智能脉冲信号采集器的设计

南京工程高等职业学校

五年制高职毕业设计

姓名：孙明明学号：04

系部：电子工程系

专业：应用电子技术

设计题目：智能脉冲信号采集器的设计

指导教师：郭星辰职称：

2008 年6 月南京

目录

目录 (1)

引言 (3)

1 硬件电路的设计要求 (4)

2硬件电路的设计 (4)

2.1 电源部分设计 (4)

2.2 时钟电路设计 (5)

2.2.1 DS1302的结构及工作原理 (5)

2.3 脉冲采集电路设计 (9)

2.4逻辑控制电路的设计 (13)

2.5 显示电路 (14)

2.6 键盘电路 (15)

2.7软件设计监测和保护系统 (15)

3 系统软件的设计 (15)

4 硬件电路的焊接及调试 (16)

4.1焊接过程 (16)

4.2 在调试中遇到的问题 (17)

总结 ..................................................................................................................................... - 18 - 参考文献 ............................................................................................................................. - 19 - 致谢 ..................................................................................................................................... - 20 - 附录 ..................................................................................................................................... - 21 -

智能脉冲信号采集器的设计

摘要

采集器是微处理器控制的智能设备，是本集抄系统的主要设备之一。数据采集器具有数据采集、数据传送、数据删除和系统管理等功能。其作用是采集多个表计的电脉冲信号，并转换成数字数据信息记录保存，故称数据采集器简称采集器。

采集器采用EEPROM组成数据存储单元，采用DS1302时钟芯片。可通过键盘对燃气表数据调整，同时可以查询16路燃气表数据并实时显示。

采集器具有双电源供电功能（AC12V或DC12V供电）。装置具有掉电保护功能，断电24小时后仍可以保存掉电瞬间的燃气表数据。

本文提出了以AT89C51芯片为核心的单片机系统，用它来实现整个采集器系统的逻辑控制。同时采集16路脉冲，并对各路脉冲具有故障判断能力，并保存最后一次故障日志。

关键词：脉冲信号数据采集单片机时钟芯片采集器

引言

现在城市管道煤气已基本普及，随着管道煤气用户的增加，作为煤气计费依据的煤气表具与日俱增，有的城市达几十万甚至上百万户。对于如此庞大的煤气表用户，抄表，收费工作将是一项十分繁琐的工作。现在使用的煤气表中，很多仍是以手工抄表为主的机械式煤气表，它具有成本低、设计简单等优点。但随着社会的进步，机械式煤气表的缺点却越来越多：首先，生命周期短；其次，抄表数据不精确；最后，机械式煤气表使用起来不方便。基于以上弊端，以智能脉冲信号采集器代替机械式煤气表的想法就不运而生。

本系统遥控煤气表的设计不仅克服了机械式煤气表的以上诸多缺点，而且在常规电子式煤气表的功能上加上了遥控的功能，具有了机械式煤气表所不具有的优点：首先，采用电子器件设计的煤气表具有低功耗的特点，使用生命周期长；其次，利用单片机的精确计数功能，可对所用煤气量精确计量；再次，使用液晶显示可以使抄表非常方便；最后，智能脉冲信号采集器使用户不需走近就可以查看所用煤气量，或者根据选项自由查看历史信息记录。采用AT89C51为核心构造的智能脉冲信号采集器就是解决上述存在问题的有效方法之一。

1 硬件电路的设计要求

1. 采集器具备同时采集16路脉冲，并对各路脉冲具备故障判断能力，并保存最后一次故障日志。

2. 可通过键盘对燃气表数据调整，同时可以查询16路燃气表数据并实时显示。显示精确到0.1立方米。

3. 采集器具有双路电源供电功能（AC12V及DC12V供电）。装置具有掉电保护功能，断电24小时后仍可以保存掉电瞬间的燃气表数据。

4. 预留RS485接口。

5. 数据抄读总差错率小于等于1％，具体测试：10分钟一次，总共400次。

6. 燃气表数据与采集器显示数据应一致。在环境模拟测试经800立方米试验情况下与标准采集器对比应误差不得大于0.2立方米。

7. 采集器的采集最大距离不小于50m。

8. 采集器与燃气表及电源的接口要灵活，便于拆卸。

2硬件电路的设计

2.1 电源部分设计

各种电子设备要正常工作，通常都需要电压稳定的直流电源供电。在利用电网提供的交流电供电时，通常需要将其转换成直流电源，再供给电子设备。

集成电路LM7806采用单列3脚封装；输出电压=6V，输出电流=1.5A；输入电压=35V；允许功耗Pd=15W；纹波抑制=59dB；输出噪声电压=40uV；输出短路电路=700mA。直流稳压电源主要由变压器，整流电路，滤波电路和稳压电路四大部分组成。电网提供的交流电经变压器降压，整流后，输出的为脉动的直流电。再经过滤波，在输出端可得到纹波比较小的5V直流电压。

本设计采用三相稳压源LM339供电，其电路如图1：