8通道数据采集器(课程设计)

本次课程设计采用的是单片机AT89C51和模数转换芯片ADC0808的温度采集系统。用电位器模拟输入电压，经过A T89C51控制ADC0808将输入模拟电压转换成数字信号，再按给定的公式将电压值转换成温度值，并通过显示模块4位显示数码管显示出来。本论文主要描述了硬件设计部分和软件设计部分，硬件部分更是详细分析了本模拟采集器的各个部分的电路原理，以及各个模块之间的线路连接。并列出了所有的元器件，以及实现数据采集功能的相应程序。该设计出了一个简单实用的数据采集器，具有成本低，可靠性高，扩展功能强等优点。

关键词：AT89C51 ADC0808 数据采集

目录

一.概述 (1)

1.设计数据采集器的意义 (1)

2.数据采集器的主要功能 (1)

二.硬件电路设计及描述 (1)

1.方案选择及设计思想 (2)

2.设计方案的框图 (3)

3.工作原理 (3)

4.电路中主要芯片的引脚对应的功能 (3)

4.1主控芯片A T89C51 (3)

5.原理图及连接关系 (3)

5.1数据输入模块 (3)

5.2模数转换模块 (4)

5.3主控电路 (4)

5.4显示模块 (6)

6.元件清单 (7)

三.软件设计流程 (7)

1.系统模块层次图 (7)

2.程序流程图 (7)

3.程序源代码 (8)

四.测试 (11)

五.总结 (11)

六.参考文献 (11)

1.设计数据采集器的意义

数据采集器是一种具有现场实时数据采集、处理功能的自动化设备。具备实时采集、自动存储、实时显示、即时反馈、自动处理、自动传输功能。为现场数据的真实性、有效性、实时性、可用性提供了保证。

数据采集器在各个领域中都有广泛的运用，以后有可能接触到这些设备，有必要深入地分析其工作原理、电路原理，同时设计一个简单、实用的数据采集器。完成这个课程设计也是让我们在学习了模拟电路、数字电路、微机原理、单片机等相关课程理论知识有一个融会贯通的过程。加深对理论知识的理解，以及学会理论知识实际应用的处理方法。为设计一个电子系统吸取经验，为今后的自动化（电气工程）综合设计和毕业设计打下坚固的基础。同时也是为了培养我们的动手能力，我们在即将毕业的前期积累宝贵的实践经验。为以后工作培养良好的工作态度。以分组的形式，更是让的我们深入理解了团队合作的重要性。

3．数据采集器的主要功能

我们的数据采集器采用的主要元件是AT89C51和ADC0808模数转换芯片。其主要功能是模拟采集信号，并对信号进行处理，最终显示出来采集结果。本次设计的要求是采集温度的信号。通过对电压信号的采集，按公式计算出对应的温度。

首先我们的模拟信号采用电位器产生，供给ADC0808，ADC0808有8路数据输入，也就是8路模拟电压信号。在A T89C51的控制下，实现按键转换要求通道的电压值。温度值T(˚C)与电压U(V)对应关系：T=15.4V。通过AT89C51的计算输出结果，显示在4位共阳极数码管上。

二.硬件电路设计及描述

1.方案选择及设计思想

在查阅资料的时候，我们重点查阅了两个方案的资料。

方案一：在AT89C51的控制下，指定某通道将电压信号发生器产生的输入电压信号输入ADC0808转换器，转换成数值信号输入到A T89C51进行数据处理，然后输出并行信号，通过MAX232将并行信号转换成串行信号，再经过串口RS232输入到上位计算机。通过计算机显示出采集模拟稳定信号的数值。

方案二：在AT89C51的控制下，指定某通道将电位器产生的输入电压信号输入ADC0808转换器，转换成数值信号后输入A T89C51进行数据处理，然后输出并行信号。使用四位数码显示管来做独立的显示设备将输出信号显示出来。

两套方案的比较，在模拟信号部分，两套方案均产生0-5V的可调电压，方案一采用的是电压信号发生器，方案采用电位器产生可变电压（0-5v），我个人认为和小组成员都觉得用电位器较电压信号更加简单，具有很强的可操作性，可在后期工作中将电位器集成在电路板上，使模拟信号有良好的可移动性。在控制器和模数转换芯片上，两套方案均采用相同的设计思想。两套方案最大的区别在于显示电路上，方案一采用计算机作为上位机，将单片机输出的并行好通过通信芯片MAX232转换成串行信号后，显示在计算机上。方案二则采用独立的显示设备四位数码显示管。可以采用并行动态扫描的方式接入单片机直接读取并行信号。方案一中的需要设计单独的通信模块，使得电路较方案二更加复杂，而且需要在计算机上编写相应的程序，工作量之大。不符合我们简单实用的设计思想。

综上所述，我们选择了方案二。在本次课程设计中，根据设计要求，我们组的出发点是设计简单实用的数据采集器，将各个部分模块化，以此为设计思想，尽可能的简化电路设计，使其具有很强的可操作性和可移动性。方案二电路简单实用，成本低，完全符合我们的设计初衷。因此我们选择了方案二。

3.工作原理

模拟信号有电位器产生0-5V 的可调电压。上电以后，AT89C51输出启动信号给ADC0808，ADC0808开始转换第一通道的模拟信号。转换完成以后发出完成信号给AT89C51，转换后的并行数据由P1口输入单片机，单片机接收数据后由程序按温度值 T(˚C)与电压 U(V)对应关系：T=15.4V 完成换算，最后由P0口输出显示数据，由四位数码显示管显示。ADC0808内部自带8路数据选择器，由单片机控制片选信号，完成按键选择信号的功能。

4.电路中主要芯片的引脚对应的功能

4.1主控芯片A T89C51

AT89C51与AT89S52相仿，具有如下特点：40个引脚，8k Bytes Flash 片内程序存储

器，256 bytes 的随机存取数据存储器（RAM ），32个外部双向输入/输出（I/O ）口，5个中断优先级2层中断嵌套中断，2个16位可编程定时计数器,2个全双工串行通信口，看门狗（WDT ）电路，片内时钟振荡器。

此外，AT89S52设计和配置了振荡频率可为0Hz 并可通过软件设置省电模式。空闲模

采集电路 AD0809 主控电路 AT89C51 显示电路 模拟信号 按键部分 完成信号

启动信号