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目录 1、课程设计任务概述 1 1.1 组成 1 1.2 系统设计要求 1 1.3 任务要求 2 2、传感器的选择 2 2.1温度传感器的组成 2 2.2常用的测温传感器 2 3、单片机硬件电路的设计 4 3.1 硬件总体设计 4 3.2存储器RAM扩展 6 3.2.1 RAM扩展的原理 7 3.2.2常用的地址锁存器 8 3.3模拟量采集电路设计 9 3.3.1 信号调理电路设计 9 3.3.2 多路开关选择 10 3.3.3 A/D转换电路设计 11 3.4 开关量采集电路设计 13 3.4.1 74LS241的引脚分布和逻辑结构 13 3.4.2 开关量采集的硬件连接图 13 3.5 脉冲量采集电路设计 14 3.6系统硬件原理图 15 4、 软件设计 15 4.1 系统主程序 15 4.2 模拟量采集程序 16 4.3 开关量采集程序 18 4.4 键盘扫描子程序 19 4.5 键盘显示程序 20 5、 设计小结 22 参考文献 23  1、课程设计任务概述 1.1 组成 设备数据采集部分要求采集的数据分三类：1.开关量的检测（8 路）；2.脉冲量的检测（1 路）；3.模拟量的检测（8 路）。信号采集板包括CPU、RS485通讯网络接口、RS232C通讯接口等，如图1-1所示。 信号采集板获得开关量和经过标准化处理的传感器信号，进行信号采集，并进行数学处理，然后进行图文显示、储存和网络通讯。RS232C通讯接口与有 RS232C通讯协议的LCD液晶汉字图形显示器通讯。 图 1-1 设备数据采集通讯显示装置主板的组成框图 1.2 系统设计要求 选用熟悉的单片机型号，组成测试，通讯系统；扩展数据存储设备，用于存储检测量，中间计算结果；选用开关量输入接口（8 路）；选用不低于十位的A/D转换器用于模拟量的测量（8路）；脉冲量的输入根据系统资源情况决定。 1.3 任务要求 1.进行总体设计，明确各接口设备的地址； 2.画出系统线路图，打印图并交电子文件； 3.编写数据采集、转换程序（明确各类数据存储地址各子程序功能，处、入口参数）； 4.在介绍总体系统的基础上着重说明本部分的设计思想、器件的选用、采样程序说明。 2、传感器的选择 传感器的作用是把非电量的物理量（如速度、温度、压力等）转变成模拟电量（如电压、电流、电阻或频率）。本设计涉及到的传感器是与温度和压力相关的，故选择以下两种传感器用于电路中。 2.1温度传感器的组成 在工程中无论是简单的还是复杂的测温传感器，就测量系统的功能而言，通常由现场的感温元件和控制室的显示装置两部分组成，如图2-1所示。简单的温度传感器往往是把温度传感器和显示器组成一体的，对这样一种传感器一般在现场使用。 图2-1 温度传感器组成框图 2.2常用的测温传感器 常用测温传感器的特点见表2-1所示： 表2-1 测温传感器的比较 类型 优点 缺点 热电偶 易于使用、成本极低 极宽温度范围（-200℃~2000℃） 坚固耐用 有多种类型 中等精度（1%~3%） 低灵敏度（40~80μV/℃） 地响应速度（几秒） 高温时老化和漂移 非线性、低稳定性 需要外部参考端 热敏电阻 易于连接、快速响应 低成本、高灵敏度 高输出辐射、小尺寸 易于互换中等稳定性 窄温度范围（高达150℃） 大温度系数（4%/℃） 非线性、固有的自身发热 需要外部电流源 RTD 极高精度 极高稳定性、中等线性 许多种配置 有限的温度范围（高达400℃）、大温度系数、昂贵 需要外部电流源 IC温度传感器 （模拟和数字输出） 极高的线性、低成本 高精度（约1%）、高输出幅度 易于系统集成 小尺寸、高分辨率 低响应速度 有限的温度范围（-55℃~ +150℃）、固有的自身发热 需要外部参考源 热电温度记录仪常以热电偶作为测温元件，由上表得知它广泛用来测量-200 ℃ ~2000 ℃范围内的温度；特殊情况下，可测2800℃的高温或4K的低温。此次设计所测温度范围是0~400℃，故选择K型热电偶作为测温传感器。输出电压范围为0~16.395mV；经放大器放大300倍，故最终输出电压满足0~5V要求。Ｋ型热电偶是工业生产中最常用的温度传感器，具有结构简单、制造容易、使用方便、耐久性强，稳定性高及K型热电偶的热电势与温度有良好的线性关系所以传感。 3、单片机硬件电路的设计 3.1 硬件总体设计 本次课程设计是为了完成数据处理功能模块设计中的数据采集部分。设备数据采集包括8路开关量的检测、8路模拟量的检测和1路脉冲量的检测。数据采集系统基于单