基于单片机控制的数据采集系统

武汉工程大学课程设计（学年论文）说明书课题名称：用单片机控制的数据采集系统专业班级：09制冷02班学生学号：09090702XX学生姓名：学生成绩：指导教师：戴智刚课题工作时间：2011年12月26日至2012年1月6日武汉工程大学教务处I一、课程设计的任务或学年论文的基本要求任务与要求以单片机为主控器．扩展A/D和D/A接口，构成一个多路模拟量输入的数据采集系统，要求设计制作出硬件电路，编制并调试出程序。设计思路数据采样是智能仪表、自动控制系统中不可缺少的部分，如果单片机本身带A/D、D/A功能，则不必进行系统扩展。如果芯片本身不带这种功能，则必须扩展A/D、D/A接口，还必须扩展存储系统程序的EPROM，以构成一个完整的数据采集系统。芯片的选取应根据应用需要或实验条件进行，当精度要求不高时，通常用8位A/D/A电路，如选ADC0809,DAC0832及EPROM2764等进行系统扩展。硬件框图硬件框图如图示，图中，三路输入信号是用5V电源经电位器调节得到0~5V的采样输入信号送入ADC电路的IN0~IN2。单片机分时对模拟输入信号进行采集，获得数值信号单片机内存储RAM中，也可以使用扩展RAM。之后单片机将RAM中的数值量送入D/A转换电路，D/A电路通常输出与数字量相对应的模拟电流，经I/V变换成模拟电压值。若系统工作正常，得到的输出模拟电压与输入模拟电压相等，可用示波器进行比较。图多路数据采样系统框图程序流程程序的编制可采用查询方式，也可以采用中断方式。设计最低要求设计人员应完成说明书和主要设计图纸。（1）设计说明书①设计依据摘录依据性资料中与本课程设计有关的主要内容，其它方面提供的本课程设计资料。如芯片的功能、传感器对单片的要求、环境及抗干扰级别等等。②设计范围根据设计任务书的要求，说明本制冷系统的控制设计内容及与有关部件的功能。③系统的设计控制系统硬件方框图，控制系统程序方框图，元件编号表及参数表等。其中，元件编号表要表明元件型号、规格、耗电、信号特点、其他所需技术数据。被控系统的技术参数如：风机的风II量、风压、出口方向、转速及电动机功率；室内外温度控制范围、电动机功率；实现功率元件控制的方案。（2）设计图纸绘制控制系统原理图，图中的线路连接及元件标注必需正确无误。（3）程序设计图纸要求1、原理图1～2张。2、图标可按以下规格：书面格式目录第一章设计任务与要求页码第二章设计依据页码第三章控制系统性能说明页码第四章硬件设计页码第五章软件设计页码第六章制造工艺页码附表、附图二、进度安排第一周时段内容星期一、星期二1~2节课程设计开题，资料收集星期三、星期四确定方案星期四上午1-2节检查资料收集情况作为参考资料评分依据星期五元件选取、给出每个元件的引脚图和功用第二周时段内容注星期一、星期二、星期三设计星期四说明书整理星期五答辩，答辩完交说明书，不交记零分，晚交扣15分。III三、主要参考资料[1]《MCS-51/96系列单片机原理及应用》孙涵芳、徐爱卿编著，北京航空航天大学出版社1988.2[2]《单片机基础》李广弟、朱月秀、王秀山编著，北京航空航天大学出版社2001.7[3]《单片机C程序设计实例指导》李光飞李良儿楼然苗编著，北京航空航天大学出版社2005.9指导教师签字：年月日四、课程设计（学年论文）摘要（中文）本次课程设计课题，数据采集系统设计，是利用ATMEL公司的89C51单片机和AD0809芯片做一个采集模拟电压信号，转换为数字信号，再由单片机经过串口发送给PC机处理，另外三个数码管LED显示采集的数字信息。五、课程设计（学年论文）摘要（英文）Thiscoursedesigntopic,dataacquisitionsystemdesign,thecompanyisusingATMEL89C51andAD0809chiptodoacollectionsimulationvoltagesignal,intodigitalsignals,thensendthroughaserialportofmicrocomputerPCprocessing,threeotherdigitaltubeLEDdisplayacquisitionofdigitalinformation.IV六、指导教师评分评价内容具体要求权重得分调查论证能独立查阅文献和从事其他调研；能提出并较好地论述课题的实施方案；有收集、加工各种信息及获得新知识的能力。10实践能力独立设计、计算、绘图的能力（课程设计）；能正确选择研究（实验）方法，独立进行研究的能力（学年论文）15分析解决问题能力能运用所学知识和技能去发现与解决实际问题（课程设计）；或能对课题进行理论分析，得出有价值的结论（学年论文）。15工作量、工作态度按期圆满完成规定的任务，工作量饱满，难度较大，工作努力，遵守纪律；工作作风严谨务实。10质量综述简练完整，有见解；立论正确，论述充分，结论严谨合理（或设计过程完整，设计内容完全）；文字通顺，技术用语准确，符号统一，编号齐全，书写工整规范，图表完备、整洁、正确；论文（设计）结果有参考价值。40外语和计算机应用能力在课程设计或学年论文中，能够体现外语和计算机的应用能力。5创新工作中有创新意识；对前人工作有改进或独特见解。5综合评语指导教师签字：年月日七、答辩记录记录人（签字）：年月日答辩意见及答辩成绩答辩小组教师（签字）：年月日课程设计（学年论文）总评成绩：（指导教师评分×80%+答辩成绩×20%）1目录第一章设计任务与要求........................................................................................................21.1设计任务.....................................................................................................................21.2设计要求.....................................................................................................................2第二章设计依据..................................................................................................................22.1单片机的选择.............................................................................................................22.2A/D模数转换的选择..................................................................................................32.3串行口的选择..............................................................................................................4第三章控制系统性能说明..................................................................................................43.1系统功能及结构简介.................................................................................................43.2原理介绍.....................................................................................................................5第四章硬件设计....................................................................................................................74.1硬件芯片选择及功能简介.........................................................................................74.1.1AT89C51芯片...................................................................................................74.1.2ADC0908芯片...................................................................................................84.1.374LS74芯片...................................................................................................104.1.4MAX232芯片...................................................................................................114.1.574LS244芯片................................................................................................12第五章软件设计....................................................................................................................135.1软件结构图：...........................................................................................................135.2系统程序代码...........................................................................................................142第一章设计任务与要求1.1设计任务随着测控技术的迅猛发展，以嵌入式计算机为核心的数据采集系统己经在测控领域中占到了统治地位。数据采集系统是将现场采集到的数据进行处理、传输、显示、存储等操作。数据采集系统的主要功能是把模拟信号变成数字信号，并进行分析、处理、存储和显示。国内大大小小很多公司多开发了数据采集器和卡之类的产品，这使信息的数字化提供了极大的方便。本次以单片机为主控器设计单片机主电路、数据采集接口电路扩展A/D和D/A接口，构成一路模拟量输入的数据采集系统。1.2设计要求本次设计以单片机为主控器，扩展A/D和D/A接口，构成一个多路模拟量输入的数据采集系统，要求设计制作出硬件电路，编制并调试出程序。第二章设计依据2.1单片机的选择单片机在工业控制系统诸多领域得到了极为广泛的应用。特别是其中的51系列的单片机的出现，具有更好的稳定性，