毕业设计（论文）-基于单片机的数据采集系统设计.doc

三 江 学 院 本科生毕业设计（论文） 题 目 电气工程及其自动化院（系）电气工程及其自动化专业 学生姓名 学 号 指导教师 职 称 起讫日期 2011.2.2～2011.5.20 设计地点 三江学院 目 录 第一章 绪论 1 1.1数据采集技术的分类 1 1.2基于单片机的数据采集系统 2 1.2.1基本组成 2 1.2.2采集方式 3 1.2.3基本要求 3 1.3国内外研究现状 4 1.3.1数据采集与处理的发展趋势 4 1.3.2国内外数据采集器的应用现状 5 第二章 单片机在数据采集方面的研究 6 2.1 单片机概述 6 2.2 单片机的结构、功能及其应用 7 2.2.1单片机的结构与功能 7 2.2.2 单片机的各个环节的应用 8 第三章 数据采集系统的具体应用 12 3.1 设计任务 12 3.2 设计方案及工作原理 12 3.2.1 设计方案： 12 3.2.2工作原理： 12 3.3 系统设计要求以及解决方案 12 3.3.1 信号采集分析 13 3.4 硬件系统设计 15 3.4.1 信号调理电路 15 3.4.2 数据采集电路 15 3.5软件系统 18 3.5.1模数转换 19 3.5.2数据采集程序流程图 20 3.6实现的功能 21 第四章 基于Proteus仿真的软硬件设计 22 4.1 Proteus简介 22 4.2 简单数据采集系统的硬件设计 23 4.2.1复位电路 24 4.1.2 AT89C51单片机 25 4.2.3 ADC0808模数转换器 27 第五章 总结与展望 28 结束语 29 致 谢 30 附录一 原理图 32 附录二 程序流程图 33 附录三:软件系统设计程序 34 第一章 绪论 引言 数据采集是分析模拟信号量数据的有效方法。而实时显示数据是自动化检测系统的现实需求。在测试空空导弹导引头的过程中，导引头的响应信号包括内部二次电源信号和模拟量电压信号。检测过程中要求检测系统实时显示导引头的工作状态，显示二次电源和模拟量响应电压信号，判断导引头性能，同时保证在非常情况下人为对导引头做出应急处理，保护导引头。对于模拟量电压信号，通常采用模数转换、事后数据标定的方法实现。根据现实需求，研制相应检测系统可作为导引头日常维护和修理的重要工具。单片机是一种集成在电路芯片，是采用超大规模集成电路技术把具有数据处理能力的中央处理器CPU随机存储器RAM只读存储器ROM多种I/O口和中断系统定时器/计时器等功能（可能还包括显示驱动电路、脉宽调制电路、模拟多路转换器、A/D转换器等电路）集成到一块硅片上构成的一个小而完善的计算机系统。单片机由运算器、控制器、存储器、输入输出设备构成A/D转换器工作原理 双积分型A/D转换是一种间接A/D转换技术。首先将模拟电压转换成积分时间，然后用数字脉冲计时方法转换成计数脉冲数，最后将此代表模拟输入电压大小的脉冲数转换成二进制或BCD码输出。因此，双积分型A/D转换器转换时间较长，一般要大于40～50ms。图2.1给出了微机控制的双积分型工作波形图。 图2-1 双积分型工作波型图 逐次逼近型ADC基本原理图（图2.2）： 图 2.2 逼近型原理图 我们主要用到的是ADC0809和AD574A这两个逼近式的A/D转换器。 ADC0809的主要技术指标为；分辨率为8位，模拟电压输入范围：0~5V；8个模拟通道可以在程序的控制下对任意的通道进行A/D转换；时钟频率为10KHZ~1280KHZ，标准时钟频率（640KHZ）下的转换时间为100μs;电源电压为5V，功耗为15mW。下面用ADC0809与8031接口电路图(图2.3)和AD574A与8031接口电路图（图2.4）加以说明： 图 2.3 ADC0809与8031接口电路图 AD574A的不同点有：分辨率为12位，转换时间快，为25μs。 图 2.4 AD574A与8031接口电路图 其次，存储器扩展主要是程序存储器和数据存储器的扩展。紫外线擦除可编程只读EPROM可作为单片机的外部程序存储器，其典型产品有：27系列芯片。其中，CE为片选端，OE为数据输出允许端，来控制是片内还是片外程序存储器；常见的外部数据存储器有静态RAM芯片6264，62128，62256等。CE仍然为片选端，