单片机的应用于数据采集 存储 显示

------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------ 第一章 设计任务与要求

1. 设计任务

单片机在工业控制系统诸多领域得到了极为广泛的应用。特别是其中的51系列的单片机的出现，具有更好的稳定性，更快和更准确的运算精度。本次设计以8051单片机为核心，实现空调的智能控制因为8051单片机应用广泛，性能稳定，抗干扰能力强，性价比高。而且还适用于仪器仪表，不仅能完成测量还可以进行数据的处理和监控等。

本次以单片机为主控器设计单片机主电路、数据采集接口电路扩展A/D 和D/A 接口，构成一路模拟量输入的数据采集系统，要求设计制作出硬件电路、LED 显示电路、时钟信号控制电路，能够实现对多路电压值进行测量，能够显示当前实际的温度值，温度值精度小数点后1位，可以通过ADC0809模数转换芯片将采集的模拟信号转换为数字信号并在LED 显示屏显示出来。

2. 设计要求

以单片机为控制器核心扩展A/D 和D/A 接口，构成一个多路模拟量输入的数据采集系统，要求设计制作出硬件电路，编制并调试出程序。

多路数据采样系统框图

第二章设计依据

单片机在工业控制系统诸多领域得到了极为广泛的应用。特别是其中的51系列的单片机的出现，具有更好的稳定性，更快和更准确的运算精度。本次设计以8051单片机为核心，实现空调的智能控制因为8051单片机应用广泛，性能稳定，抗干扰能力强，性价比高。而且还适用于仪器仪表，不仅能完成测量还可以进行数据的处理和监控等。

51系列单片机主要功能：

●8位CPU。

●片内带震荡器，振荡频率f ose范围为1.2到12MHz;可有时钟输出。

●128个字节的片内数据存储器。

●4KB的片内程序存储器。

●程序存储器的寻址范围为64KB。

●片外数据存储器的寻址范围为64KB。

●21个字节专用寄存器。

●4个8位并行I/O接口：p1、p2、p3、p0。

●1个全双工串行I/O接口，可多机通信。

●2个16位定时/计数器。

●中断系统有5个中断源，可编程为2个优先级。

●111条指令，含乘法指令和除法指令。

●有强的位寻址、位处理能力。

●片内采用单总线结构。

●用单一+5V电源。

数据采样是智能仪表、自动控制系统中不可缺少的部分，本次设计中由于8051单片机本身不具备将电量信号转换成数字量的功能，所以必须扩展A/D、D/A接口。输入信号是用5 V 电源经电位器调节得到0~5 V的采样输入信号送入ADC电路。单片机分时对模拟输入信号进行采集，获得数值信号单片机内存储RAM中，也可以使用扩展RAM。经处理后的信号之后单片机将RAM中的数值量送入D/A转换电路，D/A电路通常输出与数字量相对应的模拟电流，经I/ V变换成模拟电压值。

第三章控制系统性能说明

单片机多通道温度采集测控系统采用集成温度传感器满足温度测量，并将温度信号转换成电流，转换为电压信号，通过放大电路最终交由模/数转换芯片转换成数字信号经单片机

------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

处理并经输出驱动电路显示于LED数码管。该测量仪可实现多点不同区域测量，单通道，循环测量。还具有超温报警和自动控制功能，当温度超过某一设定值时，系统控制继电器来关闭加温设备。

除此之外，考虑到测控会用于工业生产当中，可靠性要求比较重要，并要具有抗干扰能力和避免、消除干扰的能力，以保证系统平稳工作。

由以上大致分析，整个系统控制将由8051单片机为核心构成。选用ADC0809作为模/数转换芯片，各个检测信号、控制信号、显示信号可由单片机的I/O口进行，并由程序保证系统抗干扰的能力。

将数据采集接口T-DETECT端口电压传入ADC0809数模转换元件中的IN-0通道，经转换后通过D0至D7与单片机P0口连接，把转换完的模拟信号以数字信号的信号的形式传给单片机，信号经过单片机处理后输入LED数码显示管显示。本设计使用的数据流输出为串入并出形式，这样的好处是使用接口较少，使用方便。

系统总体方案结构图

------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

第四章硬件设计

1.主要电路

下面主要介绍温度采集系统中设计到的一些系统中的主要模块电路的设计原理和工作方式。

1.1温度测量与控制电路

本实验需要用到CPU模块和温度测量与控制模块、并行模数转换模块、8279显示模块。温度测量与控制电路原理参见图。

温度测量与控制电路

1.2静态数码管显示电路

本次实验设计需要用到CPU模块和静态数码管显示模块。静态数码管显示电路原理图参见下图。

------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------