ATC单片机的数据采集系统及频谱分析电路.docVIP

目录 摘要 1 Abstract 2 1．绪论 3 1.1设计数据采集及其频谱分析电路的意义 3 1.2数据采集及其频谱分析的主要功能 3 2.数据采集硬件电路设计 4 2.1方案选择及设计思想 4 2.2设计方案的框图 5 2.3工作原理 5 2.4电路中主要芯片的引脚对应的功能 6 2.4.1主控芯片AT89C51 6 2.5原理图及连接关系 8 2.5.1数据输入模块 8 2.5.2模数转换模块 8 2.5.3 主控电路 9 3．数据采集软件设计 11 3.1系统模块层次图 11 3.2程序流程 11 3.3程序源代码 11 4.频谱分析硬件电路设计 15 4.1方案论证 15 4.2频谱分析硬件电路设计 17 4.2.1数据采集 17 4.2.2运算核心设计 17 4.2.3控制核心设计 18 4.2.4示波器显示部分设计 20 4.2.5供电设计 21 5.频谱分析软件电路设计 24 5.1单片机部分 24 5.2 FPGA部分 25 5.3 测试说明 28 5.3.1单频信号的频谱测试 28 5.3.2调幅信号的频谱测试 28 5.3.3调频信号的频谱测试 28 5.3.4信号识别准确度测试 29 5.3.5测试结果分析 29 总结 30 致谢 32 摘要 本毕业设计数据采集部分采用的是单片机AT89C51和模数转换芯片ADC0808采集系统。用电位器模拟输入电压，经过AT89C51控制ADC0808将输入模拟电压转换成数字信号，频谱分析部分是基于外差原理的数字式频谱分析，系统采用XlinxVIRTEX-II100万门的FPGA，将本振扫频、混频、放大、低通滤波、提取峰值等工作全部通过数字化实现。控制方面，有凌阳16位单片机SPCE061A作为控制核心，实现人机接口和最后频谱图的模拟示波器显示。本论文主要描述了硬件设计部分和软件设计部分，硬件部分更是详细分析了本数据采集及其频谱分析的各个部分的电路原理，以及各个模块之间的线路连接。并列出了所有的元器件，以及实现数据采集和频谱分析功能的相应程序。该设计出了一个简单实用的数据采集及其频谱分析电路，具有成本低，可靠性高，扩展功能强等优点。 关键词：数据采集 频谱分析 AT89C51 AD0808 凌阳16位单片机SPCE061A Abstract The data acquisition part of this graduation is AT89C51 microcontroller and analog to digital conversion chip the ADC0808 collection system. Potentiometer analog input votagle,AT89C51 control ADC0808 input analog voltage to convert the digital signal, spectrum analysis part is based on the digital spectrum of the heterodyne principle, the system uses a million gates FPGA XlinxVIRTEX-II100, the vibration frequency sweep, mixing, amplification, all the digital realization of low-pass filtering, to extract peak. Control, have the Sunplus the 16 the microcontroller SPCE061A as control core, to achieve the man-machine interface and analog oscilloscope display of the final spectrogram. This paper describes the hardware design and software design, hardware part is a detailed analysis of the connections between the various parts of the circuit schematic of the data acquisition and spectrum analysis, and each module. And lists all of the components, as well as the corresponding procedures for data acquisition an