓冲器，输出与TTL兼容 易与各种微控制器接口
具有锁存控制的8路模拟开关
分辨率：8位
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。即改变存储 器中的指令内容便可改变通道地 址。
在MCS-51单片机系列芯片中，用8051或8751芯片可以构成最小系统。因 为8051和8751是片内有ROM/EPROM的单片机，用这种芯片构成的单片及最 小系统简单、可靠。
8051构成的最小系统特点：
受集成度所限，只能用于小型控制单元。
有可供用户使用的大量的I/O口线。
仅有芯片内部的存储器，故存储器的容量有限。
由于顺序控制数据采集方式 缺乏通用性和灵活性，所以本设 计中选用程序控制数据采集方
采集多路模拟信号时，一般用多路模拟开关巡回检测的方式， 即一种数据采 集的方式。利用多路开关（MUX）让多个被测对象共用同一个采集通道，这就 是多通道数据采集系统的实质。当采集高速信号时，A/D转换器前端还需加采样
/保持(S/H)电路。
人机通道的接口电路
数据传ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ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
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。
ADC0809八位逐次逼近式A/D转换器是一种单片CMOS器件，包括8位 模拟转换器、8通道转换开关和与微处理器兼容的控制逻辑。8路转换开关能直
接连通8个单端模拟信号中的任何一个。其内部结构如图
2-2所示
ADDA25H
APPCST-!ALES-：
twos
ST ABT
6
'I
押制电蹈
i-l
J
1
DL345-47NHW-HHNWW1IWJ111I
8051的应用软件要依靠半导体掩膜技术植入，适于在大批量生产的应用系统 中使用。
硬件系统
2.1
信号调理的任务 将被测对象的输出信号变换成计算机要求的输入信号
对于多通道数据采集系统的输入通道，设置多路选择开关，可降低硬件开销
如图2-1所示。为避免小信号通过模拟开关造成较大的附加误差，在传感器输出
信号过小时，每个通道应设前置 放大环节（本文可不加以考虑）。
用它可直接将8个单端模拟信号输入，分时进行A/D转换，在多点巡回监 测、过程控制等领域中使用非常广泛，所以本设计中选用该芯片作为A/D转换电 路的核心。
1.2.1单片机系统分析
1•复位电路
单片机在开机时都需要复位，以便中央处理器CPU以及其他功能部件都处 于一个确定的初始状态，并从这个状态开始工作。51的RST引脚是复位信号的 输入端。复位电平是高电平有效，持续时间要有24个时钟周期以上。本系统中 单片机时钟频率为6MHz则复位脉冲至少应为4us。
第一章
系统设计要求和解决方案
第一章
硬件系统
第二章
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
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
2.2
把连续变化量变成离散量的 过程称为量化，也可理解为信号 的采样。
图2-1信号调理过程
多路开关
hl门；
把以一定时间间隔T逐点采集
连续的模拟信号，并保持一个时间t，使被采集的信号变成时间上离散、幅值等 于采样时刻该信号瞬时值的一组方波序列信号，即采样信号。
2ADC0809内部功能与引脚介绍
分辨率和精度在第一章中已作了相应的计算和分析。
2.能够顺序采集各个通道的信号。
3.米集信号的动态范围：0〜5V。
4.每个通道的采样速率：100SPS。
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。
待测量一般不能直接被转换成数字量，通常要进行放大、特性补偿、滤波等
环节的预处理。被测信号往往因为幅值较小，而且可能还含有多余的高频分量等 原因，不能直接送给A/D转换器，需对其进行必要的处理，即信号调理。如对 信号进行放大、衰减、滤波等。
通常希望输入到A/D转换器的信号能接近A/D转换器的满量程以保证转换 精度，因此在直流电流电源输出端与A/D转换器之间应接入放大器以满足要求。