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1、基于单片机的数据采集与控制通用模块设计,天津理工大学,专 业：电气工程及其自动化 班 级：电气5班 作 者：张明月 学 号：06020195 指导老师：刘艳玲,总体结构,一.选题理由 二.设计思路 三.硬件电路设计 四.软件系统设计 五.结论 六.致谢,一、选题理由,单片机的数据采集与控制通用模块，采用成本低廉的单片机作为CPU构成应用系统，实现对各种传感器进行接口的数据采集，对需采集物理量经传感器输出的各种形式的数据都能够进行采集，对不同量程的数据进行转换处理，并对采集数据进行显示、对系统进行控制等功能。,二、设计思路,该系统主要分为硬件电路和软件程序两大部分，而硬件电路的设计和绘制是采用P
2、rotel 99SE软件实现的。软件程序设计是采用C51语言进行编程，在WAVE6000环境下进行调试的。,硬件电路设计分为,主控CPU及外围电路 数据采集模块 键盘输入模块 显示模块 数据输出模块,系统硬件总体结构图,三.硬件电路设计,系统设计采用以89C51芯片为核心,传感器采集数字信号可直接传送到单片机进行处理，模拟信号由A/D转换器换成数字信号传递给单片机，通过MAX7219可编程外围并行接口芯片控制数据交换，通过LED显示器显示数字信息，并用独立式键盘对数据进行控制，达到数据采集与控制的设计要求。单片机处理后数字信号可以直接传送到数字量输出模块，而数字信号通过D/A转换器传送到模拟量
3、输出模块。,硬件主电路图,CPU及外围电路图,单片机的系统电路主要由晶振电路和复位电路组成。晶振电路：89C51芯片内部有一个高增益反相放大器，用于构成振荡器。反相放大器的输入端为X1，输出端为X2，两端跨接石英晶体及两个电容就可以构成稳定的自激振荡器。 复位电路：89C51单片机与其他微处理器一样，在启动时需要复位，使CPU及系统各部件处于确定的初识状态，并从初始状态工作。,数据采集模块,数字量数据采集模块电路图,数字信号传送到74ALS244芯片进行控制，输出可直接传送到89C51单片机进行处理。,数据采集模块,模拟量数据采集模块电路图,模拟信号传送到ADC0809数转换器转换成数字信号，
4、同时74LS373地址锁存器进行锁存。转换完的数字信号可传送到89C51单片机进行处理。,键盘输入模块,键盘输入模块采用了独立式六键键盘组成与89C51进行连接。独立式键盘就是各按键相互独立，每个按键单独占用一根I/O口线，每根I/O口线的按键工作状态不会影响其他I/O口线上的工作状态。因此，通过检测输入线的电平状态可以很容易判断哪个按键被按下了。,显示模块电路图,信号传送到单片机进行处理，通过可编程外围并行接口MAX7219芯片经行数据交换,驱动LED 数码显示器进行显示。,数据输出模块,89C51单片机进行处理信号传送到74ALS373芯片进行控制，传送到输出模块。,四.软件系统设计,4.
5、1主程序设计,数据采集流程图,模拟量数据采集流程图,数字数据采集流程图,键盘流程图,开始,有键闭合吗,软件延迟,有键闭合吗,返回,确定按键位置,闭合键释放,发送按键值,显示流程图,DIS,指向显示区缓冲区末地址,先点亮最右边LED,送位控制信号,取显示数据,查表取字形码,送出一位显示,延时一毫秒,指向下一个缓冲单元（R0）-1,最左边一位（第四位）显示么？,位控信号左移一位,结束,五.结论,本设计的内容是基于单片机的数据采集与控制通用模块系统。该设计可以重点提高在机电设备数据采集及控制、过程检测与控制方面的设计能力，同时可以增强控制电路的设计能力。可以对传感器等元器件在机电设备中的应用有进一步的了解。在设计中我们从背景及意义，设计思路，方案认证，硬件设计，主要硬件芯片，数据采集，键盘控制，显示模块设计，程序设计，键盘显示软件设计等等来进行研究。,六.致谢,毕业设计真的让我感慨很多，给大学生活画下个圆满的句号，许多我解决不了难点通过刘艳玲老师的耐心指导下，获得了正确便捷的处理方法，使我走出狭小的误区，充分打开我的思路，让我把所学的知识和设计中的实际运用相结合，对我本人的学习能力是一个综合的检验也是一次全面的提高。在此向刘艳玲老师表示由衷的感谢。,感谢各位老师！,
