数据采集课程设计样本

目录

摘要 (3)

第一章方案论证 (4)

1.1设计思路 (4)

1.1.1 A/D模数转换的选择 (4)

1.1.2单片机的选择 (4)

1.1.3显示部分 (4)

1.2设计方案 (5)

第二章硬件部分 (6)

2.1硬件设计的基本原则 (6)

2.2单片机 (6)

2.1.1单片机的概述 (6)

2.1.2简介AT89C51 (7)

2.2 ADC0808 (10)

2.2.1ADC0808概述 (10)

2.2.2简介ADC0808 (10)

2.3 电路设计 (13)

2.3.1主电路设计.................. 错误!未定义书签。

2.3.2复位电路设计................ 错误!未定义书签。

2.3.3时钟电路设计................ 错误!未定义书签。

2.3.4显示电路的设计.............. 错误!未定义书签。第三章软件部分 ........................ 错误!未定义书签。

3.1软件设计的基本原则............... 错误!未定义书签。

3.2软件模块的划分................... 错误!未定义书签。

3.3主要程序......................... 错误!未定义书签。第四章调试仿真 .. (20)

4.1结果演示 (20)

4.2结果分析......................... 错误!未定义书签。总结................................. 错误!未定义书签。参考文献 ............................... 错误!未定义书签。

摘要

当用计算机来构成数据采集或过程控制等系统时, 所要采集的外部信号或被控制对象的参数, 往往是温度、压力、流量、声音和位移等连续变化的模拟量。可是计算机只能处理不连续的的数字量, 及离散的有限值。因此, 必须用模数转换器即A/D转换器, 将模拟信号变成数字信号后, 才能送入计算进行处理。

本次设计硬件部分是以AT89C51单片机为核心, 包括A/D模数转换模块ADC0808的一个数据采集系统, 显示部分采用的是LED数码管, 完成每个数据的显示。而软件部分采用模块化设计, 结构清晰, 修改简单, 可读性强, 整个软件有显示模块, 数据采集模块和主程序模块等。

第一章方案论证

1.1设计思路

1.1.1 A/D模数转换的选择

A/D转换器的种类很多, 就位数来说, 能够分为8位、 10位、12位和16位等。位数越高其分辨率就越高, 价格也就越贵。A/D 转换器型号很多, 而其转换时间和转换误差也各不相同。

(1)逐渐逼近式A/D转换器: 它是一种速度快、精度较高、成本较低的直接式转换器, 其转换时间在几微秒到几百微秒之间。

(2)双积分A/D转换器: 它是一种间接式的A/D转换器, 优点是抗干扰能力强, 精度比较高, 缺点是数度很慢, 适用于对转换数度要求不高的系统。

(3)并行式A/D转换器: 它又被称为flash( 快速) 型, 它的转换数度很高, 但她采用了很多个比较器, 而n位的转换就需要2n-1个比较器, 因此电路规模也极大, 价格也很贵, 只适用于视频A/D转换器等数度特别高的领域。

鉴于上面三种方案, 在价格、转换速度等多种标准考量下, 在本设计选用的是逐渐逼近式A/D转换器——ADC0808。

1.1.2单片机的选择

单片机是一种面向大规模的集成电路芯片, 是微型计算机中的一个重要的分支。此系统是由CPU、随即存取数据存储器、只读程序存储器、输入输出电路( I/O口) , 还有可能包括定时/计数器、串行通信口、显示驱动电路( LCD和LED驱动电路) 、脉宽调制电路、模拟多路转换器及A/D转换器等电路集成到一个单块芯片上, 构成了一个最小但完善的计算机任务。单片机要使用特定的组译和编译软件编译程序, 在用keiluvision3把程序下载到单片机内。而本设计选用的是AT89C51。

1.1.3显示部分

此次显示部分采用LED数码管。LED数码显示管是一种由LED 发光二极管组合显示字符的显示器件。它使用了4个LED显示管, 对LED数码显示器的控制能够采用按时间向它提供具有一定驱动能力的位选和段选信号。LED数码显示有动态扫描显示法和静态显示。在单片机中, 为了节省硬件资源, 多采用动态扫描显示法。

LED的优点: 1.体积小2.耗电量低3.使用寿命长4.高亮度、低热量5.环保 6.坚固耐用

1.2设计方案

此次试验采用ADC0808进行A/D转换, 首先ADC0808采集到的模拟量转换为一个8位二进制数, 然后再经过I/口送入单片机内部进行处理, 单片机经过一系列的运算和校准后, 经过LED数码

管将数值显示出来。

第二章硬件部分

2.1硬件设计的基本原则

(1) 经济合理

系统硬件设计中, 一定要注意在满足件能指标的前提下, 尽可能地降低价格, 以便得到高的性能价格比, 这是硬件设计中优先考虑的一个主要因素, 也是一个产品争取市场的主要因素之一。(2) 安全可靠

选购设备要考虑环境的温度、湿度、压力、振动、粉尘等要求, 以保认在规定的下作环境下, 系统性能稳定、工作可靠。要有超量程和过载保护, 保证输入、输出通道正常工作。要注意对交流市电以及电火花等的隔离。要保证连接件的接触可靠。

( 3) 足够的抗干扰能力

有完善的抗干扰措施, 是保证系统精度、工作正常和不产生错误的必要条件。

2.2单片机

2.1.1单片机的概述

单片机是一种集成的电路芯块采用了超大规模技术把具有运算能力( 如算术运算、逻辑运算、数据传送、中断处理) 的微处理器( CPU) ,随机存取数据存储器( RAM) , 只读程序存储器( ROM) , 输入输出电路( I/O口) , 可能还包括定时计数器, 串行通信口( SCI) , 显示驱动电路( LCD或LED驱动电路) , 脉宽调制电路(PWM), 模拟多路转换及A/D转换器等电路集成到一块单