8路数据采集系统.docx
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8路数据采集系统
单片机课程设计
课题名称运用8051、ADC0809设计一个8路数据采集系统
院校
专业机械设计制造及其自动化
班级3班
学生姓名—曾繁宁
学号36
指导教师李玉声
2013
年
12月29日
1•设计内容
以PC机为控制器,采用中断方式进行8通道数据采集,
Y
2•设计要求
要求利用ADC0809作A/D转换器,设计相应的接口电路,画出原理图并给出采用中断方式下的数据釆集程序.
3•系统总体设计步骤
第一步:
信号调理电路
第二步:
8路模拟信号的产生与A/D转换器
被测电压要求为0、5V的直流电压,可通过电位器调节产生。
考虑本设计的实际需要,我选择八位逐次比较式A/D转换器(ADC0809)。
第三步:
发送端的数据釆集与传输控制器
第四步:
人机通道的接口电路
第五步:
数据传输接口电路
用单片机作为控制系统的核心,处理来自ADC0809的数据。
经处理后通过串口传送,由于系统功能简单,键盘仅由两个开关和一个外部中断组成,完成采样通道的选择,单片机通过接口芯片与LED数码显示器相连,驱动显示器相应同采集到的数据。
*
经过分析,本系统数据采集部分核心采用ADC0809,单片机系统采用8051构成的最小系统,用LED动态显示采集到的数据。
数据采集与传输系统一般由信号调理电路,多路开关,采样保持电路,A/D,单片机,电平转换接口,接收端(单片机、PC或其它设备)组成。
本设计没有通信部分。
系统框图如下图所示。
I■腿器]/
LED
电平转换接口
PC
57
4.硬件系统的设计
信号调理
信号调理的任务:
将被测对象的输出信号变换成计算机要求的输入信号。
多路数据采集输入通道的结构图如下图:
被测量
林测量
信号调理
K信号调理
〃V
K信号调理
〃V
开
关
电
路
S/H
图5-1-1多路数据釆集输入通道结构图
注:
缓慢变化的信号和直流信号,采样保持电路可以省略。
A/D转换器的选取
转换速度是指完成一次A/D转换所需时间的倒数,是一个很重要的指标。
A/D转换器型号不同,转换速度差别很大。
通常,8位逐次比较式ADC的转换时间为lOOus
左右。
由于本系统的控制时间允许,可选8位逐次比较式A/D转换器。
A/D转换
对于该八路通道输入信号,八位A/D转换器,其精度为2“二0.39%
输入为(T5V时,分辨率为
二?
-0.0196V
2T2-1
其中:
财A/D转换器的满量程值
艸一ADC的二进制位数量化误差为
Q二一A—二一二二0.0098V
(2Jj)x2(2-0x2
ADC0809与51单片机的接口电路如图所示:
复位电路:
采用上电外部复位电路
上电外部复位电路
U:
A^RYSTPL
C2
30P.F
RM
控制器、振荡源和复位电路
复位电路即使电路回复到初始状态,是单片机经常的工作状态。
单片机振荡电路的振荡周期和时钟电路的时钟周期决定了CPU的时序。
在绘制原理图时没有画上电外部复位电路、内部振荡器方式电路。
内部振荡器方式
5•原理图与软件程序设计
对单片机进行编程实现各种功能。
系统的软件的设计采用的是汇编语言,
程序是在windowsxp坏境卜米MJkeil软件编写的,可以实现对八路数据的米集与处理,能实现对数据、地址的显示。
主程序流程图及其程序:
用ADC0809
和
主程序流程图
|]平'中平-r,"
怦j;
窗o
讥
Ml
主程序:
ORG0100H
MAIN:
MOVSP,#60H;给堆栈指针赋初值
MOVSCON,#50H;设置串口方式1控制字
MOVTMOD,#21比设置波特率为9600
MOVTH1,#OFDH
MOVTL1,#OFDH;给定时器赋初值
SETBTRI;启动定时器
CLR;清空口
SETB;置
LOOP:
MOVRO,#OFFH;在寄存器RO中写入FF
MOVR4,#00H;清空寄存器R4
L00P1:
MOVA,R4;将寄存器R4的值送入累加器A
SWAPA;交换A中的值
ANLA,R4;将A与R4中的值相与
MOVR2,A;将A的值放入寄存器R2,发送指令內容
MOVTDH.R4
LCALLFAS;调用发送子程序
LCALLSJCL
MOVR7,#064H
XH:
LCALLDISPLAY
DJNZR7.XH;调用数码管显示子程序
INCRO
INCR4
CJNER4,#08H丄00P1
AJMPLOOP
、数码管显示及键盘子程序:
KD1:
MOVA,#0000001IB
MOVDPTR,#7F00H
MOV©DPTR,A
KEY1:
ACALLKS1
JNZLK1
ACALLDIS
AJMPKEY1
LK1:
ACALLDIS
ACALLDIS
ACALLKS1
JNZLK2
ACALLDIS
AJMPKEY1
LK2:
MOVR2,#OFEH
MOVR4,#0()H
LK4:
MOVR2,#37F01H
MOVA,R2
CPLA
MOVX@DPTR,A
INCDPTR
INCDPTR
MOVXA,©DPTR
JB丄TWO
MOVA,#OOHAJMPLKP
LONE:
JB.NEXT
MOVA,#OCH
LKP:
ADDA,R4PUSHACC
LK3:
ACALLDISACALLKS1JNZLK3POPACCRET
NEXT:
INCR4
MOVA,R2
JNB,KND
RLA
MOVR2,A
AJMPLK4
KND:
AJMPKEY1
KS1:
MOVDPTR,#7FO1H
MOVA,#OFFH
MOVX©DPTR,A
INCDPTR
INCDPTR
MOVXA,©DPTR
CPLA
ANLA,#OFH
RET
查询方式的程序
ORGOO13H
AJMP
PINT1
ORG
2000H
MAIN:
MOV
Rl,#DATA
SETB
TTl
SETB
SETB
MOV
MOVX
LOOP:
NOP
AJ\1P
ORG
PINT1push
PUSH
PUSH
PUSH
MOV
MOVX
MOV
INC
MOVX
POP
POP
POP
POP
EA
EXI
DPTR,#7FF8H
@DPTR,A
LOOP
21OOH
PSW
ACC
DPL
DPH
DPTR,#7FF8H
A,©DPTR
@R1,A
R1
@DPTR,A
DPH
DPL
ACC
PSW
课程设计心得
本次课程设计是一个由8051控制的A/D数据采集控制系统,这卡上对应有8个通道0到5V的模拟电压釆集的能力。
在以上的设计里,基本满足了设计需求的要素。
这次的课程设计主要应用的知识,有单片机控制系统的构成,接口电路与应用程序,再一次巩固了所学的理论知识。
结合自己大学期间的实际积累的专业基础知识和相关专业课程知识。
总体来说这是一次,理论与实践的结合,有助于我们应用专业的理论知识解决实际问题。
在这次课程设计里有很多不尽如人意的地方,但是这个设计是在我的能力范围内做的最好的设计成果。
当然有些理念是参考了网上相应的资源,但是整个设计过程中,有自己的想法,总之,此次课程设计是我尽最大的努力完成的。
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- 关 键 词:
- 路数 采集 系统