多路數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的設(shè)計(jì)論文

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1、多路數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)設(shè)計(jì)序言隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)、電磁兼容技術(shù)、傳感器技術(shù)和信息技術(shù)的飛速發(fā)展和普及，數(shù)據(jù)采集與處理系統(tǒng)得到了廣泛的應(yīng)用。例如：在生產(chǎn)過程中，應(yīng)用這一系統(tǒng)可對(duì)生產(chǎn)現(xiàn)場的工藝參數(shù)進(jìn)行采集、監(jiān)視和記錄，為提高產(chǎn)品質(zhì)量、降低生產(chǎn)成本提供信息和手段；在科學(xué)研究中，應(yīng)用這一系統(tǒng)可獲得大量的動(dòng)態(tài)信號(hào)，是研究瞬間物理過程的有力工具，也是獲得科學(xué)奧秘的重要手段之一。總之，不論在哪個(gè)應(yīng)用領(lǐng)域，數(shù)據(jù)采集與處理越及時(shí)，工作效率、性能價(jià)格比就越高，取得的經(jīng)濟(jì)效益就越好?？傊?，數(shù)據(jù)采集是工、農(nóng)業(yè)控制系統(tǒng)中至關(guān)重要的一環(huán)[1]。數(shù)據(jù)采集是工、農(nóng)

2、業(yè)控制系統(tǒng)中至關(guān)重要的一環(huán)，在醫(yī)藥、化工、食品、等領(lǐng)域的生產(chǎn)過程中，往往需要隨時(shí)檢測各生產(chǎn)環(huán)節(jié)的溫度、濕度、流量及壓力等參數(shù)。同時(shí)，還要對(duì)某一檢測點(diǎn)任意參數(shù)能夠進(jìn)行隨機(jī)查尋，將其在某一時(shí)間段內(nèi)檢測得到的數(shù)據(jù)經(jīng)過轉(zhuǎn)換提取出來，以便進(jìn)行比較，做出決策，調(diào)整控制方案，提高產(chǎn)品的合格率，產(chǎn)生良好的經(jīng)濟(jì)效益。本畢業(yè)設(shè)計(jì)對(duì)一種多路數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)進(jìn)行了初步的研究，該多路數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)能對(duì)多路模擬信號(hào)進(jìn)行采集和處理。系統(tǒng)以89C51為控制單元核心，利用模數(shù)轉(zhuǎn)換器AD0809完成模數(shù)轉(zhuǎn)換功能，結(jié)合單片機(jī)RS232串口功能，實(shí)現(xiàn)八路信號(hào)的采集、存

3、儲(chǔ)、顯示及與PC機(jī)通信等功能，形成了良好的人機(jī)界面。第1章緒論1.1多路數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)介紹?隨著工、農(nóng)業(yè)的發(fā)展，多路數(shù)據(jù)采集勢(shì)必將得到越來越多的應(yīng)用，為適應(yīng)這一趨勢(shì)，作這方面的研究就顯得十分重要。在科學(xué)研究中，運(yùn)用數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)可獲得大量的動(dòng)態(tài)信息，也是獲取科學(xué)數(shù)據(jù)和生成知識(shí)的重要手段之一。總之，不論在哪個(gè)應(yīng)用領(lǐng)域中，數(shù)據(jù)采集與處理將直接影響工作效率和所取得的經(jīng)濟(jì)效益。???此外，計(jì)算機(jī)的發(fā)展對(duì)通信起了巨大的推動(dòng)作用。算機(jī)和通信緊密結(jié)合構(gòu)成了靈活多樣的通信控制系統(tǒng)，也可以構(gòu)成強(qiáng)有力的信息處理系統(tǒng),這樣對(duì)社會(huì)的發(fā)展產(chǎn)生了深遠(yuǎn)的影

4、響。數(shù)據(jù)通信是計(jì)算機(jī)廣泛應(yīng)用的必然產(chǎn)物[2]。數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，從嚴(yán)格的意義上來說，應(yīng)該是用計(jì)算機(jī)控制的多路數(shù)據(jù)自動(dòng)檢測或巡回檢測，并且能夠?qū)?shù)據(jù)實(shí)行存儲(chǔ)、處理、分析計(jì)算以及從檢測的數(shù)據(jù)中提取可用的信息，供顯示、記錄、打印或描繪的系統(tǒng)。???數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)一般由數(shù)據(jù)輸入通道，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)與管理，數(shù)據(jù)處理，數(shù)據(jù)輸出及顯示這五個(gè)部分組成。輸入通道要實(shí)現(xiàn)對(duì)被測對(duì)象的檢測，采樣和信號(hào)轉(zhuǎn)換等工作。數(shù)據(jù)存儲(chǔ)與管理要用存儲(chǔ)器把采集到的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)起來，建立相應(yīng)的數(shù)據(jù)庫，并進(jìn)行管理和調(diào)用。數(shù)據(jù)處理就是從采集到的原始數(shù)據(jù)中，刪除有關(guān)干擾噪聲，無關(guān)信息和必

5、要的信息，提取出反映被測對(duì)象特征的重要信息。另外，就是對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，以便于檢索；或者把數(shù)據(jù)恢復(fù)成原來物理量的形式，以可輸出的形態(tài)在輸出設(shè)備上輸出，例如打印，顯示，繪圖等。數(shù)據(jù)輸出及顯示就是把數(shù)據(jù)以適當(dāng)?shù)男问竭M(jìn)行輸出和顯示。由于RS-232在微機(jī)通信接口中廣泛采用，技術(shù)已相當(dāng)成熟。在近端與遠(yuǎn)端通信過程中，采用串行RS-232標(biāo)準(zhǔn)，實(shí)現(xiàn)PC機(jī)與單片機(jī)間的數(shù)據(jù)傳輸。在本畢業(yè)設(shè)計(jì)中對(duì)多路數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)作了初步的研究。本系統(tǒng)主要解決的是怎樣進(jìn)行數(shù)據(jù)采集以及怎樣進(jìn)行多路的數(shù)據(jù)采集，并將數(shù)據(jù)上傳至計(jì)算機(jī)[2]。1.2設(shè)計(jì)思路多路數(shù)據(jù)

6、采集系統(tǒng)采用ADC0809模數(shù)轉(zhuǎn)換器作為數(shù)據(jù)采集單元和AT89C51單片機(jī)來對(duì)它們進(jìn)行控制,不僅具有控制方便、簡單和靈活性大等優(yōu)點(diǎn),而且可以大幅度提高采集數(shù)據(jù)的靈敏度及指標(biāo)。通過MAX232電平轉(zhuǎn)換芯片實(shí)現(xiàn)單片機(jī)與PC機(jī)的異步串行通信，設(shè)計(jì)中的HD7279實(shí)現(xiàn)了鍵盤控制與LED顯示顯示功能。本文設(shè)計(jì)了一種以AT89C51和ADC0809及RS232為核心的多路數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。多路數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)就是通過鍵盤控制選擇通路，將采集到的電壓模擬兩轉(zhuǎn)換成數(shù)字量實(shí)時(shí)的送到單片機(jī)里處理從而顯示出采集電壓和地址值，最終控制執(zhí)行單片機(jī)與PC機(jī)的

7、異步串行通信。連接好硬件后，給ADC0809的三條輸入通路通入直流電壓。4-F鍵為功能鍵，4-E鍵為復(fù)位鍵，F(xiàn)鍵為確認(rèn)鍵。1－3鍵為通道選擇鍵，分別采集三個(gè)通道的數(shù)據(jù)值并實(shí)時(shí)顯示出數(shù)值和地址值。結(jié)合單片機(jī)RS232串口功能還實(shí)現(xiàn)了與PC機(jī)的異步串行通信功能。1.2.1電路的基本構(gòu)成多路數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)硬件電路由AT89C51單片機(jī)最小系統(tǒng)、ADC0809模數(shù)轉(zhuǎn)換電路、HD7279鍵盤控制與LED顯示電路、RS232串行通信電路四部分組成。該電路采用AT89C51單片機(jī)最小化應(yīng)用設(shè)計(jì)，ADC0809接成的是總線方式電路，P0口是

8、作為系統(tǒng)擴(kuò)展的地址總線口，其端口總線地址為7FFFH。圖1-1系統(tǒng)硬件方框圖1.2.2各硬件模塊的功能1.單片機(jī)：把ADC0809采集過來的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)的顯示并能實(shí)現(xiàn)與PC機(jī)的串行通信2.A/D采集：將采集到得模擬電壓值轉(zhuǎn)換成數(shù)字量3.鍵盤控制：選擇數(shù)據(jù)采集的通路及控制功能4.地址/數(shù)據(jù)顯示：顯