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1、青岛理工大学毕 业 论 文题目： 小型数据采集器的研究 学生姓名： - 学生学号： - 院系名称： - 专业班级： - 指导教师： - 毕业设计(论文)任务书 -题目 小型数据采集器的研究专题 单片机主要内容及要求主要内容：数据采集器的主要技术指标，如采样速率、分辨率、精度、输入电压范围、控制方式以及抗干扰能力等方面，都有很高的的要求。 本文详细介绍了数据采集系统的解决方案、组成结构及其特性。采用单片机作为控制器的核心器件，设计了一种通用的多路数据采集系统，通过无线方式可以对多路数据进行实时监控，也可以通过 USB 接口对数据进行快速传输。 该采集系统是由传感器、信号调理、数据采集硬件、通用计
2、算机、软件等要素构成。为了满足系统要求，硬件采用模块化、开放性设计，由软件来配置、控制。要求：（1）设计简洁设计合理易于扩展（2）程序简洁可读性好逻辑性强 主要技术参数技术要求：（1）了解小型数据采集器的工作原理（2）掌握 MCS-51 系列单片机的基本结构和特性（3）了解小型数据采集器设计方案的优劣（4）选择一种合适方案来实现小型数据采集器的设计进度及完成日期2015 年 4 月 06 日2015 年 4 月 25 日：搜索论文资料及寻找参考文献， 。2015 年 4 月 26 日2015 年 5 月 11 日：逐步解决遇到的问题，形成初步的论文框架。 2015 年 5 月 12 日2015
3、 年 5 月 23 日：撰写毕业设计论文，形成初稿。2015 年 5 月 24 日2015 年 6 月 07 日：根据老师的意见对论文初稿进行整改，并继续完善系统设计。2015 年 6 月 08 日2015 年 6 月 18 日：对论文进行细节修改，最终定稿并制作 ppt 答辩。 系主任签字 日期 教研室主任签字 日期 指导教师签字 日期指 导 教 师 评 语论文选题有意义，在吸收学术界研究成果的基础上，有自己的心得体会，提出自己的看法，言之成理。论述观点正确，材料比较充实，叙述层次分明，有较强的逻辑性。文字通顺、流畅。行文符合学术规范。该生查阅文献资料能力较强，能较为全面收集关于小型数据采集
4、器的资料，写作过程中能综合运用小型数据采集器设计知识，全面分析小型数据采集器设计问题，综合运用知识能力较强。文章篇幅完全符合学院规定，内容较为完整，层次结构安排科学，语言表达流畅，格式比较符合规范要求；参考了较为丰富的文献资料，其时效性较强；综合看来，本人认为，该论文达到了专科毕业水平，同意论文答辩。 指导教师: 年 月 日青岛理工大学毕业设计（论文）评阅意见表设计（论文）题目 小型数据采集器的研究评 分评价项目评价标准（A 级） 满分A B C D E10 9 8 7 6文献资料利用能力能独立地利用多种方式查阅中外文献；能正确翻译外文资料；能正确有效地利用各种规范、设计手册等。1019201
5、7181516131412综合运用能力研究方案设计合理；设计方法科学；技术线路先进可行；理论分析和计算正确；动手能力强；能独立完成设计（论文）；能综合运用所学知识发现和解决实际问题；研究结果客观真实。2037-40 32-36 28-31 25-27 24设计（论文）质量设计（论文）结构严谨；逻辑性强；语言文字表准确流畅；格式、图、表规范；有一定的学术水平或实际价值4015 13-14 11-12 10 9创新能力有较强的创新意识；所做工作有较大突破；设计（论文）有独到见解1515 13-14 11-12 10 9工作量工作量饱满；圆满完成了任务书所规定的各项任务。 15总分 是否同意将该设计
6、（论文）提交答辩：是（ ） 否（ )具体评阅及修改意见：评阅人： 年 月 日注：1.请按照 A 级标准，评出设计（论文）各项目的具体得分，并填写在相应项目的评分栏中；2.计算出总分。若总分2 米，适用于主从较远的数据传输。该模块使用频段为 420MHz-440MHz。方案二：使用 24L01 做数据传输部分，24L01 是一中微功耗模块，相比于CC1101 还要低很多，内置 2.4G 天线，体积小巧，方便集成使用。125 个频点，满足多点通信和调频通信使用，支持 2M 的高速数据传输，减少发射的时间。24L01 芯片有自动重发功能，自动检查和重发丢失的数据包，这种性能是CC1101 所不具备的
7、，该芯片使用的频段为 2.4G 全球开放 ISM 频段。 因此，我们这里采用微功耗的 24L01 作为数据发送和接收模块。2.3 方案确立综上所述，我们传感器采用方案三，控制器采用方案一，数据传输采用方案二。那么该采集系统通过 18B20 分点采集温度之后经过 AT89S52 的数据处理后分别经过 24L01 模块的发射和接收，传送到主机的 AT89S52，经过进一步的数据处理之后在 LCD 上显示出来。系统的发射电路和接收电路框图如图 2.1 和2.2 所示。复位电路电源电路DS18B2024L01发射模块AT89S52青岛理工大学毕业论文8图 2.1 发射电路系统框图图 2.2 接收电路系
8、统框图AT89S52复位电路电源电路24L0 接收模块12864 显示电路青岛理工大学毕业论文9第 3 章 系统硬件设计温度采集电路包括温度采集部分、数据传输部分、单片机控制电路、数据显示电路和外围电路。主要用到的元器件有单片机 AT89S52（主控部分） ，温度采集器 DS18B20，24L01（作为数据传输模块） ，12864（显示屏） ，5V 电源（本设计购买的成品电源） 。3.1 单片机 AT89S52 及其最小电路3.1.1 AT89S52 简介如图 3-1 所示为 AT89S52 芯片的引脚图。兼容标准 MCS-51 指令系统的AT89S52 单片机是一个低功耗、高性能 CHMOS
9、 的单片机，片内含 4KB 在线可编程 Flash 存储器的单片机。它与通用 80C51 系列单片机的指令系统和引脚兼容。AT89S52 单片机片内的 Flash 可允许在线重新编程，也可用通用非易失性存储编程器编程；片内数据存储器内含 128 字节的 RAM；有 40 个引脚，32 个外部双向输入/输出（I/O）端口;具有两个 16 位可编程定时器；中断系统是具有6 个中断源、5 个中断矢量、2 级中断优先级的中断结构；震荡器频率 0 到33MHZ，因此我们在此选用 12MHZ 的晶振是比较合理的；具有片内看门狗定时器；AT89S52 引脚图如图 3.1 所示。 EAVP1X8RSTD7WI
10、N4LGU青岛理工大学毕业论文10图 3.1 AT89S52 引脚图3.1.2 AT89S52 引脚说明P0 口：8 位、开漏级、双向 I/O 口。P0 口可作为通用 I/O 口，但须外接上拉电阻；作为输出口，每各引脚可吸收 8 各 TTL 的灌电流。作为输入时，首先应将引脚置 1。P0 也可用做访问外部程序存储器和数据存储器时的低 8 位地址/数据总线的复用线。在该模式下，P0 口含有内部上拉电阻。在 FLASH 编程时，P0 口接收代码字节数据；在编程效验时，P0 口输出代码字节数据(需要外接上拉电阻)。P1 口：8 位、双向 I/0 口，内部含有上拉电阻。P1 口可作普通 I/O 口。输
11、出缓冲器可驱动四个 TTL 负载；用作输入时，先将引脚置 1，由片内上拉电阻将其抬到高电平。P1 口的引脚可由外部负载拉到低电平，通过上拉电阻提供电流。在 FLASH 并行编程和校验时，P1 口可输入低字节地址。在串行编程和效验时，P1.5/MO-SI，P1.6/MISO 和 P1.7/SCK 分别是串行数据输入、输出和移位脉冲引脚。 P2 口：具有内部上拉电阻的 8 位双向 I/O 口。P2 口用做输出口时，可驱动4 各 TTL 负载；用做输入口时，先将引脚置 1，由内部上拉电阻将其提高到高电平。若负载为低电平，则通过内部上拉电阻向外部输出电流。CPU 访问外部 16位地址的存储器时，P2
12、口提供高 8 位地址。当 CPU 用 8 位地址寻址外部存储时，P2 口为 P2 特殊功能寄存器的内容。在 FLASH 并行编程和校验时，P2 口可输入高字节地址和某些控制信号。P3 口：具有内部上拉电阻的 8 位双向口。P3 口用做输出口时，输出缓冲器可吸收 4 各 TTL 的灌电流；用做输入口时，首先将引脚置 1，由内部上拉电阻抬位高电平。若外部的负载是低电平，则通过内部上拉电阻向输出电流。在与FLASH 并行编程和校验时，P3 口可输入某些控制信号。P3 口除了通用 I/O 口功能外，还有替代功能，如表 3-1 所示。表 3-1 P3 口的替代功能引脚 符号 说明P3.0 RXD 串行口
13、输入P3.1 TXD 串行口输出P3.2 /INT0 外部中断 0P3.3 /INT1 外部中断 1P3.4 T0 T0 定时器的外部的计数输入青岛理工大学毕业论文11P3.5 T1 T1 定时器的外部的计数输入P3.6 /WR 外部数据存储器的写选通P3.7 /RD 外部数据存储器的读选通RST：复位端。当振荡器工作时，此引脚上出现两个机器周期的高电平将系统复位。ALE/ /PROG：当访问外部存储器时，ALE（允许地址锁存）是一个用于锁存地址的低 8 位字节的书粗脉冲。在 Flash 编程期间，此引脚也可用于输入编程脉冲（/PROG） 。在正常操作情况下，ALE 以振荡器频率的 1/6 的
14、固定速率发出脉冲，它是用作对外输出的时钟，需要注意的是，每当访问外部数据存储器时，将跳过一个 ALE 脉冲。如果希望禁止 ALE 操作，可通过将特殊功能寄存器中位地址为 8EH 那位置的“0”来实现。该位置的“1”后。ALE 仅在 MOVE 或 MOVC指令期间激活，否则 ALE 引脚将被略微拉高。若微控制器在外部执行方式，ALE禁止位无效。/PSEN：外部程序存储器读选取通信号。当 AT89S52 在读取外部程序时， 每个机器周期将 PSEN 激活两次。在此期间内，每当访问外部数据存储器时，将跳过两个/PSEN 信号。/EA/Vpp：访问外部程序存储器允许端。为了能够从外部程序存储器的000
15、0H 至 FFFFH 单元中取指令，/EA 必须接地，然而要注意的是，若对加密位 1进行编程，则在复位时，/EA 的状态在内部被锁存。执行内部程序/EA 应接 VCC。不当选择 12V 编程电源时，在 Flash 编程期间，这个引脚可接 12V 编程电压。XTAL1：振荡器反向放大器输入端和内部时钟发生器的输入端。XTAL2：振荡器反相放大器输出端。3.1.3 单片机的最小系统时钟电路：时钟电路就是震荡电路，是单片机工作的时间基准，决定单片机的供暖工作速度。复位电路：确定单片机起始的工作状态，完成单片机的启动过程。单片机最小系统原理图如图 3.2 所示。青岛理工大学毕业论文12123J4PWR.5YXTAL0pFCaGNDV7KesE/98S6IU图 3.2 单片机最小系统3.2 温度采集电路3.2.1 DS18B20 简介DS18B20 数字温度传感器接线方便，封装成后可应用于多种场合，如管道式，螺纹式，磁铁吸附式，不锈钢封装式，型号多种多样，有LTM8877，LTM8874 等等。主要根据应用场合的不同而改变其外观。封装后的DS18B20 可用于电缆沟测温，高炉水循环测温，锅炉测温，机房测温，农业大棚测温，洁净室测温，
