设计内容与设计要求 |
设计内容： 本课题要求以单片机或微机为核心设计一个数据采集系统。要求该系统可以单路采集数据或者多路轮流采集数据并显示数据同时显示是哪一路。设计内容包括系统电路设计与程序设计。 设计要求： 1）确定系统设计方案； 2）进行系统的硬件设计； 3）完成必要元器件选择； 4）开发板焊接及测试 5）系统软件设计及调试； 6）系统联调及操作说明 7）写说明书 |
主 要 设 计 条 件 | |
1、 MCS-51单片机实验操作台1台； 2、 PC机及单片机调试软件，仿真软件proteus； 3、 开发板1块； 4、 制作工具1套； 5、系统设计所需的元器件。 | |
说 明 书 格 式 | |
目录 第1章 概述 第2章 知识说明 第3章 方案设计 第4章 电路设计 第5章 程序设计 第6章 调试步骤及使用说明 第7章 总结 参考文献 附录A 系统硬件原理图 附录B 程序清单 | |
进 度 安 排 | |
设计时间分为二周 第一周 星期一、上午：布置课题任务，课题介绍及讲课。 下午：借阅有关资料，总体方案讨论。 星期二、分班级焊接开发板 星期三、确定总体方案，学习与设计相关内容。 星期四、各部分方案设计，各部分设计。 星期五、设计及上机调试。 星期六、设计并调试 剥石榴的方法第二周 星期一：设计及上机调试。 星期二：调试，中期检查。 星期三：调试、写说明书。 星期四--星期五上午：写说明书、完成电子版并打印成稿。 星期五下午：答辩。 | |
参 考 文 献 | |
1、 王迎旭编.《单片机原理与应用》[M].机械工业出版社. 2、 楼然苗编.《51系列单片机设计实例》[M].北京航空航天大学出版社. 3、 黄勤编.《计算机硬件技术基础实验教程》[M].重庆大学出版社 4、刘乐善编.《微型计算机接口技术及应用》[M].华中科技大学出版社. 5、陈光东编.《单片微型计算机原理及接口技术》[M].华中科技大学出版社. 6、周向红 编《51系列单片机应用与实践教程》[M].北航出版社 | |
目 录
第1章 概述 7
第2章 知识说明 9
2.1数据采集系统的定义 9
2.2数据采集的目的 9
2.3 取样周期的选择 10
第3章 方案设计 11
3.1硬件设计的基本原则 11
3.2软件设计的基本原则 11
3.3多路数据采集系统的设计 12
3.3.1设计要求： 13
第4章 电路设计.............................................................................................14
4.1CPU处理核心模块 14
4.2液晶显示流程 16
4.3 ADC0809 17
4.4复位电路的设计 19
第5章 程序设计 20
5.1 软件总体结构设计 20
5.2 各模块软件程序流程 20
5.2.1 ADC模数转换流程 20
5.2.2显示模块LED 23
5.2.3 开关处理模块 24
第6章 调试步骤及使用说明 26
6.1程序调试 26
6.2 调试结果 26
第7章 总结 27
文献参考.................................................28
附录 A：原理图 29
附录B: 序清程单 30
程序二: 八路循环 34
第1章 概述
数据采集系统作为沟通模拟域与数字域的必不可少的桥梁有着非常重要的作用。本文介绍的重点是数据采集系统。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8051来实现，硬件部分是以单片机为核心，还包括模-数转换模块，显示模块，和串行接口部分，还有一些简单的外围电路。8路被测电压通过通用ADC0809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，由单片机对数据进行处理，用LCD显示模块来显示所采集的结果，并将数据通过串行口传输到PC机上，MCU与 PC冲云霄机间的电平匹配采用MAX232接口芯片，由PC机完成数据接收和显示，VB程序编写了更加人性化的人机交互界面。
在任何计算机测控系统中，都是从尽量快速，尽量准确，尽量完整的获得数字形式的数据开始的，因此，数据采集系统作为沟通模拟域与数字域的桥梁起着非常重要的作用。
70年代初，随着计算机技术及大规模集成电路的发展，特别是微处理器及高速A/D转换器的出现，数据采集系统结构发生了重大变革。原来由小规模集成的数字逻辑电路及硬件程序控制器组成的采集系统被微处理器控制的采集系统所代替。因为由微处理器去完成程序控制，数据处理及大部分逻辑操作，使系统的灵活性和可靠性大大的提高，系统的硬件成本和系统的重建费用大大的降低。
数据采集系统一般由信号调理电路，多路切换电路，采样保持电路，A/D，单片机组成。随着计算机技术的飞速发展和普及，数据采集系统在多个领域有着广泛的应用。在计算机广泛应用的今天，数据采集的重要性是十分显著的。它是计算机与外部物理世界连接的桥梁。它在现代信息领域发挥着重要作用，是信息产品不可或缺的重要组成部分。因此选择基于单片机数据采集系统设计是很有意义也是很有必要的。 随着计算机技术的飞速发展和普及，数据采集系统也迅速地得到应用。在生产过程中，应用这一系统可对生产现场的工艺参数进行采集，监视和记录，为提高产品质量，降低成本提供信息和手段。在科学研究中，应用数据采集系统可获得大量的动态信息，是研究瞬间物理过程的有力工具，也是获取科学奥秘的重要手段之一。总之，不论在哪个应用领域中，数据采集与处理越及时，工作效率就越高，取得的经济效益也越高。
数据采集领域正在发生着重要的变化。首先,分布式控制应用场合中的智能数据采集系统正在发展。其次,总线兼容型数据采集插件的数量正在增大,与个人计算机兼客的数据采集系统的数量也在增加。本文评述了近期市场上的数据采集产品,并进一步指出了这些产品的发展趋势。 数据采集与控制 数据采集已长时间地被认为与数据记录及其它数据收集系统相等同。在工作时,一些要打印出硬拷贝,而另一些则把采集的数据馈送给主计算机处理。但是,
随着分布式控制在各个领域里越来越普遍地应用,数据采集设备开始同控制设备相结合。
第2章 知识说明
2.1数据采集系统的定义
数据采集(DAQ)，是指从传感器和其它待测设备等模拟和数字被测单元中自动采非电量或者电量信号,送到上位机中进行分析,处理。数据采集系统是结合基于计算机或者其他专用测试平台的测量软硬件产品来实现灵活的、用户自定义的测量系统。通常，必须在数据采集设备采集之前调制传感器信号,包括对其进行增益或衰减和隔离,放大,滤波等.对待某些传感器，还需要提供激励信号．数据采集系统可以将多路模拟信号自动地进行采集并进行数字化测量，再送到计算机中进行处理、传输、显示、存储或打印，从而获得有关被测对象的大量数据。数据采集系统具有广泛的应用前景，如工厂为对生产过程进行自动控制，必须实时测量出反映工艺流程和产品质量的各种参量。因此，在工农业、科研、国防、环保及日常生活等各个领域，为了实现过程控制、状态监测、故障诊断、质量检测等任务，大多要应用数据采集系统。
2.2数据采集的目的
数据采集的目的是为了测量电压、电流、温度、电压或声音等物理现象。给予pc的数据采集，通过模块化硬件、应用软件和计算机的结合，进行测量。尽管数据采集系统根据不同的应用需求有不同的定义，但各个系统采集，分析和显示信息的目的却都相同。数据采集系统结合了信号、传感器、激励器、信号调理、数据采集设备和应用软件。
192.168.0.1手机登陆数据采集技术是单片机应用技术的重要分支。外部现实对象(广义的外部设备)通过接口和计算机交换信息，在现实对象中．信息表现为不同的形式并有明确的物理意义，通过对数据采集系统的设计来掌握单片机对数据的采集及其处理的过程，并将学习到的理论知识联系到实际应用当中。
2.3 取样周期的选择
对输入信号进行两次采样之间的时间间隔成为取样周期TS。为了尽可能保持被取样信号的真实性，取样周期不宜太长，要根据取样定理来定。有取样得到的输出函数要能不失真地恢复出原来的信号。实用上一般取样频率ωs等于2.5~3倍的输入信号最大频率ωmax，有时以5~10ωmax，根据实际需要而定。取样周期的长短也要涉及到配置的A/D转换芯片的选择。
第3章 方案设计
3.1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。
3.2软件设计的基本原则
(1) 结构合理
程序应该采用结构模块化设计。这不仅有利于程序的进一步扩充，而且也有利于程序的修改和维护。在程序编序时，要尽量使得程序的层次分明，易于阅读和理解，同时还可以简化程序，减少程序对于内存的使用量。当程序中有经常需要加以修改或变化的参数时，应该设计成独立的参数传递序，避免程序的频繁修改。
(2) 操作性能好
操作件能好是指使用方便。这点对数据采集系统来说是很重要的。在开发程序时，应该考虑如何降低对操作人员专业知识的要求。
(3) 系统应设计一定的检测程序，例如状态检测利诊断程序，以便系统发生故障时容易确定故障部位，对于重要的参数要定时存储，以防止因掉电而丢失数据。
(4) 提高程序的执行速度。
(5) 给出必要的程序说明。
3.3多路数据采集系统的设计
数据的采集有两种方法实现：上牌选号A／奔驰c级怎么样D转换和V／F转换。从转换方式上，A／D转换又分为积分A／D转换器和逐次逼近式A／D转换器等；从接口形式上又分为并行A／D和串行A／D。V／F一句简短的风景朋友圈转换是将电压信号转换为频率信号，然后测出频率再计算出物理量，它需要用计数器来测量频率，只适合信号较少的场合。
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