基于单片机的数据采集

基于单片机的数据采集系

苏州大学应用技术学院

07电子转邱翠琴

2008年12月

目录

第1章绪论 (3)

第1.1节引言 (3)

第1.2节试验目的 (3)

第1.3节试验器材 (3)

第1.4节试验内容 (3)

第二章硬件设计 (5)

第2.1节主控芯片AT89C51简介 (5)

第2.2节系统硬件电路 (7)

第2.3节A/D采样电路 (8)

第2.4节AD0809的逻辑电路 (8)

第2.5节AD0809的工作原理 (9)

第三章串口控制 (11)

第3.1节串口控制工作原理 (11)

第3.2节实验仿真 (11)

第3.3节串口控制程序 (13)

第四章结论及未来工作 (15)

第4.1节实验总结 (15)

第4.2节未来工作 (15)

参考文献 (15)

基于单片机的数据采集系

苏州大学应用技术学院

07电子转邱翠琴

2008年12月

【摘要】本文主要提出了利用单片机AT89C51和A/D转换器件AD0809等构成的数据采集系统，通过了解A/D转换原理和AD0809芯片、AT89C51芯片和MAX232串口等的相关知识来熟练掌握整个实验的流程，本设计首先将采集到的数据送入AD0809转换器进行数据转换，再将转换后的数据送入单片机AT89C51，单片机通过MAX232串口将数据送入PC机。

【关键词】：单片机A/D转换数据采集串口

abstract]：This article mainly proposed use monolithic integrated circuit AT89C51and A/D constitution and so on transformation component AD0809data acquisition systems，Through understood the A/D transformation principle and the AD0809chip,at89C51chip and the MAX232serial port and so on the related knowledge comes the skilled grasping entire experiment the flow，This design first will gather the data will send in the AD0809switch to carry on the data conversion，Again will transform after the data to send in monolithic integrated circuit AT89C51，The monolithic integrated circuit sends in through the MAX232serial port the data PC machine。

[Key word]：Monolithic integrated circuit、A/D transformation、data acquisition、Serial port

第1章绪论

第1.1节引言

由于数据采集系统的应用范围越来越宽、所涉及到的测量信号和信号源的类型越来越多、对测量的要求也越来越高，国内现在已有不少数据测量和采集的系统，但很多系统存在功能单一、采集通道少、采集速率低、操作复杂，并且对测试环境要求较高等问题。人们需要一种应用范围广、性价比高的数据采集系统。在分析了不同类型的单片机的特点及单片机与PC机通信技术的基础上，设计了单片机控制的采集系统，并通过串口通信实现单片机与PC机之间的通信，实现数据的传送并将数据在Pc机上显示及存储，完成单机的多通道数据采集系统的设计及实现。研究了PC机与多单片机通信的分布式结构的通信方式及总线特点，设计了基于ADC0809总线的多机多通道的数据采集系统，并给出了该系统硬件、软件实现的方法及该系统的性能测试及分析。基于单片机的多通道数据采集系统是由将来自传感器的信号通过放大、线性化、滤波、同步采样保持等处理后，输入A/D转换为数字信号后由单片机采集，然后利用单片机与PC机的通信将数据送到PC机进行数据的存储、后期处理与显示，实现了数据处理功能强大、显示直观、界面友好、性价比高、应用广泛的特点，可广泛应用于工业控制、仪器、仪表、机电一体化、智能家居等诸多领域。

关键字:多通道,数据采集,单片机,串口通信,PC机通信

第1.2节试验目的

了解数据采集系统的基本结构，实现一个简单的A/D转换电路.

第1.3节试验器材

PC机，电源，单片机仿真器，89C51,ADC0809,74LS74,74LS02，RS232导线若第1.4节试验内容

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：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。

第二章硬件设计

第2.1节主控芯片AT89C51芯片简介

AT89C51是一种带4K字节闪烁可编程可擦除只读存储器（FPEROM—Falsh Programmable and Erasable Read Only Memory）的低电压，高性能CMOS8位微处理器，俗称单片机。AT89C2051是一种带2K字节闪烁可编程可擦除只读存储器的单片机。单片机的可擦除只读存储器可以反复擦除100次。该器件采用ATMEL 高密度非易失存储器制造技术制造，与工业标准的MCS-51指令集和输出管脚相兼容。由于将多功能8位CPU和闪烁存储器组合在单个芯片中，ATMEL的AT89C51是一种高效微控制器，AT89C2051是它的一种精简版本。AT89C51单片机为很多嵌入式控制系统提供了一种灵活性高且价廉的方案。外形及引脚排列如图所示

主要特性：

与MCS-51兼容·

4K字节可编程闪烁存储器·

寿命：1000写/擦循环·

数据保留时间：10年·

全静态工作：0Hz-24MH z·

三级程序存储器锁定·

128×8位内部RAM·

32可编程I/O线·

两个16位定时器/计数器·

5个中断源·

可编程串行通道·

低功耗的闲置和掉电模式·

片内振荡器和时钟电路

管脚说明：

VCC：供电电压。

GND：接地。

P0口：P0口为一个8位漏级开路双向I/O口，每脚可吸收8TTL门电流。当P1口的管脚第一次写1时，被定义为高阻输入。P0能够用于外部程序数据存储器，它可以被定义为数据/地址的第八位。在FIASH编程时，P0口作为原码输入口，当FIASH进行校验时，P0输出原码，此时P0外部必须被拉高。

P1口：P1口是一个内部提供上拉电阻的8位双向I/O口，P1口缓冲器能接收输出4TTL门电流。P1口管脚写入1后，被内部上拉为高，可用作输入，P1口被外部下拉为低电平时，将输出电流，这是由于内部上拉的缘故。在FLASH 编程和校验时，P1口作为第八位地址接收。

P2口：P2口为一个内部上拉电阻的8位双向I/O口，P2口缓冲器可接收，输出4个TTL门电流，当P2口被写“1”时，其管脚被内部上拉电阻拉高，且作为输入。并因此作为输入时，P2口的管脚被外部拉低，将输出电流。这是由于内部上拉的缘故。P2口当用于外部程序存储器或16位地址外部数据存储器进行