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1、桂林電子科大學實訓設計說明書設計課題：****************系別：****************專業(yè)：********班級：********學號：********姓名：********指導教師：********2005年2月24日目錄10一.內(nèi)容摘要…………………………………….3二.設計內(nèi)容及要求…………………………….3三.方案論證及選擇…………………………….3四.電路設計及參數(shù)計算……………………….4五.總電路圖及工作原理……………………….7六.軟件流程圖……………………
2、…………….8七.組裝調試內(nèi)容……………………………….8八.電路設計總結……………………………….9九.所用元器件…………………………………9十.參考文獻…………………………………….9十一.收獲體會………………………………….10專業(yè)基礎課課程設計報告10多路數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)一：內(nèi)容摘要：在測量儀器中，數(shù)據(jù)的采集是必須的，而且數(shù)據(jù)采集器的好壞直接影響測量儀器的測量精度。具有一個精度高、轉換速度快、性能穩(wěn)定的數(shù)據(jù)采集器的測量儀器才能符合測量的要求。為此，我們設計了多路數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，此系統(tǒng)主要由A/
3、D轉換器和單片機構成，A/D轉換器在單片機的控制下完成對模擬信號的采集和轉換功能，最后由數(shù)碼管顯示采集的電壓值。此設計通過調試完全滿足設計的指標要求。二：設計內(nèi)容及要求：設計一個信號采集系統(tǒng)，其具體指標要求如下：1．數(shù)據(jù)采集通道數(shù)：8通道2．采集數(shù)據(jù)范圍：3．數(shù)據(jù)采集精度：4．誤差范圍：5．數(shù)據(jù)顯示：3位有效數(shù)字三：方案論證及選擇：此設計主要由三大部分組成：單片機最小系統(tǒng)、A/D模數(shù)轉換電路和數(shù)碼管顯示電路。1．單片機系統(tǒng)：方案一：采用專用的數(shù)字信號處理器（例如DSP），其特點是處理速度快，精度
4、高、效果好，但此類處理器價格昂貴，市場上少有，不易購買。方案二：采用通用的微處理器（如MCS-51系列）；這種處理器的性能優(yōu)良、價格便宜，容易購買。對于要求較高的數(shù)字處理場合不適用，但本系統(tǒng)設計要求不高，所以本系統(tǒng)采用該方案。2．A/D模數(shù)轉換電路：A/D轉換器芯片種類繁多，按其變換原理分類，雙積分式、量化反饋式、逐次比較式等A/D轉換器。10方案一：雙積分式A/D轉換器 雙積分式A/D轉換器是一種間接A/D轉換技術。首先將模擬電壓轉換成積分時間，然后用數(shù)字脈沖計時方法轉換成計數(shù)脈沖數(shù)，最后轉
5、換成二進制數(shù)或BCD碼輸出。因此，雙積分式A/D轉換時間較長，一般大于40～50ms。但其外接元件少，使用方便，具有極高的性價比。本設計要求采樣頻率fs＝8kHz（即采樣周期Ts<125ms）,因此，雙積分式A/D轉換器轉換速度過低，不適合用。 方案二：并行A/D轉換器并行式A/D轉換器是一種轉換速度最快、轉換原理最直觀的A/D轉換技術。并行A/D轉換需要大量的低漂移電壓比較器，不容易實現(xiàn)，市場難以買到，且價格昂貴?！ 》桨溉褐鸫伪容^式A/D轉換器這種A/D轉換器目前種類多、數(shù)量大、應用廣，
6、且價格便宜，該芯片有8通道。本設計要求字長為8位，該芯片能夠滿足設計需要。因此選用該種類中的ADC0809作為A/D轉換的芯片。1．數(shù)碼管顯示電路： 一般采用LCD點陣式模塊作為顯示，它能顯示豐富的字符，耗電省，但目前價格稍貴，不適合本系統(tǒng)，我們采用四位LED數(shù)碼管作為顯示器，雖然它耗電量大，顯示單一，但已經(jīng)完全滿足本系統(tǒng)的要求。四：電路設計及參數(shù)計算：本電路的系統(tǒng)框圖如下：數(shù)碼顯示微控制器A/D模數(shù)轉換器外部電壓1．單片機最小系統(tǒng)：10圖1所示為本系統(tǒng)采用的單片機最小系統(tǒng)電路。系統(tǒng)采用了上電自
7、動復位功能，晶體振蕩器的頻率選用6MHz。P1口提供數(shù)碼管的段選信號，P3.0至P3.3提供數(shù)碼管的位選信號，P0口作為與ADC0809通信的數(shù)據(jù)端口，P2.0為ADC0809提供選通信號。圖1單片機最小系統(tǒng)電路1．A/D模數(shù)轉換電路：10圖2所示為本系統(tǒng)采用的A/D模數(shù)轉換電路。74LS02為ADC0809提供選通和工作啟動信號。ADC0809的ABC端為通道號選擇端口，IN0至IN7為外部數(shù)據(jù)采集端口。圖2A/D轉換器電路1．數(shù)碼管顯示電路圖3所示為本系統(tǒng)采用的數(shù)碼管顯示電路。系統(tǒng)采用動態(tài)顯
8、示驅動方式，四個共陽極的數(shù)碼管分別顯示通道號和電壓值，圖3數(shù)碼管顯示電路五：總電路原理圖及工作原理：10本設計的總電路原理如圖4所示：圖4總電路原理圖工作原理:系統(tǒng)要采集的八路數(shù)據(jù)為5V電壓的八個分壓值。系統(tǒng)開啟后，單片機選擇A/D轉換器的數(shù)據(jù)采集通道號，然后啟動ADC0809芯片進行數(shù)據(jù)采集和轉換，當轉換成功結束后，單片機把A/D輸出的數(shù)字量數(shù)據(jù)讀入并進行相應的數(shù)據(jù)處理，最后通過軟件譯碼把采集的電壓值顯示在數(shù)碼管顯示器上。六：軟件流程圖：10七：組裝調試內(nèi)容：1.使用的儀器儀表：1).三位半數(shù)
