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1、单位代码 10642 密级 公 开 学号 200808059010学士学位论文基于AT89C51的多通道采集卡的设计论文作者： 雷 立 程指导教师： 包 宋 建学科专业： 电子信息科学与技术提交论文日期：2011年 11月10日论文答辩日期：2011年 11月18日学位授予单位重庆文理学院 中国重庆2011年 11月 6日Graduation Thesis of Chongqing University of Arts and SciencesThe Design Of Multi-channel Data Acquisition System Based On AT89C51 Candida
2、te: Lei Li ChengSupervisor: Bao Song JianMajor: Electronic Information Science andTechnologyCollege of Electron & Electrical EngineeringChongqing University of Arts and SciencesNovember, 2011重庆文理学院本科生毕业设计 目录目录摘要IIIAbstractIV第一章 绪论11.1 研究背景及其目的意义11.2 国内外研究现状11.3 该课题研究的主要内容内容3第二章 数据采集论述42.1 数据采集系统42.2
3、 方案论证42.2.1 A/D模数转换的选择42.2.2单片机的选择42.2.3 串行口的选择52.2.4 显示部分52.2.5 按键5第三章 硬件部分73.1 系统组成73.1.1系统框图结构73.1.2系统硬件说明93.2 单片机结构原理103.2.1单片机的概述103.2.2简介AT8C51113.3 LED数码显示器的应用原理123.4 计算机与单片机之间的通信133.4.1串口通信RS-232C133.4.2 MAX232芯片结构分析153.5 模/数转换器ADC0809简介173.5.1 ADC0809的介绍17第四章 软件部分20 4.1 简介KeilUvision220 4.2
4、 程序设计25第五章 调试步骤及使用说明295.1程序调试285.2 调试结果28结语29参考文献30附录31III重庆文理学院本科生毕业设计 中文摘要摘要本文介绍了基于单片机的数据采集的硬件设计和软件设计，数据采集系统是模拟域与数字域之间必不可少的纽带，它的存在具有着非常重要的作用。本文介绍的重点是数据采集系统，而该系统硬件部分的重心在于单片机。数据采集与通信控制采用了模块化的设计，数据采集与通信控制采用了单片机AT89C51来实现，硬件部分是以单片机为核心，还包括A/D模数转换模块，显示模块，和串行接口部分。2路被测电压和2路被测温度通过模数转换器ADC0809进行模数转换，实现对采集到的
5、数据进行模拟量到数字量的转换，并将转换后的数据由单片机负责接受、处理和显示，并用LED数码显示器来显示所采集的结果。软件部分应用C语言编写控制软件，对数据采集系统、模数转换系统、数据显示、数据通信等程序进行了设计。关键词： 数据采集；AT89C51单片机；ADC0809AbstractThis article describes the hardware design and software design of the data on which based on signal-chip microcontroller .The data collection system is the l
6、ink between the digital domain and analog domain. It has an very important function. The introductive point of this text is a data to collect the system. The hardware of the system focuses on signal-chip microcontroller. Data collection and communication control use modular design. The data collecte
7、d to control with correspondence to adopt a machine 8051 to carry out. The part of hardwares core is AT89C51, is also includes A/D conversion module, display module, and the serial interface. 2 roads were measured the electric voltage to pass the in general use mold-few conversion of ADC0809,the rea
8、lization carries on the conversion that imitates to measure the numeral to measure towards the data that collect .Then send the data to the microcontroller,The microcontroller is responsible for data and display, LED digital display is responsible display the data. The software is partly programmed
9、with C langue. The software can realize the function of monitoring and controlling the whole system. Itdesigns much program like data-acquisition treatment,data-display and data-communication ect.Keyword: data acquisition AT89C51 ADC0809 重庆文理学院本科生毕业设计 基于AT89C51的多路数据采集系统设计第一章 绪论1.1 研究背景及其目的意义近年来，数据采集
10、及其应用受到了人们越来越广泛的关注，数据采集系统也有了迅速的发展，它可以广泛的应用于各种领域。数据采集系统起始于20世纪50年代，1956年美国首先研究了用在军事上的测试系统，目标是测试中不依靠相关的测试文件，由非熟练人员进行操作，并且测试任务是由测试设备高速自动控制完成的。由于该种数据采集测试系统具有高速性和一定的灵活性，可以满足众多传统方法不能完成的数据采集和测试任务，因而得到了初步的认可。大概在60年代后期，国内外就有成套的数据采集设备和系统多属于专用的系统1。20世纪70年代后期，随着微型机的发展，诞生了采集器、仪表同计算机融为一体的数据采集系统。由于这种数据采集系统的性能优良，超过了
11、传统的自动检测仪表和专用数据采集系统，因而获得了惊人的发展。从70年代起，数据采集系统发展过程中逐渐分为两类，一类是实验室数据采集系统，一类是工业现场数据采集系统2。20世纪80年代随着计算机的普及应用，数据采集系统得到了很大的发展，开始出现了通用的数据采集与自动测试系统。该阶段的数据采集系统主要有两类，一类以仪表仪器和采集器、通用接口总线和计算机组成。这类系统主要应用于实验室，在工业生产现场也有一定的应用。第二类以数据采集卡、标准总线和计算机构成，这一类在工业现场应用较多3。20世纪80年代后期，数据采集发生了很大的变化，工业计算机、单片机和大规模集成电路的应用，利用软件管理，使系统的成本减
12、低，体积变小，功能成倍增加，数据处理能力大大加强4。20世纪90年代至今，在国际上技术先进的国家，数据采集系统已成功的运用到军事、航空电子设备及宇航技术、工业等领域。由于集成电路制造技术的不断提高，出现了高性能、高可靠的单片机数据采集系统（DAS）5。数据采集技术已经成为一种专门的技术，在工业领域得到了广泛的应用。该阶段的数据采集系统采用模块式结构，根据不同的应用要求，通过简单的增加和更改模块，并结合系统编程，就可扩展或修改系统，迅速组成一个新的系统。尽管现在以微机为核心的可编程数据采集与处理采集技术的发展方向得到了迅速的发展，而且组成一个数据采集系统只需要一块数据采集卡，把它插在微机的扩展槽
13、内并辅以应用软件，就能实现数据采集功能，但这并不会对基于单片机为核心的数据采集系统产生影响。相较于数据采集板卡成本和功能的限制，单片机具多功能、高效率、高性能、低电压、低功耗、低价格等优点，能够对多点同时进行采集，因此能够开发出能满足实际应用要求的、电路结构简单的、可靠性高的数据采集系统。这就使得以单片机为核心的数据采集系统在许多领域得到了广泛的应用6。第 1 页 共 37 页1.2 国内外研究现状数据采集系统是通过采集传感器输出的模拟信号并转换成数字信号，并进行分析、处理、传输、存储和显示。它起始于20世纪中期，在过去的几十年里，随着信息领域各种技术的发展，在数据采集方面的技术也取得了长足的
14、进步，采集数据的信息化是目前社会的发展主流方向。各种领域都用到了数据采集，在石油勘探、科学实验、飞机飞行、地震数据采集领域已经得到广泛应用7。我国的数字地震观测系统主要采用TDE-124C型TDE-224C型地震数据采集系统。近年来，又成功研制了动态范围更大、线性度更高、兼容性更强、低功耗可靠性的TDE-324C型地震数据采集系统。该数据采集对拾震计输出的电信号模拟放大后送至A/D数字化，A/D采用同时采样，采样数据经DSP数字滤波处理后，变成数字地震信号。该数据采集系统具备24位A/D转化位数，采样率有50HZ、100HZ、200HZ8。由美国PASCO公司生产的“科学工作室”是将数据采集应
15、用于物理实验的崭新系统，它由3部分组成：（1）传感器：利用先进的传感技术和实时采集技术可实时采集物理实验中各物理量的数据；（2）计算机接口：将来自传感器的数据信号输入计算机，采样速率最高为25万次/S；（3）软件：中文及英文的应用软件9。受需求牵引，新一代机载数据采集系统为满足飞行实验应用也在快速地发展。如爱尔兰ACRA公司2000年研发推出的新一代KAM500机载数据采集系统10。到了2006年，本系统采用16位（A/D）模拟数字变换，总采样率达500K/S,同步时间为+/-250ns，可以利用方式组成高达1000通道的大容量的分布式采集系统11。1.3 该课题研究的主要内容内容数据采集技术是信
