8路數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)(總9頁

1、單片機課程設計課題名稱 運用8051、ADC0809設計一個8路數(shù)據(jù)采集系統(tǒng) 院 校 興 湘 學 院 專 業(yè) 機械設計制造及其自動化 班 級 3班 學生姓名 曾繁寧 學 號 2010963036 指導教師 李玉聲 2013年 12月 29 日1.設計內容以pc機為控制器,采用中斷方式進行8通道數(shù)據(jù)采集, 2.設計要求要求利用ADC 0809作A/D轉換器,設計相應的接口電路,畫出原理圖并給出采用中斷方式下的數(shù)據(jù)采集程序. 3.系統(tǒng)總體設計步驟第一步：信號調理電路第二步：8路模擬信號的產(chǎn)生與A/D轉換器被測電壓要求為05V的直流電壓，可通過電位器調節(jié)產(chǎn)生?？紤]本設計的實際需要，我選擇八位逐次比較

2、式A/D轉換器（ADC0809）。第三步：發(fā)送端的數(shù)據(jù)采集與傳輸控制器第四步：人機通道的接口電路第五步：數(shù)據(jù)傳輸接口電路用單片機作為控制系統(tǒng)的核心，處理來自ADC0809的數(shù)據(jù)。經(jīng)處理后通過串口傳送，由于系統(tǒng)功能簡單，鍵盤僅由兩個開關和一個外部中斷組成，完成采樣通道的選擇，單片機通過接口芯片與LED數(shù)碼顯示器相連，驅動顯示器相應同采集到的數(shù)據(jù)。經(jīng)過分析，本系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集部分核心采用ADC0809，單片機系統(tǒng)采用8051構成的最小系統(tǒng)，用LED動態(tài)顯示采集到的數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)采集與傳輸系統(tǒng)一般由信號調理電路，多路開關，采樣保持電路，A/D，單片機，電平轉換接口，接收端（單片機、PC或其它設備）組成。本設

3、計沒有通信部分。系統(tǒng)框圖如下圖所示。4.硬件系統(tǒng)的設計4.1信號調理信號調理的任務：將被測對象的輸出信號變換成計算機要求的輸入信號。多路數(shù)據(jù)采集輸入通道的結構圖如下圖：圖5-1-1多路數(shù)據(jù)采集輸入通道結構圖注：緩慢變化的信號和直流信號，采樣保持電路可以省略。4.2 A/D轉換器的選取轉換速度是指完成一次A/D轉換所需時間的倒數(shù)，是一個很重要的指標。A/D轉換器型號不同，轉換速度差別很大。通常，8位逐次比較式ADC的轉換時間為100us左右。由于本系統(tǒng)的控制時間允許，可選8位逐次比較式A/D轉換器。4.3 A/D轉換對于該八路通道輸入信號，八位A/D轉換器，其精度為輸入為05V時，分辨率為其中：

4、 A/D轉換器的滿量程值 ADC的二進制位數(shù)量化誤差為ADC0809與51單片機的接口電路如圖所示：4.7 控制器、振蕩源和復位電路復位電路即使電路回復到初始狀態(tài)，是單片機經(jīng)常的工作狀態(tài)。單片機振蕩電路的振蕩周期和時鐘電路的時鐘周期決定了CPU的時序。在繪制原理圖時沒有畫上電外部復位電路、內部振蕩器方式電路。復位電路：采用上電外部復位電路 上電外部復位電路 內部振蕩器方式 5.原理圖與軟件程序設計系統(tǒng)的軟件的設計采用的是匯編語言，對單片機進行編程實現(xiàn)各種功能。程序是在windows xp環(huán)境下采用keil軟件編寫的，可以實現(xiàn)對八路數(shù)據(jù)的采集與處理，能實現(xiàn)對數(shù)據(jù)、地址的顯示。5.1主程序流程圖及

5、其程序：開始系統(tǒng)初始化調用數(shù)制轉換子程序調用數(shù)據(jù)采集子程序取相應通道數(shù)據(jù)調用標度變換子程序調用數(shù)據(jù)顯示子程序調用數(shù)據(jù)發(fā)送子程序主程序流程圖用ADC0809和80C51設計的8路數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)原理圖主程序：ORG 0100H MAIN：MOV SP,#60H;給堆棧指針賦初值 MOV SCON,#50H;設置串口方式1控制字 MOV TMOD,#21H;設置波特率為9600 MOV TH1,#0FDH MOV TL1,#0FDH;給定時器賦初值 SETB TR1;啟動定時器 CLR P1.7;清空P1.7口 SETB P1.6;置1P1.6 LOOP：MOV R0,#0FFH; 在寄存器R0中寫入

6、FF MOV R4,#00H; 清空寄存器R4 LOOP1：MOV A, R4;將寄存器R4的值送入累加器ASWAP A；交換A中的值 ANL A, R4;將A與R4中的值相與 MOV R2, A;將A的值放入寄存器R2,發(fā)送指令內容 MOV TDH,R4 LCALL FAS ;調用發(fā)送子程序 LCALL SJCL MOV R7,#064H XH: LCALL DISPLAY DJNZ R7,XH ;調用數(shù)碼管顯示子程序 INC R0 INC R4 CJNE R4,#08H,LOOP1 AJMP LOOP6.2、數(shù)碼管顯示及鍵盤子程序：KD1：MOV A,#OOOOOO11B MOV DPTR

7、,#7F00H MOV DPTR,AKEY1： ACALL KS1 JNZ LK1 ACALL DIS AJMP KEY1LK1： ACALL DIS ACALL DIS ACALL KS1 JNZ LK2 ACALL DIS AJMP KEY1LK2: MOV R2,#0FEH MOV R4,#OOHLK4: MOV R2,#37F01H MOV A,R2 CPL A MOVX DPTR,A INC DPTR INC DPTR MOVX A,DPTR JB ACC.1,LTW0 MOV A,#00H AJMP LKPLONE: JB ACC.2,NEXT MOV A,#0CHLKP: ADD

8、 A,R4 PUSH ACCLK3: ACALL DIS ACALL KS1 JNZ LK3 POP ACC RETNEXT: INC R4 MOV A,R2 JNB ACC.5,KND RL A MOV R2,A AJMP LK4KND: AJMP KEY1KS1：MOV DPTR,#7F01H MOV A,#OFFH MOVX DPTR,A INC DPTR INC DPTR MOVX A,DPTR CPL A ANL A,#OFH RET6.3查詢方式的程序ORG OO13H AJMP PINT1 ORG 2000HMAIN: MOV R1,#DATA SETB IT1 SETB EA

9、SETB EX1 MOV DPTR,#7FF8H MOVX DPTR, ALOOP: NOP AJMP LOOP ORG 2100HPINT1: PUSH PSW PUSH ACC PUSH DPL PUSH DPH MOV DPTR,#7FF8H MOVX A,DPTR MOV R1,A INC R1 MOVX DPTR,A POP DPH POP DPL POP ACC POP PSW課程設計心得本次課程設計是一個由8051控制的A/D數(shù)據(jù)采集控制系統(tǒng)，這卡上對應有8個通道0到5V的模擬電壓采集的能力。在以上的設計里，基本滿足了設計需求的要素。這次的課程設計主要應用的知識，有單片機控制系統(tǒng)的構成，接口電路與應用程序，再一次鞏固了所學的理論知識。結合自己大學期間的實際積累的專業(yè)基礎知識和相關專業(yè)課