基于单片机的数据采集与处理系统的设计
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１系统组成及功能
系统组成如图１所示．
图１系统组成框图
系统主要由单片机部分和ＰＣ机部分组成，单
片机部分主要完成数据的采集、转换任务，ＰＣ机主 要完成数据接收显示、存储、数据查询、曲线绘制等
任务．单片机部分增加键盘的目的是使单片机部分 可以脱离上位机工作．显示电路用于对采集／传输的 数据进行监测．
２系统硬件设计
在本系统中，应用程序不大，而且是自保持的，因此 通信使用查询方式，完成与单片机之间的数据的传 递．接收到的数据以．ｔｘｔ文件及ＡＣＣＥＳｓ文件格式 存放，以便于数据查询和打印及曲线绘制等功能的
实现．程序流程图如图４所示，用ＶＢ开发的ＰＣ机
主界面如图５所示．
图４上位机程序流程图
图５系统主界面
上位机部分通信程序如下： ＭＳＣｏｍｍｌ．Ｓｅｔｔｉｎｇｓ—ＢａｕｄＲａｔｅ＋“，’’＋ Ｐａｒｉｔｙ＋“，”＋Ｄａｔａ＋“，”＋ＳｔｏｐＢｉｔ ＭＳＣｏｍｍｌ．ＩｎｐｕｔＬｅｎ＝４ ７设置一次从串口读 取４个字节 ＭＳＣｏｍｍｌ．ＩｎｐｕｔＭｏｄｅ＝ｃｏｍｌｎｐｕｔＭｏｄｅＢｉ— ｎａｒｙ‘从串口’读取二进制数据 ＭＳＣｏｍｍｌ．Ｏｕｔｐｕｔ—ｔｏｎｇｄａｏｌ Ｄｏ Ｕｎｔｉｌ ＭＳＣｏｍｍｌ．ＩｎＢｕｆｆｅｒＣｏｕｎｔ＞＝４ ７查 询方式，等’待接收到４个字节
０引 言
在微机测控系统中，经常用到Ａ／Ｄ转换．常用 的方法是扩展一块或多块Ａ／Ｄ采集卡．当模拟量较 少或是温度、压力等缓变信号场合时，采用总线型
Ａ种／以Ｄ卡吣并９Ｃ不５１是单最片合机适为、核最心经济，的采方用案串．行这Ａ里／介Ｄ转绍换一
器ＴＬＣ２５４３构成１１通道１２位分辨率的数据采集 模块，采样后的数据经单片机的串口送往上位机进 行处理，经实践调试证实：该模块功耗低、采样精度 高、可靠性好、接口简便，有一定的实用价值．
片机和串行Ａ／Ｄ转换芯片ＴＬＣ２５４３的特点做了介绍，重点阐述了ＴＬＣ２５４３的硬件设计以及与单片机 的接口电路．使用ＶＢ６．０设计上位机程序，完成了数据采集、传输及处理的功能．文中给出了具体的数 据采集程序及部分上位机程序．该系统经过实验，取得了较为满意的控制效果． 关键词：单片机；数据采集；数据处理；串行通信 中图分类号：ＴＰ２７４文献标识码：Ａ文章编号：１６７ｌ一１１９Ｘ（２００９）０２－－０００１－－０４
ｔａ．ｔｘｔ中 Ｃｌｏｓｅ＃１
５结束语
本文所述的数据采集与处理系统，功耗低、采样 精度高、可靠性好、接口简便，有很高的实用价值．系 统使用方便，简单可行，节约成本，能够满足大多数 数据采样的应用场合．
参考文献
Ｅ１３ 马忠梅，籍顺心，张凯．单片机的Ｃ语言应用程序设 计［Ｍ］．北京：北京航空航天大学出版社，２００１．
利用单片机构成智能化的前端模块，从而实现 检测一起与计算机接口的灵活配置，是现代测试仪 器设计的趋势之一． ２．１数据采集模块
采用ＴＩ公司的ＴＬＣ２５４３ １２位串行Ａ／Ｄ转换 器，该器件使用开关电容逐次逼近技术完成Ａ／Ｄ转 换过程．由于是串行输入结构，能够节省５１系列单 片机Ｉ／Ｏ资源，且价格适中．串行Ａ／Ｄ转换器与单 片机的连接非常简单．ＡＩＮｏ～ＡＩＮｌ０为模拟输入 端；ＣＳ为片选端；ＤＩＮ为串行数据输入端；ＤＯＵＴ 为Ａ／Ｄ转换结果的三态串行输出端；ＥＯＣ为转换 结束端；ＣＩ。Ｋ为Ｉ／Ｏ时钟；ＲＥＦ十为正基准电压端； ＲＥＦ一为负基准电压端；ＶＣＣ为电源；ＧＮＤ为地． 具体连接如图２所示． ２．２串行通信模块
参考文献(4条) 1.马忠梅.籍顺心.张凯 单片机的C语言应用程序设计 2001 2.李江全.张丽.芩红蕾 串口通信与测控 2007 3.杨文新.杨劲松.韩迎辉 基于VB实现PC机与单片机的串行通讯 2004(1) 4.王述全.孟臣.张福军 基于串行接口方式单片机通用数据采集系统设计 2004(10)
第１９卷第２期 ２００９年６月
湖南工程学院学报Ｖ０１．１９．Ｎｏ．２
Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｈｕｎａｎ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｏｆ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ
Ｊｕｎｅ ２００９
基于单片机的数据采集与处理系统的设计
林国汉，李晓秀
（湖南工程学院电气信息学院，湘潭４１１１０１）
摘要：采用具有ＩＳＰ功能的ＳＴＣ８９ｃ５１单片机，设计了一个数据采集与处理系统，对ＳＴＣ８９邙１单
万方数据
４
湖南工程学院学报
２Βιβλιοθήκη Baidu０９年
ｄａｔ（２），１）’加上小数点 ｔｅｘｔ＿ｖ０１．Ｔｅｘｔ＝ｖｏｌｔａｇｅｌ Ｔｅｘｔ２．Ｔｅｘｔ—ｖｏｌｔａｇｅｌ
Ｖ０１＝ｖｏｌｔａｇｅｌ Ｔｅｘｔ—ｃｈａｎｎｅｌ．Ｔｅｘｔ＝Ｒｉｇｈｔ（“Ｏ”＆Ｒｃｖｄａｔ （３），１） Ｅｌｓｅｌｆ Ｖａｌ（Ｔｅｘｔ３．Ｔｅｘｔ）一１ Ｔｈｅｎ Ｅｎｄ Ｉｆ Ｗｉｔｈ Ｄａｔａｌ ．Ｒｅｆｒｅｓｈ ．ＲｅｃｏｒｄｓｅＬ ＡｄｄＮｅｗ ．Ｒｅｃｏｒｄｓｅｔ（“ＴＤ”）一ｔｏｎｇｄａ０７通道号 ．Ｒｅｃｏｒｄｓｅｔ（“ＤＹ”）＝ｖｏｌ’电压值 ．Ｒｅｃｏｒｄｓｅｔ（“ＴＩＭＥ”）＝Ｎｏｗ ．ＲｅｃｏｒｄｓｅＬ Ｕｐｄａｔｅ Ｅｎｄ Ｗｉｔｈ Ｏｐｅｎ“ｄ：＼ｄａｔａ ｔｘｔ”Ｆｏｒ Ａｐｐｅｎｄ Ａｓ＃１’打开 文件 Ｐｒｉｎｔ＃１，“采样时间”；Ｓｐａｃｅ（３）＋“通道０１” Ｐｒｉｎｔ＃１，Ｔｉｍｅ；ｖｏｌｔａｇｅｌ’保存数据在”ｄ：＼ｄａ－
使用单片机自带的串行口，可实现与计算机的 串行通信．因为现在ＰＣ机提供的ＣＯＭｌ、ＣＯＭ２是 采用ＲＳ一２３２接口标准的．而ＲＳ一２３２是用正负电 压来表示逻辑状态，与１ｖｒＬ以高低电平来表示逻 辑状态的规定不同．因此，为了能够同计算机接口或
收稿日期：２００８一１１一０３ 作者简介：林国汉．（１９７３－－），男，硕士，讲师，研究方向：计算机控制、测控技术．
图２系统原理图
单片机是整个系统的核心，串行Ａ／Ｄ转换器 ＴＬＣ２５４３对输入的模拟信号进行采集，采样分辨 率、转换通道及输出极性由软件进行选择，由于是串 行输入结构，能够节省５１系列单片机Ｉ／Ｏ资源，单 片机采集的数据通过串口（１０、１１脚）经ＭＡ）【２３２ 转换成ＲＳ２３２电平与上位机间实现传输．
万方数据
２
湖南工程学院学报
２００９年
与终端的１ｖｒＬ器件（如单片机）连接，必须在ＲＳ一 ２３２与ＴＴＬ电路之间进行电平和逻辑关系的变换， 变换电路选用由德州仪器公司（ＴＩ）推出的一款兼 容ＲＳ２３２标准的芯片ＭＡＸ２３２．该器件包含２个驱 动器、２个接收器和一个电压发生器电路提供ＴＩＡ／
ＥＩＡ一２３２一Ｆ电平．该器件符合ＴＩＡ／ＥＩＡ一２３２一 Ｆ标准，每一个接收器将ＴＩＡ／ＥＩＡ一２３２～Ｆ电平 转换成５ Ｖ １ｖｒＬ／ＣＭＯＳ电平．每一个发送器将 ＴＴＬ／ＣＭＯＳ电平转换成ＴＩＡ／ＥＩＡ一２３２～Ｆ电平．
万方数据
基于单片机的数据采集与处理系统的设计
作者： 作者单位： 刊名：
英文刊名： 年，卷(期)： 引用次数：
林国汉， 李晓秀， LIN Guo-han， LI Xiao-xiu 湖南工程学院电气信息学院,湘潭,411101
湖南工程学院学报（自然科学版） JOURNAL OF HUNAN INSTITUTE OF ENGINEERING(NATURAL SCIENCE EDITION) 2009，19(2) 0次
［２３ 李江全，张丽，芩红蕾．串口通信与测控［ＭＪ．北京： 人民邮电出版社，２００７：８７－－１１３．
［３３ 杨文新，杨劲松，韩迎辉．基于ＶＢ实现ＰＣ机与单片机 的串行通讯Ｉ－Ｊ３．微计算机信息，２００４，２０（１）：７９—８０．
［－４－３ 王述全，孟臣，张福军．基于串行接口方式单片机通 用数据采集系统设计［Ｊ］．微计算机信息，２００４，２０ （１０）：５５—５７．
ＤｏＥｖｅｎｔｓ Ｌｏｏｐ
ｄａｔｔｅｍｐ＝ＭＳＣｏｍｍｌ．Ｉｎｐｕｔ’从串口读取数据 至变体变量
Ｒｃｖｄａｔ＝ｄａｔｔｅｍｐ数据送至接收二进制数组
ｔｅｘｔ—ｖｏＬ Ｔｅｘｔ＝“”ｖｏｈａｇｅｌ—ｔｅｘｔ—ｖｏｋ Ｔｅｘｔ＆Ｒｉｇｈｔ（“０”＆Ｒｅｖｄａｔ（Ｏ），１）８Ｌ“．”＆ Ｒｉｇｈｔ（“０”＆Ｒｃｖｄａｔ（１），１）＆Ｒｉｇｈｔ（“０”＆Ｒｃｖ—
４上位机串口接收程序设计
ＰＣ机的程序采用ＶＢ６．０设计．主要包括以下 功能：与单片机部分进行通讯、显示转换数据、建立 数据存储文件、采集数据曲线显示等功能．通讯功能 的实现是由通讯控件ＭＳＣｏｍｍ来实现的． ＭＳＣｏｍｍ控件是Ｍｉｃｒｏｓｏｆｔ公司提供的ＡｃｔｉｖｅＸ控 件，它既可以用来提供简单的串行端口通信功能，也 可以用来创建功能完备、时间驱动的高级通信工具． 它提供两种处理通信的方式：事件驱动方式和查询 方式．通过该控件的ＣｏｍｍＰｏｒｔ属性来设置通讯端 口，用Ｓｅｔｔｉｎｇｓ属性来设置通讯端口的波特率．因为
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｓ ａ ｄａｔａ ａｃｑｕｉｓｉｔｉｏｎ ａｎｄ ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ ｓｙｓｔｅｍ ｂａｓｅｄ ｏｎ ｓＴＣ８９（五１．Ｃｈａｒａｃｔｅｒ－ ｉｓｔｉｃｓ ｏｆ ｓｅｒｉａｌ Ａ／Ｄ ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ ａｒｅ ａｌｓｏ ｐｒｅｓｅｎｔｅｄ．Ｈａｒｄｗａｒｅ ｄｅｓｉｇｎ ａｎｄ ｉｎｔｅｒｆａｃｅ ｃｉｒｃｕｉｔ ａｒｅ ｍａｉｎｌｙ ｄｉｓ－ ｃｕｓｓｅｄ．Ｈｏｓｔ ｃｏｍｐｕｔｅｒ ｐｒｏｇｒａｍ ｉｓ ｆｉｎｉｓｈｅｄ ｂｙ ｕｓｉｎｇ ＶＢ６．０，ａｎｄ ｄａｔａ ａｃｑｕｉｓｉｔｉｏｎ，ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ ａｎｄ ｐｒｏ－ ｃｅｓｓｉｎｇ ａｒｅ ｒｅａｌｉｚｅｄ．Ｄａｔａ ａｃｑｕｉｓｉｔｉｏｎ ｐｒｏｇｒａｍ ａｎｄ ｐａｒｔ ｈｏｓｔ ｃｏｍｐｕｔｅｒ ｐｒｏｇｒａｍ＆ｒｅ ｐｒｅｓｅｎｔｅｄ ｉｎ ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ． Ｔｈｅ ｓｙｓｔｅｍ ｉＳ ｔｅｓｔｅｄ ａｎｄ ｔｈｅ ｔｅｓｔ ｒｅｓｕｌｔ ｓｈｏｗｓ ｔｈａｔ ｔｈｉｓ ｓｙｓｔｅｍ ｈａｓ ａ ｇｏｏｄ ｃｏｎｔｒｏｌ ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃａ Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｓｉｎｇｌｅ ｃｈｉｐ ｍｉｃｒｏ－ｃｏｍｐｕｔｅｒ；ｄａｔａ ａｃｑｕｉｓｉｔｉｏｎ；ｄａｔａ ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ；ｓｅｒｉａｌ ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ
其中Ａ／Ｄ采样程序如下： ＃ｉｎｃｌｕｄｅ＜ｒｅ９５ １．ｈ＞
万方数据
第２期
林国汉等：基于单片机的数据采集与处理系统的设计
３
＃ｉｎｃｌｕｄｅ＜ｉｎｔｒｉｎｓ．ｈ＞ ＃ｄｅｆｉｎｅ ｕｉｎｔ ｕｎｓｉｇｎｅｄ ｉｎｔ ＃ｄｅｆｉｎｅ ｕｃｈａｒ ｕｎｓｉｇｎｅｄ ｃｈａｒ ｕｉｎｔ ＡＤ＿ＴＬＣ２５４３（ｕｅｈａｒ ｅｈｕｎｎｅｌ＿ｓｅｌｅｃｔ） ｛ ｕｉｎｔ ｄｉｎ； ｕｃｈａｒ ｄｏｕｔ，ｋ； ｄｉｎ＝０； ｄｏｕｔ＝ａｄ＿ｅｈｕｎｎｅｌ＿ｓｅｌｅｅｔＪ－ｅｈｕｎｎｅｌ＿ｓｅｌｅｃｔ３；／／ 通道选择 ｗｈｉｌｅ（！ＡＤＥＯＣ）；／／／等待ＡＤ转换结束， ＡＤＥＯＣ＝０时转换结束 ＡＤＣＳ—ＯＬ： ＡＤＣＩ。Ｋ—Ｏ： ｆｏｒ（ｋ＝０；ｋ＜１６；ｋ＋＋） （ ｉｆ（ｄｏｕｔ＆０ｘ８０） ＡＤＤＡＴＡＩＮ一１；／／低电平时发出去 ｅｌｓｅ ＡＤＤＡＴＡＩＮ一０； ＡＤＣＬＫ＝１；／／高电平时读进来 ｄｏｕｔ＜＜一１； ｄｉｎ＜＜一１； ｉｆ（ＡＤＤＡＴＡＯ＝一１） ｄｉｎＩ＝Ｏｘ０００１； ＡＤＣＬＫ—Ｏ： ） ＡＤｃＳ一１： ｄｉｎ＞＞一４； ｄｉｎ＝ｄｉｎ＆０ｘＯｆｆｆ； ｒｅｔｕｒｎ（ｄｉｎ）；／／
Ｄｅｓｉｇｎ ｏｆ Ｄａｔａ Ａｃｑｕｉｓｉｔｉｏｎ ａｎｄ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ Ｂａｓｅ ｏｎ ＭＣＵ
ＬＩＮ Ｇｕｏ－ｈａｎ，ＬＩ Ｘｉａ０．ｘｉｕ
（Ｃｏｌｌｅｇｅ ｏｆ Ｅｌｅｃｔ．ａｎｄ Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ，Ｈｕｎａｎ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｏｆ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｘｉａｎｇｔａｎ ４１１１０１，Ｃｈｉｎａ）
３单片机软件设计
单片机程序主要包括模拟信号通道选择部分、 串行数据采集部分和串行数据传输部分．通道选择 可通过上位机发送选择命令进行选择，当单片机接 到上位机发送的命令时，对所选通道进行采样，并将 采样的结果保存起来并通过数据传输程序经单片机 串口传送到上位机．单片机程序流程图如图３所示．
图３单片机程序流程图
系统组成如图１所示．
图１系统组成框图
系统主要由单片机部分和ＰＣ机部分组成，单
片机部分主要完成数据的采集、转换任务，ＰＣ机主 要完成数据接收显示、存储、数据查询、曲线绘制等
任务．单片机部分增加键盘的目的是使单片机部分 可以脱离上位机工作．显示电路用于对采集／传输的 数据进行监测．
２系统硬件设计
在本系统中，应用程序不大，而且是自保持的，因此 通信使用查询方式，完成与单片机之间的数据的传 递．接收到的数据以．ｔｘｔ文件及ＡＣＣＥＳｓ文件格式 存放，以便于数据查询和打印及曲线绘制等功能的
实现．程序流程图如图４所示，用ＶＢ开发的ＰＣ机
主界面如图５所示．
图４上位机程序流程图
图５系统主界面
上位机部分通信程序如下： ＭＳＣｏｍｍｌ．Ｓｅｔｔｉｎｇｓ—ＢａｕｄＲａｔｅ＋“，’’＋ Ｐａｒｉｔｙ＋“，”＋Ｄａｔａ＋“，”＋ＳｔｏｐＢｉｔ ＭＳＣｏｍｍｌ．ＩｎｐｕｔＬｅｎ＝４ ７设置一次从串口读 取４个字节 ＭＳＣｏｍｍｌ．ＩｎｐｕｔＭｏｄｅ＝ｃｏｍｌｎｐｕｔＭｏｄｅＢｉ— ｎａｒｙ‘从串口’读取二进制数据 ＭＳＣｏｍｍｌ．Ｏｕｔｐｕｔ—ｔｏｎｇｄａｏｌ Ｄｏ Ｕｎｔｉｌ ＭＳＣｏｍｍｌ．ＩｎＢｕｆｆｅｒＣｏｕｎｔ＞＝４ ７查 询方式，等’待接收到４个字节
０引 言
在微机测控系统中，经常用到Ａ／Ｄ转换．常用 的方法是扩展一块或多块Ａ／Ｄ采集卡．当模拟量较 少或是温度、压力等缓变信号场合时，采用总线型
Ａ种／以Ｄ卡吣并９Ｃ不５１是单最片合机适为、核最心经济，的采方用案串．行这Ａ里／介Ｄ转绍换一
器ＴＬＣ２５４３构成１１通道１２位分辨率的数据采集 模块，采样后的数据经单片机的串口送往上位机进 行处理，经实践调试证实：该模块功耗低、采样精度 高、可靠性好、接口简便，有一定的实用价值．
片机和串行Ａ／Ｄ转换芯片ＴＬＣ２５４３的特点做了介绍，重点阐述了ＴＬＣ２５４３的硬件设计以及与单片机 的接口电路．使用ＶＢ６．０设计上位机程序，完成了数据采集、传输及处理的功能．文中给出了具体的数 据采集程序及部分上位机程序．该系统经过实验，取得了较为满意的控制效果． 关键词：单片机；数据采集；数据处理；串行通信 中图分类号：ＴＰ２７４文献标识码：Ａ文章编号：１６７ｌ一１１９Ｘ（２００９）０２－－０００１－－０４
ｔａ．ｔｘｔ中 Ｃｌｏｓｅ＃１
５结束语
本文所述的数据采集与处理系统，功耗低、采样 精度高、可靠性好、接口简便，有很高的实用价值．系 统使用方便，简单可行，节约成本，能够满足大多数 数据采样的应用场合．
参考文献
Ｅ１３ 马忠梅，籍顺心，张凯．单片机的Ｃ语言应用程序设 计［Ｍ］．北京：北京航空航天大学出版社，２００１．
利用单片机构成智能化的前端模块，从而实现 检测一起与计算机接口的灵活配置，是现代测试仪 器设计的趋势之一． ２．１数据采集模块
采用ＴＩ公司的ＴＬＣ２５４３ １２位串行Ａ／Ｄ转换 器，该器件使用开关电容逐次逼近技术完成Ａ／Ｄ转 换过程．由于是串行输入结构，能够节省５１系列单 片机Ｉ／Ｏ资源，且价格适中．串行Ａ／Ｄ转换器与单 片机的连接非常简单．ＡＩＮｏ～ＡＩＮｌ０为模拟输入 端；ＣＳ为片选端；ＤＩＮ为串行数据输入端；ＤＯＵＴ 为Ａ／Ｄ转换结果的三态串行输出端；ＥＯＣ为转换 结束端；ＣＩ。Ｋ为Ｉ／Ｏ时钟；ＲＥＦ十为正基准电压端； ＲＥＦ一为负基准电压端；ＶＣＣ为电源；ＧＮＤ为地． 具体连接如图２所示． ２．２串行通信模块
参考文献(4条) 1.马忠梅.籍顺心.张凯 单片机的C语言应用程序设计 2001 2.李江全.张丽.芩红蕾 串口通信与测控 2007 3.杨文新.杨劲松.韩迎辉 基于VB实现PC机与单片机的串行通讯 2004(1) 4.王述全.孟臣.张福军 基于串行接口方式单片机通用数据采集系统设计 2004(10)
第１９卷第２期 ２００９年６月
湖南工程学院学报Ｖ０１．１９．Ｎｏ．２
Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｈｕｎａｎ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｏｆ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ
Ｊｕｎｅ ２００９
基于单片机的数据采集与处理系统的设计
林国汉，李晓秀
（湖南工程学院电气信息学院，湘潭４１１１０１）
摘要：采用具有ＩＳＰ功能的ＳＴＣ８９ｃ５１单片机，设计了一个数据采集与处理系统，对ＳＴＣ８９邙１单
万方数据
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湖南工程学院学报
２Βιβλιοθήκη Baidu０９年
ｄａｔ（２），１）’加上小数点 ｔｅｘｔ＿ｖ０１．Ｔｅｘｔ＝ｖｏｌｔａｇｅｌ Ｔｅｘｔ２．Ｔｅｘｔ—ｖｏｌｔａｇｅｌ
Ｖ０１＝ｖｏｌｔａｇｅｌ Ｔｅｘｔ—ｃｈａｎｎｅｌ．Ｔｅｘｔ＝Ｒｉｇｈｔ（“Ｏ”＆Ｒｃｖｄａｔ （３），１） Ｅｌｓｅｌｆ Ｖａｌ（Ｔｅｘｔ３．Ｔｅｘｔ）一１ Ｔｈｅｎ Ｅｎｄ Ｉｆ Ｗｉｔｈ Ｄａｔａｌ ．Ｒｅｆｒｅｓｈ ．ＲｅｃｏｒｄｓｅＬ ＡｄｄＮｅｗ ．Ｒｅｃｏｒｄｓｅｔ（“ＴＤ”）一ｔｏｎｇｄａ０７通道号 ．Ｒｅｃｏｒｄｓｅｔ（“ＤＹ”）＝ｖｏｌ’电压值 ．Ｒｅｃｏｒｄｓｅｔ（“ＴＩＭＥ”）＝Ｎｏｗ ．ＲｅｃｏｒｄｓｅＬ Ｕｐｄａｔｅ Ｅｎｄ Ｗｉｔｈ Ｏｐｅｎ“ｄ：＼ｄａｔａ ｔｘｔ”Ｆｏｒ Ａｐｐｅｎｄ Ａｓ＃１’打开 文件 Ｐｒｉｎｔ＃１，“采样时间”；Ｓｐａｃｅ（３）＋“通道０１” Ｐｒｉｎｔ＃１，Ｔｉｍｅ；ｖｏｌｔａｇｅｌ’保存数据在”ｄ：＼ｄａ－
使用单片机自带的串行口，可实现与计算机的 串行通信．因为现在ＰＣ机提供的ＣＯＭｌ、ＣＯＭ２是 采用ＲＳ一２３２接口标准的．而ＲＳ一２３２是用正负电 压来表示逻辑状态，与１ｖｒＬ以高低电平来表示逻 辑状态的规定不同．因此，为了能够同计算机接口或
收稿日期：２００８一１１一０３ 作者简介：林国汉．（１９７３－－），男，硕士，讲师，研究方向：计算机控制、测控技术．
图２系统原理图
单片机是整个系统的核心，串行Ａ／Ｄ转换器 ＴＬＣ２５４３对输入的模拟信号进行采集，采样分辨 率、转换通道及输出极性由软件进行选择，由于是串 行输入结构，能够节省５１系列单片机Ｉ／Ｏ资源，单 片机采集的数据通过串口（１０、１１脚）经ＭＡ）【２３２ 转换成ＲＳ２３２电平与上位机间实现传输．
万方数据
２
湖南工程学院学报
２００９年
与终端的１ｖｒＬ器件（如单片机）连接，必须在ＲＳ一 ２３２与ＴＴＬ电路之间进行电平和逻辑关系的变换， 变换电路选用由德州仪器公司（ＴＩ）推出的一款兼 容ＲＳ２３２标准的芯片ＭＡＸ２３２．该器件包含２个驱 动器、２个接收器和一个电压发生器电路提供ＴＩＡ／
ＥＩＡ一２３２一Ｆ电平．该器件符合ＴＩＡ／ＥＩＡ一２３２一 Ｆ标准，每一个接收器将ＴＩＡ／ＥＩＡ一２３２～Ｆ电平 转换成５ Ｖ １ｖｒＬ／ＣＭＯＳ电平．每一个发送器将 ＴＴＬ／ＣＭＯＳ电平转换成ＴＩＡ／ＥＩＡ一２３２～Ｆ电平．
万方数据
基于单片机的数据采集与处理系统的设计
作者： 作者单位： 刊名：
英文刊名： 年，卷(期)： 引用次数：
林国汉， 李晓秀， LIN Guo-han， LI Xiao-xiu 湖南工程学院电气信息学院,湘潭,411101
湖南工程学院学报（自然科学版） JOURNAL OF HUNAN INSTITUTE OF ENGINEERING(NATURAL SCIENCE EDITION) 2009，19(2) 0次
［２３ 李江全，张丽，芩红蕾．串口通信与测控［ＭＪ．北京： 人民邮电出版社，２００７：８７－－１１３．
［３３ 杨文新，杨劲松，韩迎辉．基于ＶＢ实现ＰＣ机与单片机 的串行通讯Ｉ－Ｊ３．微计算机信息，２００４，２０（１）：７９—８０．
［－４－３ 王述全，孟臣，张福军．基于串行接口方式单片机通 用数据采集系统设计［Ｊ］．微计算机信息，２００４，２０ （１０）：５５—５７．
ＤｏＥｖｅｎｔｓ Ｌｏｏｐ
ｄａｔｔｅｍｐ＝ＭＳＣｏｍｍｌ．Ｉｎｐｕｔ’从串口读取数据 至变体变量
Ｒｃｖｄａｔ＝ｄａｔｔｅｍｐ数据送至接收二进制数组
ｔｅｘｔ—ｖｏＬ Ｔｅｘｔ＝“”ｖｏｈａｇｅｌ—ｔｅｘｔ—ｖｏｋ Ｔｅｘｔ＆Ｒｉｇｈｔ（“０”＆Ｒｅｖｄａｔ（Ｏ），１）８Ｌ“．”＆ Ｒｉｇｈｔ（“０”＆Ｒｃｖｄａｔ（１），１）＆Ｒｉｇｈｔ（“０”＆Ｒｃｖ—
４上位机串口接收程序设计
ＰＣ机的程序采用ＶＢ６．０设计．主要包括以下 功能：与单片机部分进行通讯、显示转换数据、建立 数据存储文件、采集数据曲线显示等功能．通讯功能 的实现是由通讯控件ＭＳＣｏｍｍ来实现的． ＭＳＣｏｍｍ控件是Ｍｉｃｒｏｓｏｆｔ公司提供的ＡｃｔｉｖｅＸ控 件，它既可以用来提供简单的串行端口通信功能，也 可以用来创建功能完备、时间驱动的高级通信工具． 它提供两种处理通信的方式：事件驱动方式和查询 方式．通过该控件的ＣｏｍｍＰｏｒｔ属性来设置通讯端 口，用Ｓｅｔｔｉｎｇｓ属性来设置通讯端口的波特率．因为
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｓ ａ ｄａｔａ ａｃｑｕｉｓｉｔｉｏｎ ａｎｄ ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ ｓｙｓｔｅｍ ｂａｓｅｄ ｏｎ ｓＴＣ８９（五１．Ｃｈａｒａｃｔｅｒ－ ｉｓｔｉｃｓ ｏｆ ｓｅｒｉａｌ Ａ／Ｄ ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ ａｒｅ ａｌｓｏ ｐｒｅｓｅｎｔｅｄ．Ｈａｒｄｗａｒｅ ｄｅｓｉｇｎ ａｎｄ ｉｎｔｅｒｆａｃｅ ｃｉｒｃｕｉｔ ａｒｅ ｍａｉｎｌｙ ｄｉｓ－ ｃｕｓｓｅｄ．Ｈｏｓｔ ｃｏｍｐｕｔｅｒ ｐｒｏｇｒａｍ ｉｓ ｆｉｎｉｓｈｅｄ ｂｙ ｕｓｉｎｇ ＶＢ６．０，ａｎｄ ｄａｔａ ａｃｑｕｉｓｉｔｉｏｎ，ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ ａｎｄ ｐｒｏ－ ｃｅｓｓｉｎｇ ａｒｅ ｒｅａｌｉｚｅｄ．Ｄａｔａ ａｃｑｕｉｓｉｔｉｏｎ ｐｒｏｇｒａｍ ａｎｄ ｐａｒｔ ｈｏｓｔ ｃｏｍｐｕｔｅｒ ｐｒｏｇｒａｍ＆ｒｅ ｐｒｅｓｅｎｔｅｄ ｉｎ ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ． Ｔｈｅ ｓｙｓｔｅｍ ｉＳ ｔｅｓｔｅｄ ａｎｄ ｔｈｅ ｔｅｓｔ ｒｅｓｕｌｔ ｓｈｏｗｓ ｔｈａｔ ｔｈｉｓ ｓｙｓｔｅｍ ｈａｓ ａ ｇｏｏｄ ｃｏｎｔｒｏｌ ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃａ Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｓｉｎｇｌｅ ｃｈｉｐ ｍｉｃｒｏ－ｃｏｍｐｕｔｅｒ；ｄａｔａ ａｃｑｕｉｓｉｔｉｏｎ；ｄａｔａ ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ；ｓｅｒｉａｌ ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ
其中Ａ／Ｄ采样程序如下： ＃ｉｎｃｌｕｄｅ＜ｒｅ９５ １．ｈ＞
万方数据
第２期
林国汉等：基于单片机的数据采集与处理系统的设计
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＃ｉｎｃｌｕｄｅ＜ｉｎｔｒｉｎｓ．ｈ＞ ＃ｄｅｆｉｎｅ ｕｉｎｔ ｕｎｓｉｇｎｅｄ ｉｎｔ ＃ｄｅｆｉｎｅ ｕｃｈａｒ ｕｎｓｉｇｎｅｄ ｃｈａｒ ｕｉｎｔ ＡＤ＿ＴＬＣ２５４３（ｕｅｈａｒ ｅｈｕｎｎｅｌ＿ｓｅｌｅｃｔ） ｛ ｕｉｎｔ ｄｉｎ； ｕｃｈａｒ ｄｏｕｔ，ｋ； ｄｉｎ＝０； ｄｏｕｔ＝ａｄ＿ｅｈｕｎｎｅｌ＿ｓｅｌｅｅｔＪ－ｅｈｕｎｎｅｌ＿ｓｅｌｅｃｔ３；／／ 通道选择 ｗｈｉｌｅ（！ＡＤＥＯＣ）；／／／等待ＡＤ转换结束， ＡＤＥＯＣ＝０时转换结束 ＡＤＣＳ—ＯＬ： ＡＤＣＩ。Ｋ—Ｏ： ｆｏｒ（ｋ＝０；ｋ＜１６；ｋ＋＋） （ ｉｆ（ｄｏｕｔ＆０ｘ８０） ＡＤＤＡＴＡＩＮ一１；／／低电平时发出去 ｅｌｓｅ ＡＤＤＡＴＡＩＮ一０； ＡＤＣＬＫ＝１；／／高电平时读进来 ｄｏｕｔ＜＜一１； ｄｉｎ＜＜一１； ｉｆ（ＡＤＤＡＴＡＯ＝一１） ｄｉｎＩ＝Ｏｘ０００１； ＡＤＣＬＫ—Ｏ： ） ＡＤｃＳ一１： ｄｉｎ＞＞一４； ｄｉｎ＝ｄｉｎ＆０ｘＯｆｆｆ； ｒｅｔｕｒｎ（ｄｉｎ）；／／
Ｄｅｓｉｇｎ ｏｆ Ｄａｔａ Ａｃｑｕｉｓｉｔｉｏｎ ａｎｄ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ Ｂａｓｅ ｏｎ ＭＣＵ
ＬＩＮ Ｇｕｏ－ｈａｎ，ＬＩ Ｘｉａ０．ｘｉｕ
（Ｃｏｌｌｅｇｅ ｏｆ Ｅｌｅｃｔ．ａｎｄ Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ，Ｈｕｎａｎ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｏｆ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｘｉａｎｇｔａｎ ４１１１０１，Ｃｈｉｎａ）
３单片机软件设计
单片机程序主要包括模拟信号通道选择部分、 串行数据采集部分和串行数据传输部分．通道选择 可通过上位机发送选择命令进行选择，当单片机接 到上位机发送的命令时，对所选通道进行采样，并将 采样的结果保存起来并通过数据传输程序经单片机 串口传送到上位机．单片机程序流程图如图３所示．
图３单片机程序流程图