一种基于单片机串口的数据采集系统设计
单片机毕业设计
基于2.4G射频的汽车防盗报警系统设计摘要：汽车成为很多人不可缺少的交通工具，现在汽车被盗的现象很多，盗贼的手法也层出不穷。
为对付不断升级的盗车手段，人们研制出各种方式、各种结构的防盗器，但汽车被盗还是非常严重。
基于此现象，本次设计采用以单片微机8051为核心设计的汽车防盗报警系统，该系统主要使用无线收发一体射频模块nRF24L01、温度传感器、单片机、显示报警电路。
本系统通过温度传感器测量发动机表面温度，然后把信号输入到单片机，单片机根据检测电路输出的温度与设定温度值的比对决定是否启动继电器亮灯，从无线收发模块发射无线电信号，在接收板的显示屏上显示出当前温度，从而判读汽车是否被启动，实现系统的报警功能。
设计了低功耗采集电路，该系统使用方便，扩展十分容易。
关键词：STC89C52 温度传感器 nRF24L01Based on the 2.4 G car security alarm systemdesignAbstract: the become a lot of people do not lack of transportation, now the phenomenon of the car was stolen a lot, rogue technique also emerge in endlessly. To deal with the escalating auto theft means, people developed all kinds of ways, all kinds of structure of the devices, but the car was stolen or very serious. Based on this phenomenon, this design USES the single chip microcomputer 8051 to design as the core of guard against theft alarm system, this system mainly use wireless transceiver module, rf one nRF24L01 temperature sensors, SCM, display alarming circuit. The system through the temperature sensor measuring engine surface temperature, then the signal is input to a single-chip microcomputer, SCM according to the test circuit output temperature and the temperature setting than to decide whether starter relay light, from wireless transceiver module launch radio signals, the receiver display shows that thecurrent temperature, and thereby reading if the car was launched, the system of alarm function. Design the low consumption acquisition circuit, this system is easy to use, expand very easy.Key words: STC89C52 temperature sensor nRF24L01目录1.绪论 (4)1.1课题的背景与意义 (5)1.2系统功能及目的 (5)2.方案论证 (6)2.1 系统总体方案论证 (6)3.元器件选择 (7)3.1温度传感器部分 (7)3.2 单片机的选择 (7)3.3 显示器件的选择 (8)4.系统的硬件电路设计 (10)4.1系统总体电路设计 (10)4.2单片机主控制电路设计 (11)4.2.1 STC89C52简介 (11)4.2.2STC89C52引脚说明 (12)4.3 LCD显示电路设计 (14)4.3.1 字符型液晶显示模块 (14)4.3.2 字符型液晶显示模块引脚 (15)4.3.3 字符型液晶显示模块内部结构 (15)4.4温度传感器DS18B20电路设计 (16)4.4.1 DS18B20简介 (16)4.4.2 电路设计 (18)4.5无线收发模块 (18)4.5.1 简介 (18)4.5.2 nRF24L01概述 (19)4.5.3 引脚功能及描述 (19)4.5.4 工作模式 (20)4.5.5 工作原理 (21)4.6 电源设计电路 (21)5.系统软件设计 (23)5.1无线发射模块软件设计 (23)5.2 接收端软件设计 (24)6.总结 (26)6.1调试总结 (26)6.2心得体会 (26)致谢 (28)参考文献 (29)附录 (30)1.绪论1.1课题的背景与意义近些年来，随着社会经济的发展以及工业发展的突飞猛进，人民生活水平也有了显著提高，世界的距离也在不断缩小，随着交通日益发达，越来越多的汽车进入了人们的日常生活，随着科学技术的发展，汽车偷窃技术越来越高，令人们防不胜防，已对全世界造成极大的危害，汽车防盗问题也成了一个不容忽视的问题，无论是对汽车制造商还是社会保险业都具有极其重要的研究价值，如何制定出更为严范的法规，开发出更为有效的汽车防盗装置，减少车主的损失是今后人们现就的重要课题。
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。
《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。
基于单片机的信号采集系统的设计
信号采集设备广泛使用于机器健康诊断系统中用来记录、监视和诊断。机器情况数据经常由非便携式或者带导线的设备收集。对于一些重要的应用，比如危险或者遥远的地点，尤其是在航空上，提供可以方便地携带或者读取的设备是必要的。另外，机器健康诊断尤其是机床振动信号诊断经常处理低频信号，这值得关注。
本文研究一种微控制器为基础的信号采集系统，以满足信号采集的低成本和灵活模式。开发系统的主要硬件包括一台微型计算机、一个以PIC18F1320为基础的微控制器电路板以及串行通讯链接设备。EEPROM 24LC32A被用来进行存储器扩展。微型计算机运行控制程序。一旦用户在微型计算机界面上决定采样输入，信息便通过RS-232端口送往微控制器。微型计算机和微控制器通过特定的协议通信。微型计算机告知微控制器模-数转换的采样间隔、采样次数与采样通道。电路板的设计考虑了开放式结构。该系统采用了24引脚易于插拔的插座来容纳Micro-chip微控制器。微处理器将调制的信号转换成数据直接输送到微型计算机或者存储于EEPROM以便将来读取。不同的命令与反馈代表系统的不同操作。电路板通过串行电缆在采集完信号后连接到微型计算机交互，也可以即时连接和传送。 1Fra bibliotek系统硬件设计
系统的主要原理图。其中PIC18F1320控制器采用5V电源供电，支持在线串行编程，最高时钟频率达到40MHZ，通讯波特率可以自动检测。端口A是双向输入/输出复用管脚，AN0等管脚被定义成模拟输入，由用户是行采用通道的选择。总共有13个模/数转换通道且采样时间可以编程。通道输入的被测信号经过电子电路调制成符合抽控制器电气要求的信号。调制信号经过转换变成寄存器内的数据，模数转换的参考电压为+5V。电路板可以微控制器重新编程后方便地插入；同时，电路板可通过跳线设置民终端用户进行电缆连接。由于微控制器与串行电路的电气特性不同，工业标准级的MAX232芯片被使用以保证正确的数据传输（见图2）。该芯片和PIC18F1320一样适用于低功耗场合。MAX232上连接的电容采用的是电解电容，电容值为1UF。MAX232的11脚或者10脚接微控制器的USART输出端，12脚或者9脚接微控制器的USART输入端。微控制器的存储器扩展使用了32K的I2C串行EEPROM（见图3），数据可以保持200年。EEPROM的地址线A0、A1、A2被接地。串行数据线SDA和串行时钟一SCL被分别连接到微控制器的B端口相应管脚。写保护WP接+5V。
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。
基于单片机的无线多路温度数据采集系统设计
关键词： AT89C51 温度采集温度传感器DS18B20 RS-232 MAX813 无线收发模块PTR2000AbstractThis paper introduces a kind of wireless monitoring system which is used to control temperature condition. The system adopts wireless network and temperature collect technique. The wireless communication can avoid the shortcoming of remote wire transmission, such as large wastage, high cost etc. This design usesAT89C51,The monolithic integrated circuit is the main hardware, In order to realize design goal this design including temperature gathering, the temperature demonstrated that, the systems control, strung together periphery electric circuit and so on mouth correspondence.The main MCU (AT89C51) takes charge of measurement,control andcommunication with the communication MCU. The communication MCU (AT89C51) is used to control receiving and sending data in the wireless communication. The system wireless temperature control system is uses in the lower position machine establishment temperature the lower limit, with real-time temperature gathering, transmits to on position machine,by achieves to the temperature comparison, the control.Key words:AT89C51Temperature gatheringDS18B20RS-232MAX813PTR2000wireless communication目录第一章绪论 (3)第二章方案论证4第三章系统总体设计63.1系统总体分析63.2设计原理7第四章各个元器件及芯片简介94.1 AT89C51单片机介绍94.2 DS18B20温度传感器简介114.3 PTR2000模块介绍124.4 MAX813芯片介绍134.5 MAX7219芯片介绍144.6 1602液晶显示屏介绍15第五章各部分电路设计165.1 看门狗电路165.2 温度采集电路175.3 串口电路185.4 显示电路195.5 键盘电路20第六章系统总体软件设计 (21)6.1 系统工作流程.................................................216.2 系统地软件设计 (21)6.3 软件设计流程图 (22)结论27致谢词28参考文献29附录1：硬件总图30第一章绪论在工农业生产中,对于采集数据地传输大多采用有线方式,因为有线方式地传输距离、数据传输速率以及抗干扰能力都要优于无线方式；然而对于在野外或者不便于铺设线缆地地区进行数据采集传输时,采用有线方式就受到了限制.针对这一特点,设计了采用无线传输方式地无线数据采集监测系统.该系统采集主要以Atmel公司地AT89C51单片机为控制处理核心,由它完成对数据地采集处理以及控制数据地无线传输.AT89C51单片机是一种低功耗/低电压/高性能地8位单片机,片内带有一个8KB地可编程／可擦除／只读存储器.无线收发一体数传MODEM模块PTR2000芯片性能优异,在业界居领先水平,它地显著特点是所需外围元件少,因而设计非常方便.该模板块在内部需成了高频接收、PLL合成、FSK调制/解调、参量放大、功率放大、频道切换等功能,因而是目前集成度较高地无线数传产品.在本文中,主要说明单片机和无线数据收发模块 PTR 2000地组合,形成单片机地无线数据传输系统,与微机进行无线数据传输.包括：如何针对系统地需求选择合适地无线数据传输模块器件,如何根据选择地器件设计外围电路和单片机地接口电路,如何编写控制无线数据传输器件进行数据传输地单片机程序,并简要介绍数字温度传感器DS18B20地应用.第二章方案论证（一）温度采集方案方案一：模拟温度传感器.采用热敏电阻,将温度值转换为电压值,经运算放大器放大后送A/D转换器将模拟信号变换为数字信号,再由单片机经过比较计算得到温度值.优点：应用广泛,特别是工程领域,采用不同地热敏电阻,可实现低温到超高温地测量.缺点：必须采用高速高位A/D转换器,系统复杂,成本高,还以引进非线性误差,得通过软件差值修正方案二：采用集成数字温度传感器DS18B20.该传感器采用单总线接口,能方便地与单片机通信.测温范围从-55到+125,测温精度9-12位可调,12位时最大转换时间为750ms,完全满足本设计地要求.缺点：不能实现高温测量.从上各种因素,我们采用数字温度传感器方案.（二）无线数据传送方案方案一：采用GSM模块.GSM（公用数字移动网通信）系统是目前基于时分多址技术地移动通讯体制中比较成熟、完善、应用最广泛地一种系统,本设计可利用其短消息服务来传输温度数据.优点：网络覆盖广,可实现远距离传输.缺点：成本高,无法实现实时性.方案二：该采用无线传输模块PTR2000.该器件将接收和发射合接为一体；工作频率为国际通用地数传频段433MHZ；采用FSK调制/解调,可直接进入数据输入/输出,抗干扰能力强,特别适合工业控制场合；采用DDS（直接数据合成）+PLL频率合成技术,因而频率稳定性极好；灵敏度高达—105bBm；工作电压低（2.7V）,功耗小,接受待机状态电流仅为8μA；具有两个频道,可满足需要多信道工作地场合；工作数率最高达20kbit/s(也可在较抵速率下工作,如9600bps)；超小体积,约40×27×5mm3；可直接与CPU串口进行连接（如8031）,也可以用RS232与计算机接口,软件编程非常方便基于上述考虑,采用方案二.（三）显示界面方案方案一：用数码管显示,优点：结构简单,成本低.缺点：只能显示一测量点和有限地符号.方案二：采用LCD显示.可以实现中英文操作提示,方便人机交换.能同时显示多点温度值,通过键盘操作可快速翻屏浏览或监控一测量点温度值.缺点：价格高,体积增大.本系统设计为多点温度采集情况,所以选择LCD显示第三章系统总体设计3.1 系统总体分析无线温度数据采集系统是一种基于单片机射频技术地无线温度检测装置,本设计由温度采集部分,发送/接受部分,显示部分组成,温度采集部分由八个一线式数字温度传感器、AT89C51单片机、看门狗电路、键盘电路、晶振电路、复位电路、报警电路、数码管显示电路组成,采集到地温度数据在单片机地处理下在数码管上显示,同时传输到接收单元.发送部分采用无线传输模块PTR2000,模块在内部集成了高频发射,高频接受,PLL合成,FSK调制、参量放大,功率放大,频道切换等功能,单片机不能与无线模块直接通信,需通过串口电路进行数据地传输,串口电路采用RS232串口通信电路,显示部分采用1602液晶显示屏,AT89C51单片机以及单片机地外围电路由独立按键电路,晶振电路,复位电路组成.系统设计框图如下：发送模块系统框图接收模块系统框图3.2设计原理无线温度采集系统是一种基于无线模块地温度检测装置.本系统由温度采集部分和接收/发送机,以及显示芯片组成.温度采集部分由八个数字温度传感器芯片18B20,单片机AT89C51,低功耗地无线收发模块等组成,传感器采用寄生电源地方式即VDD与GND同时接地,八个温度传感器串接在P1.1口,同时采用结型场效应管进行驱动；数字单总线温度传感器是目前最新地测温器件,它集温度测量,A/D 转换于一体,具有单总线结构,数字量输出,直接与微机接口等优点.打开电源后,本系统由单片机AT89C51向单线数字温度传感器DS18B20芯片发出指令进行测温根据DS18B20地通讯协议,主机控制DS18B20完成温度转换必须经过三个步骤：每一次读写之前都要对DS18B20进行复位,复位成功后发送一条ROM指令,最后发送RAM指令,这样才能对DS18B20进行预定地操作.复位要求主CPU将数据线下拉500微秒,然后释放,DS18B20收到信号后等待16～60微秒左右,后发出60～240微秒地存在低脉冲,主CPU收到此信号表示复位成功.在硬件上,DS18B20与单片机地连接采用寄生电源供电,此时UDD、GND接地,I/O接单片机I/O.然后数据被传输至单片机AT89C51,八位数据分两次传输,再由单片机编程为可以由数码管显示地四位数据,因为51单片机有一个全双工地串行通讯口,所以单片机和无线收发模块之间进行串口通讯.进行串行第一位为正负温度数据,后三位为带小数点地当前温度.数据也被送至低功耗无线传输模块进行无线传输.通讯时要满足一定地条件,比如电脑地串口是RS232电平地,而单片机地串口是TTL电平地,两者之间必须有一个电平转换电路,我们采用了专用芯片MAX232进行转换.温度数据地无线传输主要基于低功耗无线传输模块PTR2000,无线数据传输模块地关键器件是无线收发芯片,本设计选择了NFR401系列地芯片,PTR2000地通信速率最高为20BIT/S, PTR2000无线数据传输模块可以利用串口进行数据地传输有三种工作模式1，发送在发送数据之前,应将模块先置于发射模式,即TXEN=1.然后等待至少5ms后（接收到发射地转换时间）才可以发送任意长度地数据.发送结束后应将模块置于接收状态,即TXEN=0.2, 接收：接收时应将PTR2000置于接收状态,即TXEN=0.然后将接收到地数据直接送到单片机串口.3,待机：当PWR=0时,PTR进入节点模式,此时地功耗大约为8uA,但在待机模式下不能接收和发射数据.数据地收、发由AT89C51控制.首先,对系统要进行初始化,让NRF401进入待机状态：使单片机工作在串口通信方式,利用单片机地中断响应,对NRF40l芯片地相应引脚进行控制,实现数据地接收或发射.数据经过无线传输及接收后再被传输至接受端地AT89C51单片机中,然后再由单片机将数据转化为可以由液晶显示板1602显示地数据.1602液晶显示模块是一个慢显示器件,所以在执行每条指令之前一定要确认模块地忙标志为低电平,表示不忙,否则此指令失效.要显示字符时要先输入显示字符地址,也就是告诉模块在哪里显示字符. 最后通过液晶显示屏和数码管地温度数据对比,判断进行无线地温度传输数据是否正确.第四章各个元器件及芯片简介4.1 AT89C51单片机介绍AT89C51单片机简介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）地低电压,高性能CMOS8位微处理器,俗称单片机.单片机地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,与工业标准地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 地AT89C51是一种高效微控制器,AT89C2051是它地一种精简版本.1．主要特性：1、与MCS-51 兼容2、4K字节可编程闪烁存储器3、1000写/擦循环数据保留时间10年4、全静态工作,0Hz-24Hz·三级程序存储器锁定5、128*8位内部RAM32可编程I/O线6、两个16位定时器/计数器7、5个中断源8、可编程串行通道低功耗地闲置和掉电模式9、片内振荡器和时钟电路2．主要管脚说明：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口地管脚第一次写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/地址地第八位. P1口：P1口是一个内部提供上拉电阻地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,这是由于内部上拉地缘故.P2口：P2口为一个内部上拉电阻地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口地管脚被外部拉低,将输出电流.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存取时,P2口输出地址地高八位.P3口：P3口管脚是8个带内部上拉电阻地双向I/O口,可接收输出4个TTL门电流.当P3口写入“1”后,它们被内部上拉为高电平,并用作输入.作为输入,由于外部下拉为低电平,P3口将输出电流（ILL）这是由于上拉地缘故.4.2 DS18B20温度传感器简介DS18B20是DALLAS公司生产地一线式数字温度传感器,具有3引脚TO－92小体积封装形式；温度测量范围为－55℃～＋125℃可编程为9位～12位A/D 转换精度,测温分辨率可达 0.0625℃,被测温度用符号扩展地16位数字量方式串行输出；其工作电源既可在远端引入,也可采用寄生电源方式产生；多个DS18B20可以并联到3 根或2根线上,CPU只需一根端口线就能与诸多DS18B20通信,占用微处理器地端口较少,可节省大量地引线和逻辑电路.以上特点使DS18B20非常适用于远距离多点温度检测系统.DS18B20地内部结构主要由4部分组成：64 位ROM、温度传感器、非挥发地温度报警触发器TH和TL、配置寄存器.DS18B20地管脚排列如图2所示,DQ 为数字信号输入／输出端；GND为电源地；VDD为外接供电电源输入端.ROM中地64位序列号是出厂前被光刻好地,它可以看作是该DS18B20地地址序列码,每个DS18B20地64位序列号均不相同.64位ROM地排地循环冗余校验码（CRC=X8＋X5＋X4＋1）. ROM地作用是使每一个DS18B20都各不相同,这样就可以实现一根总线上挂接多个DS18B20地目地.图1DS18B20地管脚图DS18B20中地温度传感器完成对温度地测量,用16位符号扩展地二进制补码读数形式提供,以0.0625℃/LSB形式表达,其中S为符号位.例如＋125℃地数字输出为07D0H,＋25.0625℃地数字输出为0191H,－25.0625℃地数字输出为FF6FH,－55℃地数字输出为 FC90H.高低温报警触发器TH和TL、配置寄存器均由一个字节地EEPROM组成,使用一个存储器功能命令可对TH、TL或配置寄存器写入. R1、R0决定温度转换地精度位数：R1R0=“00”,9位精度,最大转换时间为93.75ms；R1R0=“01”,10位精度,最大转换时间为 187.5ms；R1R0=“10”,11位精度,最大转换时间为375ms；R1R0=“11”,12位精度,最大转换时间为750ms；未编程时默认为12位精度.高速暂存器是一个9字节地存储器.开始两个字节包含被测温度地数字量信息；第3、4、5字节分别是TH、TL、配置寄存器地临时拷贝,每一次上电复位时被刷新；第6、7、8字节未用,表现为全逻辑1；第9字节读出地是前面所有8个字节地CRC码,可用来保证通信正确.4.3 PTR2000模块介绍无线数据收发模块ptr2000采用抗干扰能力较强地FSK调制/解调方式,其工作频率稳定可靠,外围元件少、功耗极低且便于设计生产,这些有一些特性使得PTR2000非常适用于便携机手持产品.可广泛用于遥控、遥测、小型无线网络、无线抄表、门禁系统、小区传呼、工业数据采集、无线标签等系统.无线数据传输模块地关键器件是无线收发芯片.以下是几点选择芯片或者模块地选择标准.收发芯片数据传输地编码方式采用曼彻斯特编码地芯片,在编程上会需要较高地技巧和经验,需要更多地内存和程序容量,并且曼彻斯特编码大大降低数据传输地效率,一般仅能达到标称速率地1/3.而采用串口传输地芯片,如NRF401系列地芯片,应用及编程非常简单,传输速率很高,标称速率就是实际速率,因为串口地编程相对简单,编程开发工作也很方便.收发芯片地分装和管脚数较小地管脚以及分装,有利于较少PCB面积,适合测控地设计.NRF401仅20脚,是管脚和体积最小地.同时NRF401还具有以下特点：工作频率为国际通用地数据频段433MHZ；采用FSK调制,直接数据输入输出,抗干扰能力强,特别适用工业控制场合,采用DSS+PLL频率合成技术,频率稳定性极好,灵敏度高达-105dBm；功耗小接受待机状态时,电流仅为8UA,最大发射功率为10dBm,低工作电压（2.7V）可满足低功耗设备地要求,具有多个频道,可方便地切换工作频率特别适用于需要多信道工作地场合,工作速率最高可达20kbit/s,仅外接一个好、晶振和几个阻容、电感元件,基本无需调试,由于采用了低发射功率、高接收灵敏度地设计,适用距离最远可达1000M.内部电路图如下：4.4 MAX813芯片介绍看门狗电路在单片机中以加电、掉电以及供电电压下降情况下地复位输出,复位脉冲宽度典型值为200 ms.独立地看门狗输出,如果看门狗输入在1．6 s内未被触发,其输出将变为高电平, 1.25 V门限值检测器,用于电源故障报警、电池低电压检测或＋5 V 以外地电源监控,低电平有效地手动复位输入.各引脚功能及工作原理1、手动复位输入端（）当该端输入低电平保持140 ms以上,MAX813就输出复位信号.该输入端地最小输入脉宽要求可以有效地消除开关地抖动.2、工作电源端（VCC）：接+5V电源.3、电源接地端（GND）：接0 V参考电平..4、电源故障输入端（PFI）当该端输入电压低于1．25 V时,5号引脚输出端地信号由高电平变为低电平.5、电源故障输出端（)电源正常时,保持高电平,电源电压变低或掉电时,输出由高电平变为低电平.6、看门狗信号输入端（WDI）程序正常运行时,必须在小于1．6 s地时间间隔内向该输入端发送一个脉冲信号,以清除芯片内部地看门狗定时器.若超过1．6 s该输入端收不到脉冲信号,则内部定时器溢出,8号引脚由高电平变为低电平.7、复位信号输出端（RST）上电时,自动产生200 ms地复位脉冲；手动复位端输入低电平时,该端也产生复位信号输出.8、看门狗信号输出端（）.正常工作时输出保持高电平,看门狗输出时,该端输出信号由高电平变为低电平.芯片管脚图如下：4.5 MAX7219芯片介绍MAX7219是Maxim公司推出地8位LED串行显示驱动器,它采用3线串口传送数据,占用资源少且硬件简单,只需一个外部电阻即可方便地调节LED地亮度；可灵活地选择显示器地个数( 1～8个, 级联可成倍增加)；可进行译码或不译码显示；内含硬件动态扫描控制,可设置低功耗停机方式.引脚功能和工作原理MAX7219采用24脚双列直插式封装,其引脚如图3所示.SEGA～SEGG和DP 分别为LED七段驱动器线和小数点线,供给显示器源电流；DIG0～DIG7为8位数字驱动线,输出位选信号,从每位LED共阴极吸入电流.图3 MAX7219 引脚功能DIN是串行数据输入端.在CLK 地上升沿,一位数据被加载到内部16位移位寄存器中,CLK最高频率可达10MHz,由DIN端移入到内部寄存器中；LOAD用在LOAD地上升沿,16位串行数据被锁存到数据或控制寄存器中,LOAD必须在第16个时钟上升沿地同时或之后、在下一个时钟上升沿之前变高, 否则数据将被丢失.每组数据为16 位二进制数据包.其中D15～D12位不用,D11～D8位为内部5个控制寄存器和8个LED显示数据寄存器地地址,D7～D0位为5个控制寄存器和8个LED数码管待显示地数据,因为控制寄存器与显示数据寄存器独立编址,所以可以通过程序对每个寄存器进行操作.MAX7219内部有14个可寻址地控制字寄存器.MAX7219是八位串行共阴LED数码管动态扫描驱动电路,其峰值段电流可达40mA,最高串行扫描速率为10MHz,典型扫描速率为1300Hz,仅使用单片机3个I/O口,即可完成对八位LED数码管地显示控制和驱动, 线路非常简单,控制方便,外围电路仅需一个电阻设定峰值段电流,同时可以通过软件设定其显示亮度；还可以通过级联,完成对多于八位地数码管地控制显示.值得一提地是,当工作于关闭（SHUTDOWN)方式时,不仅单片机仍可对其传送数据和修改控制方式,而且芯片耗电仅为150uA.4.6 1602液晶显示屏介绍工业字符型液晶,能够同时显示16x02即32个字符.（16列2行）注：为了表示地方便 ,后文皆以1表示高电平,0表示第电平.1.管脚功能1602采用标准地16脚接口,其中：第1脚：VSS为电源地第2脚：VDD接5V电源正极第3脚：V0为液晶显示器对比度调整端,接正电源时对比度最弱,接地电源时对比度最高（对比度过高时会产生“鬼影”,使用时可以通过一个10K地电位器调整对比度）.第4脚：RS为寄存器选择,高电平1时选择数据寄存器、低电平0时选择指令寄存器. 第5脚：RW为读写信号线,高电平(1)时进行读操作,低电平(0)时进行写操作.第6脚：E(或EN)端为使能(enable)端.第7～14脚：D0～D7为8位双向数据端.第15～16脚：空脚或背灯电源.15脚背光正极,16脚背光负极.2.字符集1602液晶模块内部地字符发生存储器（CGROM)已经存储了160个不同地点阵字符图形,这些字符有：阿拉伯数字、英文字母地大小写、常用地符号、和日文假名等,每一个字符都有一个固定地代码,比如大写地英文字母“A”地代码是01000001B（41H）,显示时模块把地址41H中地点阵字符图形显示出来,我们就能看到字母“A”.第五章各部分电路设计5.1 看门狗电路本设计中看门狗电路主要用到MAX813芯片,及其他外围电路,在设计中看门狗电路地工作原理是：当系统工作正常时,CPU将每隔一定时间输出一个脉冲给看门狗,即“喂狗”,若程序运行出现问题或硬件出现故障时而无法按时“喂狗”时,看门狗电路将迫使系统自动复位而重新运行程序.主要作用是防止程序跑飞或死锁.看门狗电路其实是一个独立地定时器,有一个定时器控制寄存器,可以设定时间（开狗）,到达时间后要置位（喂狗）,如果没有地话,就认为是程序跑飞,就会发出RESET指令,当为高电平时,开始复位.功能如下：本电路巧妙地利用了MAX813地手动复位输入端.只要程序一旦跑飞引起程序“死机”,端电平由高到低,当变低超过140 ms,将引起MAX813产生一个200 ms地复位脉冲.同时使看门狗定时器清0和使引脚变成高电平.也可以随时使用手动复位按钮使MAX813产生复位脉冲,由于为产生复位脉冲端要求低电平至少保持140ms以上,故可以有效地消除开关抖动.该电路可以实时地监视电源故障（掉电、电压降低等）.图6 中R5未经稳压地直流电源.电源正常时,确保R3地电压高于1．26 V,即保证MAX813地PFI 输入端电平高于1.26 V.当电源发生故障,PFI输入端地电平低于1．25 V时,电源故障输出端电平由高变低,引起单片机中断,CPU响应中断,执行相应地中断服务程序,保护数据,断开外部用电电路等.5.2 温度采集电路温度采集部分主要用到八个数字温度传感器DS18B20, 因为支持一线总线接口,可将八个温度传感器串接在一起,接在P1.1口,采用寄生电源方式,将VDD 与GND共同接地,同时采用一结型场效应管进行驱动.温度传感器将采集到地信号送到单片机中,信号在单片机种进行处理,存储,通过键盘电路中所按下地按键,数据将在数码管显示屏中显示,这里所用到地数码管为共阴极数码管,共四个,第一个显示温度地符号（+或-）其余三个显示所测温度值,温度范围为（-55℃—125℃）,采用MAX7219芯片驱动数码管,通过片选选择数码管地个数,段选选择数码管地八个引脚,这种设计简单且用到地端口较少,一目了然,同时当温度超过此范围,报警电路将会发出警告,提醒人们温度值过大.同时信号也将被送至无线收发模块.电路图如下：温度采集电路原理图5.3 串口电路单片机从一个I/O引脚逐位传输一些列二进制编码数据,就是串行通信.所谓串行通信是指外设和计算机家门适用一根数据信号线数据在一根数据信号线上一位一位地进行传输,每一位数据都占据一个固定地时间长度,这种通信方式使用地数据线少,传输速度比并行传输慢.串行通信地优点在于远程通信和上下位机通信,51系列单片机通过自身地串口完成通信,高串口是一个可编程地全双工串行通信接口.串口通信协议地内容接口地电气特性在RS-232-C中任何一条信号线地电压均为负逻辑关系.即要求接收器能识别低至+3V地信号作为逻辑“0”,高到-3V地信号作为逻辑“1”.接口地物理结构 RS-232-C接口连接器一般使用型号为DB-25地25芯插头座,通常插头在DCE端,插座在DTE端. 一些设备与PC机连接地RS-232-C接口,因为不使用对方地传送控制信号,只需三条接口线,即“发送数据”、“接收数据”和“信号地”.所以采用DB-9地9芯插头座,传输线采用屏蔽双绞线. 串口电路图如下：C2 0.1uf C1 0.1ufc30.1ufc40.1ufC50.1ufVCC单片机的TXD单片机的RXD单片机和其串口电平转换芯片的连接电路235SJ1RS232信号123C1+1C1-2C2+3C2-4T1IN5T2IN6R1OUT7V+14V-13T2OUT11R1IN10R2IN9T1OUT12R2OUT81615VCCGNDMAX2025.4 显示电路显示电路主要有另一块AT89C51单片机、外围电路及1602液晶显示屏组成.1602液晶显示屏能显示32个字符,内部地字符发生存储器（CGROM)已经存储了160个不同地点阵字符图形,这些字符有：阿拉伯数字、英文字母地大小写、常用地符号、和日文假名等,当数据传输过来时,液晶屏地第一行显示温度两字,第二行显示温度数值.电路图如下：显示模块。
基于单片机的多路信号采集系统设计
作 者 简介 ： 刘 瑞涛（１ ９ ７ ９． １ ２ 一 ） ， 男（ 汉族 ） ， 河 北 石 家庄 人 ， 硕 士， 讲师 ， 主 要研 究 方 向 ： 单 片机 控 制 技 术 。
设 计 开 发
此款芯片是一种经济 、 高性能单片机 ， 市 场推广度高 ， 其特性如下 ： （ １ ） ４ ＫＢ 在系统编程（ Ｉ Ｓ Ｐ ） Ｆ ｌ ａ ｓ ｈ闪速存储器 １ ２ ８ Ｂ 片 内ＲＡ Ｍ； （ ２ ） １ ０ ０ ０ 次擦写周期 ； （ ３ ） 工作 电压４ ～５ ． ５ Ｖ， 编程 电压 １ ２ Ｖ ／ ５ Ｖ； （ ４ ） 工作 频率 ０ ～３ ３ ＭＨｚ ； （ ５ ） 可编程 并口线３ ２ 个； （ ６ ） 中断源５ 个； （ ７ ） ２ 个ｌ ６ 位定时／ 计数数器 ； （ ８ ） 全双 工 串 行 ＵＡＲＴ 通道 。 本信号 采集 系统输入 的模拟量为一些常用工业上 的非高速变 化信号 ， 例如 温度、 压力、 流量等 ， 考虑 到系统设计 的复杂性和成本 制造的经济性 ， 我们选用美国Ｔ Ｉ 公司设计生产的ｌ ２ 位串行模数转换 器ＴＬ Ｃ ２ ５ ４ ３ ， 它 是１ ２ 位开关 电容逐次逼近型Ａ ／ Ｄ 转换器 ， 通过串行 接 口与主控 制器或外设通信 。 Ｔ Ｌ Ｃ ２ ５ ４ ３ 片内有一个１ ４ 通道的模拟多 路复用器 ， 可对 ｌ １ 个输入通道或３ 个内部 自校准 电压进行采集 ， 采样 保持是 自动进行的。 每次采样结束后 ， Ｅ ＯＣ 输出变成高电平 ， 表 明转 换 已经结束 ， 可以读取数据。 这些转换器均接受差分外部基 准输入 ， 实现 比例型Ａ／ Ｄ转换。 其特点有 ： （ １ ） 分辨率 ： １ ２ 位； （ ２ ） 转换 时间 ： １ ０ ｕ ｓ ； （ ３ ） １ １ 个模 拟输入通道 ； （ ４ ） 内建３ 种 自测试模式 ； （ ５ ） 采样保持功能 ； （ ６ ） 线性误差 ： ±１ Ｌ Ｓ Ｂ； （ ７ ） 转 换结束标志输出 ； （ ８ ） 片内系统时钟 ； （ ９ ） 单极性或者双极性 输出； （ １ ０ ） 可 编程 的 ＭＳ Ｂ 在前或Ｌ Ｓ Ｂ 在前 ； （ １ １ ） 可 编 程 输 出数 据 长度 。 在 串 口通 信 过 程 中 ， 单 片 机 串 口使 用 的 是ＴＴ Ｌ 电平 ， Ｐ Ｃ 机 使 用 的是 Ｒ Ｓ ２ ３ ２ 电平 ， 单片机与Ｐ Ｃ 机不能直接连接 ， 通 常 需 要 在 单 片 机 端通 过ＭＡＸ ２ ３ ２ 芯 片将 电平转换为Ｒ Ｓ ２ ３ ２ 电平格式 。 信号采集系统 电 路 原 理 图如 图 １ 所示 。
《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、环境监测等领域的应用越来越广泛。
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路信号的同时采集、处理及实时监控，以适应复杂多变的应用环境。
二、系统概述本系统采用单片机作为核心控制器，结合LabVIEW软件进行数据采集和处理。
系统由多个传感器模块、单片机控制器、数据传输模块以及上位机软件组成。
传感器模块负责实时监测各种物理量，如温度、湿度、压力等，并将采集到的数据传输给单片机控制器。
单片机控制器对数据进行处理和存储，并通过数据传输模块将数据发送至上位机软件进行进一步的处理和显示。
三、硬件设计1. 传感器模块：传感器模块采用高精度、高稳定性的传感器，如温度传感器、湿度传感器等，实现对物理量的实时监测。
传感器模块的输出为数字信号或模拟信号，方便与单片机进行通信。
2. 单片机控制器：采用具有高速处理能力的单片机作为核心控制器，实现对数据的快速处理和存储。
单片机与传感器模块和数据传输模块进行通信，实现数据的实时采集和传输。
3. 数据传输模块：数据传输模块采用无线或有线的方式，将单片机控制器的数据传输至上位机软件。
无线传输方式具有灵活性高、安装方便等优点，但需要考虑信号干扰和传输距离的问题；有线传输方式则具有传输速度快、稳定性好等优点。
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实时采集、处理和存储。
同时，程序还需要与上位机软件进行通信，实现数据的实时传输。
2. LabVIEW程序设计：LabVIEW程序采用图形化编程语言编写，实现对单片机传输的数据进行实时处理和显示。
同时，LabVIEW程序还可以实现对数据的存储、分析和报警等功能。
五、系统实现1. 数据采集：传感器模块实时监测各种物理量，并将采集到的数据传输给单片机控制器。
基于单片机的数据采集和无线数据传输系统设计
基于单片机的数据采集和无线数据传输系统设计一、本文概述随着信息技术的快速发展和物联网的广泛应用，数据采集和无线数据传输在各个领域都发挥着越来越重要的作用。
基于单片机的数据采集和无线数据传输系统设计，以其低成本、高效率、易扩展等特点，受到了广泛关注和应用。
本文旨在探讨基于单片机的数据采集和无线数据传输系统的设计原理、实现方法以及在实际应用中的优势与挑战。
本文将首先介绍系统的整体架构，包括数据采集模块、单片机处理模块和无线数据传输模块的设计。
然后，详细阐述各个模块的工作原理和实现技术，包括传感器选型、数据采集电路设计、单片机选型与编程、无线传输协议选择以及数据传输的稳定性与可靠性保障等。
本文还将分析该系统设计在实际应用中的性能表现，如数据传输速度、传输距离、功耗等，并通过具体案例展示其在环境监测、智能家居、工业自动化等领域的应用效果。
文章将总结该系统设计的优点与不足，并对未来发展方向进行展望，以期为相关领域的研究和实践提供有益的参考和启示。
二、单片机基础知识单片机（Microcontroller Unit，MCU）是一种集成电路芯片，它采用超大规模集成电路技术把具有数据处理能力的中央处理器CPU、随机存储器RAM、只读存储器ROM、多种I/O口和中断系统、定时器/计数器等功能集成到一块硅片上，构成一个小而完善的微型计算机系统。
单片机具有体积小、功耗低、控制功能强、扩展灵活、抗干扰能力强、性价比高等一系列优点，因此在工业控制、智能仪表、汽车电子、通信设备、家用电器、航空航天等许多领域得到了广泛应用。
单片机按照其内部结构可以分为多种类型，例如8051系列、AVR 系列、PIC系列、ARM系列等。
每种类型的单片机都有其独特的指令集、架构和外设接口，因此在使用时需要了解其具体的特性和编程方法。
在数据采集和无线数据传输系统设计中，单片机通常作为核心控制器，负责数据的采集、处理、存储和传输。
通过编程，单片机可以控制外设进行数据采集，如使用ADC（模数转换器）将模拟信号转换为数字信号，或者使用传感器接口读取传感器的输出值。
基于RS-232的数据采集系统设计课程设计论文
吉林化工学院信息与控制工程学院专业综合设计说明书基于RS-232的数据采集系统设计吉林化工学院信息与控制工程学院专业综合设计说明书专业综合设计任务书一、设计题目：基于RS-232的数据采集系统设计二、设计目的1、掌握MAX232芯片的性能指标、特点及使用方法；2、掌握ADC0832和CD4051芯片的性能指标、特点及使用方法；3、掌握SST89E516RD单片机性能指标、特点及使用方法，了解SST89E516RD单片机控制ADC0832和CD4051的软件编程方法；4、了解7805构成直流稳压电源的电路组成及工作原理。
三、设计任务及要求设计数据采集与RS-232通信硬件电路并完成以下任务：1、单片机为核心的数据采集器对八路模拟量和八路开关量进行实时采集，采集的数据由单片机处理后经RS-232串口线送PC机；2、PC机接收到采集数据后，由图形界面动态显示，当参数超限时进行声光报警。
四、设计时间及进度安排设计时间共三周（ 2015.9.7 – 2015.9.25）,具体安排如下表：基于RS-232的数据采集系统设计目录专业综合设计任务书 (I)第1章绪论 (1)第2章硬件系统设计 (2)2.1 SST89E516RD2单片机及其最小系统电路 (2)2.1.1 SST89E516RD2芯片简介 (2)2.1.2 51系列最小系统电路组成 (3)2.2 X5045看门狗电路 (3)2.2.1 25045芯片简介 (3)2.2.2 基本工作原理 (4)2.3 MAX232电平转换电路 (4)2.3.1 MAX232芯片简介 (4)2.3.2 电平转换原理 (5)2.4 AD0832模拟量采集电路 (5)2.4.1 AD0832芯片简介 (5)2.4.2 CD4051芯片简介 (6)2.4.3 模拟量产生-采集电路 (6)2.5 开关量采集电路 (7)2.6 +5V直流电源设计电路 (8)2.6.1 7805简介 (8)2.6.2 直流电源设计基本原理 (8)第3章软件系统设计 (9)3.1 系统程序流图 (9)3.2 关键程序示例 (9)3.2.1 AD0832采集程序 (9)3.2.2 串行发送程序 (11)3.3 DXP软件介绍及使用 (11)3.4 Visual Basic软件介绍及使用 (12)3.5 上位机与单片机通信的实现 (12)3.5.1 程序下载到单片机 (12)3.5.2 数据采集到上位机 (13)结论 (14)参考文献 (15)附录（电路原理图） (16)吉林化工学院信息与控制工程学院专业综合设计说明书第1章绪论近年来，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。
基于单片机的图像处理采集系统
（二 〇 一 二 年 六 月本科毕业设计说明书 学校代码： 10128 学 号：题 目：基于单片机的图像处理采集系统设计与实现 学生姓名： 学 院： 系 别： 专 业： 班 级： 指导教师：摘要传统的工业级图像处理采集系统大多是由CCD摄像头、图像采集卡和PC机组成，虽已得到了广泛的应用，但是它具有结构复杂，成本高，体积大，功耗大等缺点。
随着单片机的迅速发展，开发一种智能控制及智能处理功能的微型图像处理采集系统成为可能，并且也克服了传统图像处理采集系统的诸多缺点。
本设计提出了基于单片机的图像采集系统，该系统主要由四大模块组成：第一个是单片机控制模块，对摄像头进行控制；第二个是摄像头模块，即进行图像拍摄和取图；第三个是Zigbee无线传输模块，功能是将图像传送到上位机；最后是上位机，实现图像显示功能。
其优点是硬件电路简单，软件功能完善，控制系统可靠，性价比较高，使用环境广泛及成本低等。
利用Proteus和Keil进行仿真调试，可以看到设计内容的运行结果，验证系统运的行正确及稳定性，并且实现了图像处理采集功能，所以具有一定的实用和参考价值。
关键词：单片机；Proteus；图像采集AbstractThe traditional industrial image processing collection system by CCD camera, mostly image collection card and PC unit into, although already a wide range of applications, but it has the structure is complex, high cost, big volume and shortcomings, such as big power consumption. With the rapid development of the single chip microcomputer, the development of a kind of intelligent control and intelligent processing function of micro image processing collection system possible, and also overcome traditional image processing collection system of many of the faults.This design is put forward based on SCM image acquisition system, the system consists of four modules: the first one is the single chip microcomputer control module, the camera to control; The second is a camera module, the image shoot and take diagram; The third is Zigbee wireless transmission module, the function is will images to PC; Finally the PC, realize image display function. Its advantage is hardware circuit is simple, software perfect function, control system and reliable, high cost performance, use extensive and environment cost low status. Use Proteus and Keil simulation commissioning, can see the operation of the design content, as demonstrated the correct and do the system stability, and realize the image processing collection function, so has certain practical and reference value.Keywords:Single-Chip Microcomputer;Proteus; Image Capture目录第一章绪论 (1)1.1 课题研究现状 (1)1.2 课题研究目的意义 (1)1.3 本课题研究的主要内容 (1)第二章硬件设计 (2)2.1 系统设计方案 (2)2.2 硬件简介 (2)2.2.1 80C51简介 (2)2.2.2 I/O端口 (4)2.2.3 控制引脚 (5)2.3 摄像头 (6)2.3.1 波特率 (6)2.3.2 数据包 (6)2.3.3 摄像头控制指令 (6)2.4 Zigbee无线传输模块 (9)2.4.1 Zigbee简介 (9)2.4.2 Zigbee技术应用领域 (10)2.4.3 Zigbee 技术特点 (10)第三章软件设计及调试 (12)3.1 Keil调试 (12)3.1.1 Keil简介 (12)3.1.2 Keil调试过程 (12)3.2 程序设计 (19)3.3 电路图设计 (20)3.3.1 Proteus简介 (20)3.3.2 电路图设计过程 (23)3.4 Keil与Proteus联机调试 (27)结论 (30)参考文献 (31)附录 (32)程序清单 (32)谢辞 (34)第一章绪论1.1 课题研究现状随着现代电子信息技术的迅速发展，使得信息处理技术越来越重要，而图像处理采集技术在信息处理技术当中有着异常重要的位置。
AT89C51的数据采集
基于AT89C51的数据采集系统设计新方法电子元器件应用引言近年来，随着制造技术的发展，单片机的价格越来越低，性能却不断提升，因而其应用范围也越来越广。
然而在开发基于单片机的应用系统时，传统方法一般都需要大量的硬件设备，这些设备极易损坏而且携带不方便。
为此，本文基于AT89C51数据采集系统详细说明了如何利用Pro-teus和两款串口仿真软件来进行单片机程序及外围电路的仿真设计。
采用该方法可以大大简化硬件电路测试和系统调试过程，对单片机系统开发具有指导意义。
本文介绍的基于AT89C5l单片机的数据采集系统能实现16路信号输入，每一路都是0～10 mV的信号，每秒钟采集一遍，从而将数据传给上位PC计算机。
1 硬件设计1．1 主控芯片AT89C51是一种带有4 KB闪烁可编程可擦除只读存储器的低电压，高性能CMOS 8位微处理器，可为很多嵌入式控制系统提供灵活且价廉的方案。
所以，本设计采用ATMEL公司的AT89C51作为程序的主控芯片。
AT89C51数据总线是由P0口提供的，P0口本身能以多种方式提供数据总线和地址总线。
当ALE输出信号为高电平时，P0将输出的数据锁入总线驱动器中作为地址的低8位，然后和P2送出来的高8位地址一起组成一个完整的16位地址，以寻址到外部的64KB的地址空间。
AT89C51的地址总线比较简单(只有3个：RD、WR、PSEN)，其中RD是用来读取外部数据内存的控制线，WR是用来写数据到外部数据内存的控制线，PSEN是用来存取外部程序内存的读取控制线。
由于P0口是数据和地址分时复用口，故要进行地址锁存，本设计使用74HC573作为锁存器。
1．2 系统硬件电路本系统的硬件电路原理如图1所示。
因为ADC0809的地址选择端A、B、C都接地，所以ADC0809的数据采集通道只有IN0被选通。
16路模拟信号连接到多路选择模拟开关HCC4067后，即可通过地址选择端A、B、C、D进行选择，每一次选通一路，选通的通道经IO COM X和ADC0809的IN0相连，以进行A／D转换。
基于单片机的脉冲数据采集电路设计
基于单片机的脉冲数据采集电路设计朱超;孙万麟;宋莉莉【摘要】脉冲数据采集系统是以单片机AT89S52为核心的八通道数据采集系统,该数据采集系统具有结构简单、原理清晰、功耗低、可靠性高等优点,能实现对多路模拟通道信号的数据采集与处理.并将采集的数据传送A/D转换电路,将非电信号转换为模拟信号,再由模拟信号再转化为数字信号并且通过数显器显示脉冲数据从而驱动控制电机.【期刊名称】《电子设计工程》【年(卷),期】2015(023)004【总页数】4页(P158-160,164)【关键词】单片机;数据采集系统;脉冲数据;转换电路【作者】朱超;孙万麟;宋莉莉【作者单位】新疆昌吉学院物理系,新疆昌吉831100;新疆昌吉学院物理系,新疆昌吉831100;新疆昌吉学院物理系,新疆昌吉831100【正文语种】中文【中图分类】TP274+.1脉冲信号的丢失往往是造成误差的主要因素，特别是对一些非电信号的检测，比如说位移量转化为脉冲信号，而精确的测量位移然后准确的转化为脉冲数据就显得尤为重要，现阶段市场上有很多一起可以直接将脉冲数据转化为位移、速度等物理量，如数字显示器，但很少有将位移量转化为脉冲信号的，因此，我们可以设计一种可以直接将位移量转化为脉冲数据的，并且可以通过显示器显示的测量电路，这将给我们测量带来诸多便利。
1 AT89S52数据采集指标分析常见的数据采集系统提出采用上位机和下位机两层结构模式。
下位常采用单片机完成前端的多路数据采集，上位机则通常用PC机或工控机来实现系统的控制和相关的数据处理机结果显示。
有线常用RS－232或RS－485通信协议等，其上可以运行地址或数据等不同的信号类型，之间采用分时或编码的方式加以区分。
由于采用主从双MCU系统，所以这部分问题的核心在于选择什么芯片[1]。
设计要求采样八通道，精度为4位，因此可以采用8位的ADC芯片，选用RS－232串口，由于RS－232性价比高，在短距离传输稳定等优点，在本设计中完全可以满足要求。
基于STM32微控制器和CH438Q数据采集器的设计与实现
㊀２０２１年㊀第１期仪表技术与传感器Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔ㊀Ｔｅｃｈｎｉｑｕｅ㊀ａｎｄ㊀Ｓｅｎｓｏｒ２０２１㊀Ｎｏ．１㊀基金项目：国家重点研发计划（２０１６ＹＦＣ０３０２１００）；青岛海洋科学与技术国家实验室鳌山科技创新计划项目（２０１７ＡＳＫＪ０１）收稿日期：２０１９－１１－２１基于ＳＴＭ３２微控制器和ＣＨ４３８Ｑ数据采集器的设计与实现刘㊀君，程㊀凯，赵培刚，徐㊀爽，马㊀超（中国海洋大学，光学光电子青岛市重点实验室，山东青岛㊀２６６１００）㊀㊀摘要：为有效解决深海资源探测传感器搭载数量以及控制系统小型化问题，结合ＳＴＭ３２Ｆ１０３ＲＣＴ６和ＣＨ４３８Ｑ设计了一种能够在深海区域控制多种传感器并将实时探测到的数据进行分类存储的小型化数据采集控制系统㊂海上试验结果表明，数据采集系统工作稳定㊁数据完整，可广泛应用于各种海洋环境监测和深海资源探测系统的建设中㊂关键词：数据采集；海洋探测；串口扩展；ＳＴＭ３２；ＣＨ４３８Ｑ中图分类号：ＴＰ３６８．１㊀㊀㊀文献标识码：Ａ㊀㊀㊀文章编号：１００２－１８４１（２０２１）０１－００３０－０３ＤｅｓｉｇｎａｎｄＩｍｐｌｅｍｅｎｔａｔｉｏｎｏｆＤａｔａＣｏｌｌｅｃｔｏｒＢａｓｅｄｏｎＳＴＭ３２ＭｉｃｒｏｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒｓａｎｄＣＨ４３８ＱＬＩＵＪｕｎ，ＣＨＥＮＧＫａｉ，ＺＨＡＯＰｅｉ⁃ｇａｎｇ，ＸＵＳｈｕａｎｇ，ＭＡＣｈａｏ（ＯｃｅａｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＣｈｉｎａ，ＴｈｅＬａｂｏｒａｔｏｒｙｏｆＯｐｔｉｃｓａｎｄＯｐｔｏｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ，Ｑｉｎｇｄａｏ２６６１００，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ａｉｍｉｎｇａｔｔｈｅｐｒｏｂｌｅｍｏｆｃａｒｒｙｉｎｇｎｕｍｂｅｒｏｆｄｅｅｐ⁃ｓｅａｒｅｓｏｕｒｃｅｅｘｐｌｏｒａｔｉｏｎｓｅｎｓｏｒｓａｎｄｍｉｎｉａｔｕｒｉｚａｔｉｏｎｏｆｔｈｅｃｏｎ⁃ｔｒｏｌｓｙｓｔｅｍ，ａｔｅｓｔｉｎｇｍｉｎｉａｔｕｒｉｚｅｄｄａｔａａｃｑｕｉｓｉｔｉｏｎａｎｄｃｏｎｔｒｏｌｓｙｓｔｅｍｆｏｒｃｏｎｔｒｏｌｍｕｌｔｉｐｌｅｓｅｎｓｏｒｓｉｎｔｈｅｄｅｅｐ⁃ｓｅａａｒｅａｔｏｃｌａｓｓｉｆｙａｎｄｓｔｏｒｅｔｈｅｒｅａｌ⁃ｔｉｍｅｄｅｔｅｃｔｅｄｄａｔａｂａｓｅｄｏｎＳＴＭ３２Ｆ１０３ＲＣＴ６ａｎｄＣＨ４３８Ｑｗａｓｄｅｓｉｇｎｅｄ．Ｔｈｅｏｆｆｓｈｏｒｅｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｓｓｈｏｗｔｈａｔｔｈｅｄａｔａａｃｑｕｉｓｉｔｉｏｎｓｙｓｔｅｍｉｓｓｔａｂｌｅａｎｄｃｏｍｐｌｅｔｅ，ｗｈｉｃｈｃａｎｂｅｗｉｄｅｌｙｕｓｅｄｉｎｖａｒｉｏｕｓｍａｒｉｎｅｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇａｎｄｄｅｅｐ⁃ｓｅａｒｅｓｏｕｒｃｅｅｘｐｌｏｒａｔｉｏｎｓｙｓｔｅｍｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｄａｔａａｃｑｕｉｓｉｔｉｏｎ；ｍａｒｉｎｅｅｘｐｌｏｒａｔｉｏｎ；ｓｅｒｉａｌｐｏｒｔｅｘｔｅｎｓｉｏｎ；ＳＴＭ３２；ＣＨ４３８Ｑ０㊀引言海洋为人类提供了丰富的海洋资源与发展空间［１］㊂传统的海洋科学研究方法只能从地面或者乘船从海面观察海洋，随着卫星遥感技术的发展，也可从空中对海洋进行观测，但这些方法都只能得到海洋表面的数据［２］㊂随着科学技术的发展，海洋探测技术也相应的在不断发展与改进㊂深海运载器探测技术㊁深海光学传感器探测技术㊁深海电磁学传感器技术等［３］为人类科学地认识深海提供了方法㊂认识海洋的前提是需要依靠各种传感器探测到的数据，传感器在不同海洋环境下的控制和传感器数据存取则主要依托于数据采集系统㊂在设计数据采集系统中，采用微控制器ＳＴＭ３２作为系统的控制核心，由于试验需要搭载多种ＲＳ２３２串行接口的传感器进行测试，而ＳＴＭ３２所提供的３个串口不能满足需求，必须进行串口扩展㊂本文结合ＳＴＭ３２单片机和串口扩张芯片ＣＨ４３８Ｑ设计实现了一种集成度高㊁配置灵活㊁小型化㊁多种传感器接入的数据采集系统㊂１㊀系统架构海洋数据采集系统集传感器供电与管理于一体，兼容数字量㊁模拟量等接口传感器，可以广泛地应用在各种海洋监测平台系统建设中，能够满足在线观测与自容监测的设计需要［４］㊂数据采集系统的整体设计是基于深海环境背景下设计的，其整体设计图如图１所示㊂图１㊀海洋探测数据采集器整体设计框图㊀㊀㊀㊀㊀第１期刘君等：基于ＳＴＭ３２微控制器和ＣＨ４３８Ｑ数据采集器的设计与实现３１㊀㊀数据采集系统主要分为供电电源，微控制器，串口扩展三部分㊂供电电源负责为微控制器㊁串口扩展以及外接传感器提供电源管理；串口扩展部分负责与各种传感器进行通信对接，将传感器探测的数据传输到微控制器之中㊂微控制器是整个数据采集系统的核心，负责控制整个数据采集系统的工作，需要对各类数据进行采集㊁处理㊁存储，对各种传感器工作状态工作进行监控，保证整个采集工作的稳定进行㊂数据采集系统各部分的详细设计需要考虑所搭载传感器的工作电压㊁通信方式㊁通信速率㊁数据格式等主要参数㊂本试验所搭载的主要传感器和其性能参数如表１所示㊂表１㊀传感器类型及性能参数传感器类型工作电压通信方式通信速率ＣＴＤ９ ２４ＶＤＣＲＳ２３２１１５２００ｂｉｔ／ｓ甲烷９ ３６ＶＤＣＲＳ２３２９６００ｂｉｔ／ｓＭｉｎｉＣＯ２５ ３０ＶＤＣＲＳ２３２９６００ｂｉｔ／ｓ自研ＣＯ２１２ＶＤＣＲＳ２３２９６００ｂｉｔ／ｓ㊀㊀传感器返回的数据格式如下所示㊂（１）ＣＴＤ返回的数据格式为：温度，电导率，压力，盐度，声速，日期，时间㊂（２）甲烷返回的数据格式为：１：甲烷浓度对应的电压值；２：温度；３：保留；４：保留；５：保留；６：保留；７：保留；８：保留㊂（３）自研ＣＯ２返回的数据格式为：开始标志，年月，日，时，分，秒，参考Ａ／Ｄ，当前Ａ／Ｄ，未校正ＣＯ２浓度，校正后ＣＯ２浓度，传感器温度，气压，内部电池温度，电源电压，记录器温度，模拟输入１，模拟输入２，数字输入１，数字输入２㊂（４）ＭｉｎｉＣＯ２返回的数据格式为：ＣＯ２浓度㊂２㊀串口扩展串口扩展部分是数据采集器中的重要部分，它主要负责接收各种传感器探测获得的数据㊁将微控制器发送的指令传达给部分传感器以及将接收到的数据再返回到微控制器，微控制器再进行相应的分类存储㊂在此部分的设计中，选用了ＣＨ４３８Ｑ芯片进行串口扩展㊂ＣＨ４３８Ｑ芯片可以扩展为８路串口，只需要在控制部分进行相应的初始化配置即可使用，而不会影响单片机自身具备的串口功能，且支持最高４Ｍｂｉｔ／ｓ的通讯波特率，可以用于单片机／嵌入式系统的ＲＳ２３２串口扩展㊁带自动硬件速率控制的高速串口等，支持串口低功耗睡眠模式㊂ＣＨ４３８Ｑ与ＳＴＭ３２通信原理如图２所示㊂图２㊀ＣＨ４３８Ｑ与ＳＴＭ３２Ｆ１０３ＲＣＴ６通信原理图ＣＨ４３８Ｑ集成扩展出来的通信接口为ＴＴＬ电平，在本次数据采集器中所要搭载的传感器均为ＲＳ２３２通信方式，因此，在串口扩展设计模块中，需要采用ＭＡＸ３２３２芯片将ＴＴＬ电平转换成ＲＳ２３２电平与传感器进行通信㊂３㊀控制部分设计微控制器采用ＳＴＭ３２Ｆ１０３ＲＣＴ６芯片，它基于高性能㊁低成本㊁低功耗嵌入式应用的ＡＲＭＣｏｒｔｅｘ－Ｍ３内核，采用ＡＲＭＶ７构架，支持Ｔｈｕｍ－２指令集，具有位带操作㊁定时器㊁可嵌套中断㊁低成本㊁低功耗㊁接口丰富等优势［５］㊂在数据采集系统中，ＳＴＭ３２微控制器负责对串口扩展模块中的ＣＨ４３８Ｑ寄存器进行初始化㊁将采集到的数据进行整合㊁存储以及对整个系统运行进行监测㊂微控制器主要功能示意图如图３所示㊂图３㊀控制模块主要功能示意图控制模块的软件设计部分是在ＫｅｉｌｕＶｉｓｉｏｎ５集成开发环境下完成的㊂软件架构基于模块化思想，针对不同的功能模块进行函数封装，提高了软件重用性和简洁性㊂３．１㊀ＣＨ４３８软件配置ＣＨ４３８Ｑ芯片内部具有８个完全独立的异步串口，在寄存器地址空间分布上，每个串口各占用８个字节的地址空间㊂对ＣＨ４３８Ｑ的串口进行初始化要根据串口号对应的地址进行相应的设置，主要包括：波特率㊁内部时钟频率㊁ＦＩＦＯ的设置㊂（１）波特率的设置是基于搭载传感器的波特率大小选择的㊂在本次试验中将串口１的波特率设置为１１５２００ｂｉｔ／ｓ，其他串口统一设置为９６００ｂｉｔ／ｓ㊂（２）内部时钟频率的大小要根据ＣＨ４３８Ｑ外部晶体的大小进行计算，其计算公式为：内部时钟频率＝外部晶振频率基准时钟ˑ１６ˑ所需通讯波特率㊀㊀㊀㊀㊀３２㊀ＩｎｓｔｒｕｍｅｎｔＴｅｃｈｎｉｑｕｅａｎｄＳｅｎｓｏｒＪａｎ．２０２１㊀设计中选用了频率为７．３７２８ＭＨｚ石英振荡器作为外部晶振，以１．８４３２ＭＨｚ作为串口内部基准时钟，所需波特率为９６００ｂｉｔ／ｓ，则公式计算后，内部时钟频率大小为０．６１４４ＭＨｚ㊂（３）设置ＦＩＦＯ模式为打开状态，触发点为１１２字节，便于数据缓存㊂３．２㊀数据处理考虑到所搭载传感器的数量和返回数据的重复，有必要对数据进行相应的处理，这样有利于数据的存储以及后期处理㊂微控制器将接收到ＣＴＤ传感器㊁甲烷传感器㊁ＭｉｎｉＣＯ２传感器㊁自研ＣＯ２传感器㊁舱内温湿度传感器以及ｐＨ传感器数据，每个传感器保留必要的数据后并用分号隔开进行组合㊂数据处理后的格式为：标志位，日期，时间，温度，电导率，压力，溶解氧，盐度，声速；甲烷浓度；参考Ａ／Ｄ，当前Ａ／Ｄ，未校正ＣＯ２浓度，校正后ＣＯ２浓度，传感器温度，气压，内部电池温度，电源电压；ＣＯ２浓度；舱内温度，舱内湿度；ｐＨ值㊂３．３㊀数据存取存储模块应具有非易失性，及在掉电后的数据不会被丢失㊂常用的有固化存储器主要包括ＦＬＡＳＨ㊁Ｅ２ＰＲＯＭ和ＳＤ卡［６］㊂在深海探测时，由于深度原因，数据一般无法进行实时传输到水面，可以采用大容量存储设备，以存储数据㊂这里选用ＳＤ卡作为数据存储器是非常合适的㊂它不仅容量可以做到很大（３２ＧＢ以上），而且方便移动，并且有几种体积的尺寸可供选择（标准的ＳＤ卡尺寸，以及ＴＦ卡尺寸等），能满足不同应用的要求㊂微控制器在将数据处理完成之后，将数据以．ＴＸＴ文件格式存储到ＳＤ卡之中，并以时间作为文件名㊂此外，为了方便测试后数据读取处理，设计了ＵＳＢ的硬件接口功能并编制了相应的控制程序，方便了数据的读取㊂４㊀近海实验结果数据采集系统装载在耐压舱体中，通过定制电缆分别与ＣＴＤ传感器㊁甲烷传感器㊁自研ＣＯ２传感器㊁ＭｉｎｉＣＯ２传感器等进行连接，工作电源由ＡＵＶ提供２４Ｖ直流电源㊂近海试验表明，数据采集器在长时间运行下可以稳定工作，通过ＵＳＢ读取的实验数据分类存储完整，达到了预期目标㊂部分实验数据整理后如表２ 表４所示㊂表２㊀ＣＴＤ传感器数据标志位日期时刻温度／ħ电导率／（Ｓ㊃ｍ－１）压力／Ｐａ溶解氧／（ｍｇ㊃Ｌ－１）盐度／（ｍｇ㊃Ｌ－１）声速／（ｍ㊃ｓ－１）＃２０１９－０４－１２０９：２１：２９１１．００７４０．０００３１－０．１６８７．２４８０．００６６７．２４８＃２０１９－０４－１２０９：２１：３９１０．９９２２０．０００３１－０．１８９７．２５７０．００６６１４５１．１７７＃２０１９－０４－１２０９：２１：４９１０．９３２７０．０００３２０．０５３７．３６６０．００６６１４５０．９５０＃２０１９－０４－１２０９：２１：５９１０．９０９００．０００３１０．０１３７．４１７０．００６６１４５０．８５８＃２０１９－０４－１２０９：２２：０９１０．９４７１０．０００３１－０．１３０７．３３００．００６６１４５１．００３表３㊀甲烷和ＭｉｎｉＣＯ２传感器数据甲烷浓度／（ｍｇ㊃Ｌ－１）参考Ａ／Ｄ当前Ａ／Ｄ未校正ＣＯ２浓度／（ｍｇ㊃Ｌ－１）校正后ＣＯ２浓度／（ｍｇ㊃Ｌ－１）传感器温度／ħ气压／Ｐａ内部电池温度／ħ电源电压／Ｖ０．３６２０１４８７０１７５８－２５０．００－２５２．９８１１．３１９８８．２２０．１７１１．８８０．４３５０１８４８０２１５１－２５０．００－２５２．８８１１．３０９８８．６１７０．３５１１．８０．５５７０１８７４０２１７７－２５０．００－２５２．７５１１．２７９８９．１３０．４０１１．８０．７９７０１８７７０２１８１－２５０．００－２５２．７７１１．２６９８９．０５０．５２１１．８０．９１００１８７７０２１８１５５９．００５６５．３４１１．２３９８８．７９０．５２１１．８表４㊀自研ＣＯ２㊁温湿度㊁ｐＨ传感器数据ＣＯ２浓度／（ｍｇ㊃Ｌ－１）舱内温度／ħ舱内湿度／％ＲＨｐＨ值５２８１０．９４３．８５．１７７５２０１１．０４３．８５．２０１５２９１１．０４３．８５．２１１５２９１１．０４３．７５．２１１５２６１１．０４３．７５．２２６５㊀结束语针对于深海资源探测设计的数据采集系统，在完成了串口扩展问题的基础上，不仅做到了集成度高㊁低功耗㊁低成本，还可以根据不同的探测任务需求，灵活搭载不同的传感器㊂后期还可以针对微控制器ＳＴＭ３２功能进行深入开发，设计不同的功能模块，满足不同领域通信控制和数据传输的需求㊂（下转第４７页）㊀㊀㊀㊀㊀第１期甄国涌等：基于ＣａｍｅｒａＬｉｎｋ的高可靠性图像数据传输设计４７㊀㊀图８㊀１６ｂｉｔ灰度图像表１㊀误码统计表测试序号传输距离／ｍ数据量／ＧＢ误码个数双校验前双校验后重传次数１４１６２６００２４３２５７００３６１６５２００４６３２９６００５８１６１０６０２６８３２１９８２８７１０１６１７５７２３８１０３２４５３１６３１５㊀结束语针对图像数据在高速传输时可靠性较低的问题，设计了基于ＣａｍｅｒａＬｉｎｋ的高可靠性图像数据传输系统㊂通过对接口时序进行优化设计以及使用ＣＲＣ校验与ＥＣＣ校验结合的双校验方法，提高了ＣａｍｅｒａＬｉｎｋ接口在传输图像数据的可靠性㊂经试验验证，加入双校验逻辑后，误码率低于一百亿分之一，图像数据传输可靠性显著提升㊂参考文献：［１］㊀杜文略，李红薇，高越．水下试验图像数据采集存储系统的设计与实现［Ｊ］．电子器件，２０１９，４２（３）：７３３－７３９．［２］㊀隋延林，何斌，张立国，等．基于ＦＰＧＡ的超高速ＣａｍｅｒａＬｉｎｋ图像传输［Ｊ］．吉林大学学报（工学版），２０１７，４７（５）：１６３４－１６４３．［３］㊀邱扬刚，邱琦，赵民伟，等．基于ＣａｍｅｒａＬｉｎｋ的高速图像采集技术研究与应用［Ｊ］．计算机测量与控制，２０１８，２６（４）：２３９－２４２．［４］㊀魏淑稳．基于ＦＰＧＡ的ＣａｍｅｒａＬｉｎｋ图像数据采集装置的研究与实现［Ｄ］．太原：中北大学，２０１９．［５］㊀张维达，崔明，张甫恺．基于异步ＦＩＦＯ的ＣａｍｅｒａＬｉｎｋ数字图像光纤传输技术［Ｊ］．仪表技术与传感器，２０１６（７）：４７－５０．［６］㊀汝兴海．图像数据高速传输和数据存储的关键技术研究与实现［Ｄ］．太原：中北大学，２０１６．［７］㊀刘源，李庆，梁艳菊．基于ＦＰＧＡ的红外目标自动检测系统［Ｊ］．红外技术，２０１９，４１（６）：５２１－５２６．［８］㊀李辉景，王淑琴，任勇峰，等．基于ＣＲＣ校验的高速长线ＬＶＤＳ传输设计［Ｊ］．电子器件，２０１５，３８（６）：１３４６－１３５１．［９］㊀朱金瑞，王代华，苏尚恩，等．存储式弹载数据记录仪存储可靠性技术研究［Ｊ］．兵器装备工程学报，２０１９，４０（１）：１５９－１６２．［１０］㊀范君健，吴国东，王志军，等．基于ＦＰＧＡ的高精度弹载压力数据采集系统［Ｊ］．兵器装备工程学报，２０１７，３８（９）：１０２－１０７．作者简介：甄国涌（１９７１ ），教授，博士，主要研究领域为动态测试技术㊂Ｅ⁃ｍａｉｌ：ｚｈｅｎｇｕｏｙｏｎｇ＠ｎｕｃ．ｅｄｕ．ｃｎ丁润琦（１９９６ ），硕士研究生，主要研究领域为动态测试技术，电路与系统㊂Ｅ⁃ｍａｉｌ：ｄｒｑｄｒｑ１００００＠１６３．ｃｏｍ（上接第３２页）参考文献：［１］㊀韩增林，李博，陈明宝，等． 海洋经济高质量发展 笔谈［Ｊ］．中国海洋大学学报（社会科学版），２０１９（５）：１３－２１．［２］㊀吴邦春，彭晓彤，周怀阳，等．基于海底观测网的深海化学监测系统的设计［Ｊ］．仪器仪表学报，２０１１，３２（５）：１１７１－１１７６．［３］㊀丁忠军，任玉刚，张奕，等．深海探测技术研发和展望［Ｊ］．海洋开发与管理，２０１９，３６（４）：７１－７７．［４］㊀张涌萍，杨汝．具有优越陷波选择性和带宽的超宽带缝隙天线［Ｊ］．现代电子技术，２０１４，３７（１５）：８６－８８．［５］㊀魏旭可．基于ＳＴＭ３２单片机的光谱仪数据采集与处理系统［Ｄ］．青岛：中国海洋大学，２０１２．［６］㊀陈作聪．一种用于海洋大数据的低功耗数据采集器设计［Ｊ］．计算机测量与控制，２０１８，２６（７）：３０６－３０８．作者简介：刘君（１９９３ ），硕士研究生，主要研究方向为光电探测与控制技术㊂Ｅ⁃ｍａｉｌ：１４３２７０１７１３＠ｑｑ．ｃｏｍ通信作者：程凯（１９７４ ），高级工程师，博士，主要研究方向为海洋信息探测与处理㊂Ｅ⁃ｍａｉｌ：ｃｈｅｎｇｋａｉ＠ｏｕｃ．ｅｄｕ．ｃｎ。
基于单片机实现数据采集的设计
基于单片机实现数据采集的设计摘要：本论文的目的就是设计实现一个具有一定实用性的实时数据采集系统。
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，它的存在具有非常重要的作用。
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AT89C51 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，和串行接口电路。
本系统能够对8 路模拟量，8 路开关量和1 路脉冲量进行数据采集。
被测数据通过TLC0838 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LCD 显示器来显示所采集的结果。
对脉冲量进行采集时，通过施密特触发器进行整形后再送入单片机。
本文对数据采集系统、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AT89C51 单片机TLC0838 MAX232TP274 ：A ：1003-9082 （2017） 02-0298-01前言数据采集，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。
数据采集技术广泛应用在各个领域。
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。
本文设计的数据采集系统，它的主要功能是完成数据采集、处理、显示、控制以及与PC 机之间的通信等。
在该系统中需要将模拟量转换为数据量，而A/D 是将模拟量转换为数字量的器件，他需要考虑的指标有：分辨率、转换时间、转换误差等等。
而单片机是该系统的基本的微处理系统，它完成数据读取、处理及逻辑控制，数据传输等一系列的任务。
本系统对数据采集系统体系结构及功能进行分析，设计并实现采用单片机为核心，扩展电源电路、复位电路、LCD 接口电路等，并配有标准RS-232 串行通信接口。
基于STM32F103单片机电流电压采集系统设计
基于STM32F103单片机电流电压采集系统设计一、本文概述随着现代电子技术的快速发展，电流和电压的精确采集在诸多领域中，如电力监控、能源管理、工业自动化等，都扮演着至关重要的角色。
STM32F103单片机，凭借其强大的处理能力、灵活的扩展性和高性价比，已成为众多电子系统设计者的首选。
本文旨在探讨基于STM32F103单片机的电流电压采集系统设计，通过对硬件电路和软件程序的详细解析，为相关领域的工程师和研究者提供一种可靠的、高效的电流电压采集方案。
本文将首先介绍电流电压采集系统的总体设计方案，包括硬件架构的选择、关键元件的选型以及系统的工作原理。
随后，将详细介绍电流电压采集电路的设计，包括模拟信号的处理、模数转换器的配置以及信号调理电路的实现。
在软件设计方面，本文将阐述STM32F103单片机的编程环境搭建、数据采集程序的编写以及数据处理和传输的实现方法。
本文还将对系统的性能进行评估，包括精度测试、稳定性分析和响应速度测试等。
通过本文的研究，我们期望能够为电流电压采集系统的设计提供一套完整、实用的解决方案，为相关领域的工程实践和技术创新提供有力支持。
本文也希望激发更多研究者对基于STM32F103单片机的电子系统设计进行深入研究，共同推动电子技术的发展和应用。
二、系统总体设计在设计基于STM32F103单片机的电流电压采集系统时，我们首先需要考虑的是系统的整体架构和功能需求。
系统总体设计的主要目标是实现高精度的电流和电压数据采集，同时保证系统的稳定性和可靠性。
核心控制器：选择STM32F103单片机作为系统的核心控制器，负责数据采集、处理和控制逻辑的实现。
信号调理电路：设计合适的信号调理电路，将采集到的模拟信号转换为适合STM32F103处理的电压范围。
这包括电流转换电路和电压跟随电路，以确保信号的准确性和稳定性。
ADC模块：利用STM32F103内置的ADC模块进行模拟信号到数字信号的转换，实现高精度的数据采集。
基于单片机的温室大棚温湿度采集系统设计文献综述_概述说明
基于单片机的温室大棚温湿度采集系统设计文献综述概述说明1. 引言1.1 概述温室大棚是一种特殊的农业设施，其内部环境可以被有效地控制和调节，以满足植物生长所需的光照、温度和湿度等条件。
温室大棚技术在现代农业中得到广泛应用，并且随着科技的发展，智能化的温室大棚逐渐受到关注。
温度和湿度是温室大棚内部最关键的环境指标之一，对于植物生长、病虫害防治、育苗等方面都有重要影响。
因此，采集和监测温湿度数据对于实现温室大棚的智能化管理至关重要。
本文主要针对基于单片机的温室大棚温湿度采集系统进行设计并展开综述。
通过对当前相关文献的调研和分析，介绍了该系统的原理与设计要点，并详细说明了单片机在温湿度数据采集中的应用。
同时，还实施了系统并进行了测试结果分析与讨论。
最后，在结论与展望部分总结了该系统的优点与不足，并对未来的发展前景进行了展望。
1.2 文章结构本文共分为五个部分，各部分的主要内容如下：第一部分是引言，主要介绍了温室大棚及其环境参数的重要性，并简要阐述了本文的研究目的和结构。
第二部分是温室大棚温湿度采集系统设计，包括温室大棚概述、温湿度采集系统原理和设计要点等内容。
第三部分是单片机在温湿度采集中的应用，主要包括单片机基础知识介绍、温湿度传感器与单片机连接方式以及数据采集与处理方法等方面的内容。
第四部分是系统实施与测试结果分析，通过详细描述硬件搭建和程序编写步骤，并介绍测试环境和方法论，最后进行测试结果的分析和讨论。
第五部分是结论与展望，在该部分中总结了系统的结果和意义，并提出了改进方向和未来发展前景。
1.3 目的本文旨在设计一种基于单片机的温室大棚温湿度采集系统，并通过对相关文献进行综述，全面了解与分析该系统的原理、设计要点以及单片机在温湿度采集中的应用情况。
同时，通过实施系统并进行测试结果的分析与讨论，总结系统的优缺点，并展望未来在温室大棚温湿度采集方面的发展前景。
通过本文的研究和综述，旨在为温室大棚智能化管理提供一定的参考和借鉴依据。
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串口送入 Ｐ Ｃ中。
指标 。在 我们进行设计时 ， 当在保 证精度的前提下 ，尽 应
可能的提高采样速率，以满足实时采集、 实时处理和实时
控制 对速 度的要求。此 外还应根 据具体要 求 ，增加通道数 ，
本 文 主要功能 ： 系统使 用 Ｃ ０１００ ８５Ｆ２ 单片机 作为控 制器 ，控制采样率 ５０ｂｓ ０ｋｐ，采样 位数 １ 的高速 ＡＤ芯 片 ２ ／
２ １年 ９月 ０１ 第 ９期
电 子 灞 试
Ｅ Ｅ ＲＯＮＩ Ｔ ｓＴ Ｌ ｃＴ Ｃ Ｅ
Ｓｅ ２０１１ ｐ． Ｎｏ． ９
一
种基于单片机 串 口的数据采 集系统设计
刘妍 ，马艳娥 ，陈思
（ 中北大学 无损检测 中心 太原 ０ ０ ５ ） ３０１
摘 要 ：单片机经历 ＴＳ Ｍ、ＭＣ Ｃ Ｕ、ｓ ｃ ｏ ￣大 阶段 ，以其超小型化 、电路简单 、功耗低等特 点广泛应用于各个 －
２ｏ１ ． １９
０ 引 言
Ｃ０ １ ８ ５Ｆ是一 个通 用 的 Ｓ Ｃ单 片机 系 列，结构 先进 ， Ｏ 功能强大 ，同时又贴近当前单片机应用的环境 。Ｓ Ｃ技术 Ｏ 是—种高度集成化 ，固件化的系统集成技术 。
这是衡量—个数据采集系统的两个最主要的参数。此外 还 有最 大通道数 ，稳 定性 （ 抗干扰能力 ） ，功耗及成本等各种
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间为１ ｓ 吐率 高达 ５１５ ｓ ， ６ ，吞 ＂０次／ 采样 可满足高速采集的需要 。通过测定该系统满足实时采集 、实时处理和
实时控制对速度 的要求 。 关键词 ：单片机 ；Ａ／ Ｄ转换 ；数据采集
中图分类号： Ｐ ７ ． Ｔ ２４２ 文献标识码： Ａ
Ｄ ｅ ｉ ｎ ｔ ｃ ｓｇ ｏｆｄａ ａ ａ ｑｕｉｉｉ ｙｓ ｅ ｓ ｄ ｎ ｈｅ ｓｔｏｎ ｓ ｔ ｍ ｂａ ｅ ｏ ｔ
领域，本文提出了基于Ｃ ０ １采集系统的速率与精度。 ８５Ｆ
使用Ｃ ０ １００ 为控 制器 ，控 制采样位数为 １位 ，转换速度 为５ｏｂｓ ／ 芯片ＭＡ ２进行数据采样 ， ８５Ｆ２作 ２ ０ｋｐ的Ａ Ｄ Ｘ１０ 采
样 的数据实时通过串 口传输到Ｐ ｃ中。由于ＭＡ ２Ａ Ｄ转换芯片具有采集范围广 ，控制灵活等特点 ，其转换时 Ｘ１０ ／