基于单片机的多路数据采集系统

目 录

目 录 .................................................................................................................... 1 第一章 设计要求及目的 ..................................................................................... 2 第二章 系统总体方案选择与说明 ..................................................................... 3 第三章 系统方框图与工作原理 ......................................................................... 4

3.1 主程序 .................................................................................................. 4 3.2 A/D转换子程序 .................................................................................. 4 3.3 中值滤波子程序 .................................................................................. 5 3.4 LED显示子程序..................................................................................5 第四章 器件说明 ............................................................................................... 5

4.1 A/D转换电路说明 .............................................................................. 5 4.2 单片机89C51说明 ............................................................................. 5 4.3 ADC0809说明 .................................................................................... 7 4.4 LED显示器 ......................................................................................... 8 第五章 软件设计与说明 ................................................................................... 8

5.1 主程序的设计 ...................................................................................... 8 5.2 键盘扫描子程序设计 .......................................................................... 9 5.3 A/D转换子程序设计 ........................................................................ 11 5.4 中值滤波子程序的设计 .................................................................... 12 5.5 LED显示子程序设计.........................................................................12 第六章 调试步骤、结果、使用说明 ............................................................. 14

6.1 硬件调试说明： ................................................................................ 14 6.2 软件调试： ........................................................................................ 15 6.3 ADC0809 应用说明 ......................................................................... 15 总 结 ................................................................................................................ 16 参考文献............................................................................................................. 17

第一章 设计要求及目的

数据采集系统用于将模拟信号转换为计算机可以识别的数字信号。该系统目的是便于对某些物理量进行监视。数据采集系统的好坏取决于他的精度和速度。设计时,应在保证精度的情况下尽可能的提高速度以满足实时采样、实时处理、实时控制的要求。在科学研究中应用该系统可以获得大量动态物理量，是研究瞬间物理过程的重要手段，亦是获取科学奥秘的重要手段之一。本文采用新颖的方法完成设计，用到的集成芯片主要有89C52单片机、ADC0809等。ADC0809主要作用是对八路模拟信号进行选择采集，并将其转化为八位数字信号,再送至主控制器(89C52单片机)输出显示。程序由汇编语言完成并在PROTEUCE开发软件中进行的调试与仿真。

本系统利用单片机为核心，设计一个多路数据采集系统，采用2路模拟量输入设计，工作范围是0-5V。要求对输入的2个通道的模拟量进行巡回采样，并将采集的信号数据经A/D转换后以10进制数在LED 显示器上显示，并能通过按键切换所选通道的采样数据。

经过这次课程设计进一步的去培养学生的工程设计能力和工程设计思想，同样把书本的知识应用到实际当中去，考察了学生的实际操作能力和理论知识与实际应用相结合的能力。为将来进入工厂中进行生产奠定好一个良好的基础。

第二章 系统总体方案选择与说明

为了充分利用学校的有效资源，我们仅仅对本课题做一个简单的设计，并且在网上下载PROTUEUCE软件，运行后进行初步的仿真实验。

两路模拟信号数值测量显示电路由A/D转换、数据处理及显示控制等组成。并能通过按键切换所选通道的采样数据。

A/D转换由集成电路0809完成，0809具有8路模拟输入端口，地址线（23-25脚）可决定对哪一路模拟输入作A/D转换，22脚为地址锁存控制，当输入为高电平时，对地址信号进行锁存。6脚为测试控制，当输入一个2μS宽高电平脉冲时，就开始A/D转换。7脚为A/D转换结束标志，当A/D转换结束时，7脚输出高电平。9脚为A/D转换数据输出允许控制，当OE脚为高电平时，A/D转换数据从端口输出。单片机的P0、P2端口作四位LED数码管显示控制，P1端口作A/D转换数据读入用，P3端口用作0809的A/D转换控制。

数据处理则只由89C52来完成，从P1端口读入数据，通过P0口送入LED显示器显示。当然，还有很多的电阻器等等一些防止电路出现故障的外围设备这里不做详细的解说。该方案简单具有低价格，程序少的，运算得快的优点。

第三章 系统方框图与工作原理

AD 转 换 ADC0809 八 路 模 拟 量 LED显示器 单片机系统 选择信号通路

系统方框图

硬件说明

系统由单片机选择信号通道通过ADC0809的A，B，C口地址译码来选择模拟信号的输入通道，并转换信号输出给单片机系统，由单片机显示数据及其通道数。

3.1 主程序

系统通电后，单片机开始根据程序进行初始化，扫描按键，通过键数选择A/D换通道，启动A/D转换程序，而后进行数字滤波处理，得到8位数据，送入单片机中，调用LED显示子程序，显示到LED显示器上，并不断循环。

3.2 键盘扫描子程序

采用行扫描法。首先判别有无键按下，由单片机I/O口向建攀输出全扫描字，然后读入列线状态来判断。判断键盘中哪一个键被按下是通=通过将行线逐行置低电平后，检查列输入状态实现的。如果全为1，则所按下的键不在此行；如果不全为1，则所按下的键必在此行，而且是在与零电平列线相交的交点上的那个键。