基于51单片机的数据采集系统
专业：电子信息工程 姓名：周力 指导老师：金印彬
摘要
• 本文介绍了基于单片机的数据采集系统的 软件设计，数据采集与通信控制采用了模 块化的设计，数据采集与通信控制采用了 单片机AT89C51来实现，硬件部分是以单 片机为核心，还包括A/D模数转换模块，显 示模块，和串行接口部分。软件部分应用 C++编写控制软件，对数据采集系统，模数 转换系统，数据显示，数据通信等程序进 行了设计。
仿真过程及其结果分析
• 软件结构图
仿真过程及其结果分析
• 单片机电路
• ADC采样电路
• 显示模块
• 总原理图
• 采集值显示
结果分析
• 8路模拟通道电压值分别设置为200HZ正弦信号、 200HZ方波信号、0.5V、1.0V、2.0V、3.0V、 4.0V、5.0V，经过系统处理，LCD1602可以将信 号通过数据的方式显示出来 。。系统误差为0。 • 改变8路输入信号的电压值，数据可及时在 LCD1602上显示。 • 通过用protues软件的仿真发现此次设计的系统原 理图能够实现电压的正确测量，而且电压的误差 较小，1602液晶屏能够正确显示出8路电压测量 结果。整个作品能较好的实现基本功能和扩展功 能。
章节安排
• • • • 第一章：绪论 第二章：设计软件基础知识 第三章：硬件介绍与A/D转换基本原理 第四章：数据采集系统设计及其仿真
软件介绍
• Keil： Keil C51是美国Keil Software公司出品的51 系列兼容单片机C语言软件开发系统， 与汇编相比，C语言在功能上、结构性、可 读性、可维护性上有明显的优势，因而易学易用。 Keil提供了包括C编译器、宏汇编、连接器、库管 理和一个功能强大的仿真调试器等在内的完整开 发方案，通过一个集成开发环境（uVision）将这 些部分组合在一起。
硬件介绍
• MCS-51单片机是在一块芯片中集成了 CPU，RAM，ROM、定时器/计数器和 多种功能的I/O线等一台计算机所需要 的基本功能部件。MCS-51单片机内包 含下列几个部件： ◆ 一个8位CPU； ◆ 一个片内振荡器及时钟电路； ◆ 4K字节ROM程序存储器； ◆ 128字节RAM数据存储器； ◆ 两个16位定时器/计数器； ◆ 可寻址64K外部数据存储器和64K外 部程序存储器空间的控制电路； ◆ 32条可编程的I/O线（四个8位并行 I/O端口）； ◆ 一个可编程全双工串行口； ◆ 具有五个中断源、两个优先级嵌套中 断结构。
谢谢观看
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ADC 0808是CMOS器件，包括一 个8位的逐次逼近型的ADC部分， 提供一个8通道的模拟多路开关和 通道寻址逻辑， 1) 主要技术指标和特性 （1）分辨 率： 8位。 （2）总的不可调误差： ADC0808 为±21 LSB,ADC 0809为±1LSB。 （3）转换时间： 取决于芯片时钟 频率，如CLK=500kHz时， TCONV=128μs。 （4）单一电 源： +5V。 （5）模拟输入电压范围： 单极性 0～5V；双极性±5V,±10V(需外 加一定电路)。 （6）具有可控三态输出缓存器。 （7）启动转换控制为脉冲式(正脉 冲)，上升沿使所有内部寄存器清零， 下降沿使A/D转换开始。 （8）使用时不需进行零点和满刻 度调节。
• Proteus： Proteus软件是来自英Labcenter electronics 公司的EDA工具软件，Proteus软件有十多年的历 史，在全球广泛使用，除了其具有和其它EDA工 具一样的原理布图、PCB自动或人工布线及电路 仿真的功能外，其革命性的功能是，他的电路仿 真是互动的，针对微处理器的应用，还可以直接 在基于原理图的虚拟原型上编程，并实现软件源 码级的实时调试，如有显示及输出，还能看到运 行后输入输出的效果，配合系统配置的虚拟仪器 如示波器、逻辑分析仪等。
A/D转换基本原理
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ADC按结构分有很多种，按其采样速度和精度 可分为： 多比较器快速（Flash）ADC； 数字跃升式（Digital Ramp）ADC； 逐次逼近ADC； 管道ADC； Sigma-Delta ADC。 每一种类型的ADC都各具特性，逐次逼近型 ADC比较适应于中等采样率、分辨率在16bit以下 的应用。我们本次设计采用逐次逼近式ADC。