基于单片机多路数据采集系统.doc

１６８  福  建  电脑  ２００８年第１１期  基于单片机多路数据采集系统 刘焰 （长江大学电子信息学院湖北荆州４３４０２３） 【摘要】：数据采集系统用于将模拟信号转换为计算机可以识别的数字信号．该系统目的是便于对一些物理量进行监 视、控制。本文介绍一种经济、实用的多道敖据采集系统：它以８０５１ＣＰＵ为棱心，配以０８０９Ａ／Ｄ转换器件，使用四个－ｅ＆ＬＥＤ 数码管来进行显示。ＬＥＤ采用的是动态扫描显示。系统实现八道数据自动退回采集与显示，适用于非快速变化信号的多路检 测。系统软件可在ｐｒｏｔｅｕｓ上仿真。 【关键词】：８０５１单片机；ＡＤＣ０８０９；数据采集；ｐｒｏｔｅｕｓ  ｌ、引言 数据采集系统．从严格的意义上来说。应该是用计算机控翩  ００００Ｈ－０００７Ｈ。模拟量直接ＡＤＣ０８０９的ＩＮ０一ＩＮ７输入。，数字量 由ＡＤＣ０８０９的ＤＯ～Ｄ７输出并直接接到单片机８０５１的Ｉ／Ｏ口的 的多路数据自动检测或巡回检测．并且能够对数据实行存储、处 ＰＯ Ｅｌ（Ｐ ０口作为输入Ｅ１）。 理、分析计算以及从检测的数据中提取可用的信息。供显示、记 录、打印或描绘的系统。 数据采集系统一般由数据输入通道．数据存储与管理，数据 处理．数据输出及显示这五个部分组成。输入通道要实现对被测 对象的检测．采样和信号转换等工作。数据存储与管理要用存储 器把采集到的数据存储起来。建立相应的数据库．并进行管理和 调用。数据处理就是从采集到的原始数据中。删除有关干扰噪 声，无关信息和必要的信息．提取出反映被测对象特征的重要信 息。另外，就是对数据进行统计分析，以便于检索；或者把数据恢 复成原来物理量的形式．以可输出的形态在输出设备上输出，例 如打印。显示，绘图等。数据输出及显示就是把数据以适当的形 式进行输出和显示。 本次设计是在现场物理信号通过传感器转换为旺５Ｖ的 基础上，由单片机进行远距离传输并还原为¨５Ｖ的电信号，通 过ＬＥＤ显示。系统最多显示８路数据。 ２、统硬件电路 ＡＤＣ０８０９其他引脚如： Ｂ Ｃ等 直接接到单片机的Ｐ２口 （Ｐ２口作为输出Ｅ１）．最后 ＡＤＣ０８０９的结束信号端口 直接接到单片机Ｐ３．７口。 ２．２数码管显示电路 本设计选用３个数码 管显示数据．连通道号共用 ４个位数码管．每次数据传 输完调用延时程序．使数据 持续显示１秒．经过比较分 析．在设计中采用了共阳极 动态显示模式并将数码管的 段码端直接接到单片机输出 端口Ｐ１口。而数码管的公 共端我则接到了单片机输出 端口Ｐ＇３口．因为只有４个  系统硬件电路如 图１：ＡＤＣ０８１Ｙ）将¨ 图ｌ：系统硬件电路 数码管．我只用到了Ｐ３．０． Ｐ３．３。。这时只要ＰＯ口送出 数字的显示代码．数码管就 图３：整体的流程图 ５Ｖ模拟信号转换为 ００卜ＦＦ数字信号并传 送给５１单片机．然后 由５１单片机进行数据 存储及数据处理．最终 由ＬＥＤ显示器显示。 完成对模拟信号的采 集。  苴 片 机 ＡＬＥ｜Ｐ 图２：ＡＤＣ０８０９时钟接 口电路（－－分频电路） ＣＬｏＣＫ ＾ＤＣ 明０９ 能正常显示数字。 ３．系统软件的设计 整个系统软件设计主 要有三大块：加转换部 分：显示数据的转换存储部 分；数据的显示部分。系统 采用模块化编程．将各部分 功能分别实现。整体的流程 ２．１ ＡＤＣ０８０９与８０５１单片机的接口设计 图如图３所示。 ＡＤＣ０８０９与单片机８０５１的硬件接口方式一般有：查询方 式、中断方式和等待延时方式。本设计采用查询方式。由于 ＡＤＣ０８０９芯片内部投有时钟脉冲源．我选择利用单片机８０５１ 提供的地址锁存控制输入信号ＡＬＫ经Ｄ触发器二分频后．作为 ＡＤＣ０８０９的时钟输入。当ＣＰＵ访问外存储器时．ＡＵ（的输出作 为外部锁存地址的低字节的控制信号：当不访问外部存储器时。 ＡＬＫ端以１／６的时钟振荡频率固定地输出正脉冲。又因 ３．１ Ａ，Ｄ转换程序流程图 加转换过程：将８路 模拟量持续输入ＡＤＣ０８０９ 模拟量输入端ＩＮＯ－ＩＮ７。首 先将ＯＥ。ＳＴＡＲＴ。ＡＬＥ。Ａ。 Ｂ．Ｃ都置０，然后ＡＬＫ置ｌ 再清零．进行转换通道地址 ＡＤＣ０８０９的时钟频率有一定的范围１０．１２８０ｋＨｚ．故我取单片机 的锁存．即选择转换通道打 图４：ＭＤ转换程序淹程图 的时钟频率为６ＭＨｚ．则ＡＬＫ端输出的频率为１ＭＨｚ，再经二分 频后为５００ｋＨｚ。符合ＡＤＣ０８０９对时钟的要求。分频电路图如图 ２所示。 由于ＡＤＣ０８０９内部设有地址锁存器．所以通道地址由Ｐ２ 口的低３位直接与ＡＤＣ０８０９的Ａ、Ｂ、Ｃ相连。通道基本地址为 万方数据 开。将ＳＴＡＲＴ置ｌ再清零，发送一启动脉冲，即启动ＭＤ转换， 此时转换结束信号ＥＯＣ变为低电平。查