数据采集系统的设计
中文摘要：数据采集系统，是用计算机控制的多路数据自动检测或巡回检测，并且能够对数据实行存储、处理、分析计算以及从检测的数据中提取可用的信息，供显示、记录、打印或描绘的系统。

本课程设计对数据采集系统作了基本的研究。

本系统主要解决的是采集10路模拟量(10位精度)，20路开关量，采集的数据每隔1毫秒，通过串行通讯方式RS485向一台工控机传送的实现方法。

关键词：数据采集、A/D转换、模拟量。

数字量、串行通信
一、设计目的
1、综合运用所学相关课程的基础理论和基本知识，完成数据采集系统的设计。

2、学会PROTEUS电子设计软件使用。

3、掌握电子电路的测试方法，熟练应用电子工程领域相关仪器、仪表和设备对电路的技术指标进行测试。

二、设计内容
1、在PROTEUS电子设计平台，综合应用模拟电子技术、数字电子技术、单片机技术，完成数据采集系统电路设计与仿真。

2、在电子综合实训平台，选择电路模块，实现硬件验证。

3、在电子测试平台上，对主要技术参数进行测试。

三、主要仪器设备
1、电子综合实训系统。

2、PROTEUS电子设计软件。

3、万用表。

四、数据采集系统设计
1、数据采集系统方案
图 1 硬件设计总体框图
方案说明：数据采集系统即通过改变输入模拟信号来改变A\D转换后的值，进而改变现实模块的显示值。

2、电路设计
在PROTUES中选用的就要元件有AT89C51、ADC0809、7SEG-MPX4-CC-BLUE、CAP、CAP-ELEC、CRYSTAL、POT-HG、RES、RESPACK-8。

图2 数据采集系统设计原理图
电位信号是模拟信号通过模数转换器ADC089转换成数字信号，输送到AT89C51单片机
中，通过单片机的分析处理后经过数码显示出来，我们可以得到确切的信号数据。

五、程序设计
流程图如下：
图3 数据采集系统设计流程图
源程序如下：
LED_0 EQU 30H ;存放三个数码管的段码LED_1 EQU 31H
LED_2 EQU 32H
ADC EQU 35H ;存放转换后的数据
ST BIT P3.2
OE BIT P3.0
EOC BIT P3.1
ORG 00H
START:
MOV LED_0,#00H
MOV LED_1,#00H
MOV LED_2,#00H
MOV DPTR,#TABLE ;送段码表首地址
SETB P3.4
SETB P3.5
CLR P3.6 ;选择ADC0808的通道3 WAIT:
CLR ST
SETB ST
CLR ST ;启动转换
JNB EOC,$ ;等待转换结束
SETB OE ;允许输出
MOV ADC,P1 ;暂存转换结果
CLR OE ;关闭输出
MOV A,ADC ;将AD转换结果转换成BCD码
MOV B,#100
DIV AB
MOV LED_2,A
MOV A,B
MOV B,#10
DIV AB
MOV LED_0,B
LCALL DISP ;显示AD转换结果
SJMP WAIT
DISP:
MOV A,LED_0 ;数码显示子程序
MOVC A,@A+DPTR
CLR P2.3
MOV P0,A
LCALL DELAY
SETB P2.3
MOV A,LED_1
MOVC A,@A+DPTR
CLR P2.2
MOV P0,A
LCALL DELAY
SETB P2.2
MOV A,LED_2
MOVC A,@A+DPTR
CLR P2.1
MOV P0,A
LCALL DELAY
SETB P2.1
RET
DELAY:
MOV R6,#10 ;延时5毫秒
D1:
MOV R7,#250
DJNZ R7,$
DJNZ R6,D1
RET
TABLE:
DB 3FH,06H,5BH,4FH,66H
DB 6DH,7DH,07H,7FH,6FH
END
六、系统仿真与分析
图4 数据采集系统设计仿真图
仿真分析：通过调节滑动变阻器改变A\D模块的输出值，从而改变采集到的信息，进而改变现实的数字。

七、设计小结与体会
通过本次课程设计，加深了对课本专业知识的理解和巩固，更进一步地了解了数据采集的基本原理。

使自己的实践能力有了进一步的提高，对以后的工作学习打下了一定的基础。

参考文献
[1]于海生编著.《微型计算机控制技术》.北京：清华大学出版社.1999
[2]彭沛夫张桂芳编著.《微机控制技术与实验指导》.北京：清华大学出版社.2005
[3]林敏编著.《微机控制技术及应用》.北京：高等教育出版社. 2004
[4]张大明编著.《单片微机控制应用技术》. 机械工业出版社.2006
[5]张雪兰、谭毓安编著.《C语言程序设计(第二版) 》.北京：北京理工大学出版社.2004。