课程设计报告基于RS232的数据采集系统.doc

西华大学课程设计说明书摘要本文从串行接口及其通信的基础知识入手，阐述了基于RS232的数据采集系统的设计。全文数据采集系统的设计、数据采集终端的硬件设计、软件的设计三部分组成。综合论述系统的功能设计和原理，并介绍了数据采集系统的发展背景、单片机技术、RS232串行接口通信，给出了系统整体构架。分析了数据采集系统的功能，采用软硬件相结合的方法完成数据的采集和显示功能。关键词： RS232；数据采集；单片机 Abstract: This article from the serial interface and start with the basics of communication on the RS232-based data acquisition system design. The full text of the data acquisition system design, data collection terminal hardware design, software design is composed of three parts. A synthesis of system design and theory, and presented the data acquisition system development background, single-chip technology, RS232 serial interface communication, given the overall framework of the system. Analysis of the data acquisition system using a combination of hardware and software methods of data collection and display.Keywords: RS232；Data Acquisition；Singel-chip目录1 前言12 总体方案设计32.1 方案比较32.2 方案选择42.3 基本设计原理53 单元模块设计63.1 LCD液晶显示器63.2 数据采集与AD转换73.3 晶振电路93.4 复位电路93.5 串口通信103.6 电源电路113.7 单片机的概述124 keil软件的运用145 系统调试175.1 RS232与单片机调试175.2 LCD显示器调试175.3 ADC0809调试175.4电源电路调试176系统功能、指标参数176.1系统能实现的功能176.2系统指标参数187 小结208 参考文献. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 218 附录221总体电路图22 2总程序. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23 1 前言近年来，数据采集及其应用受到了人们越来越广泛的关注，数据采集系统也有了迅速的发展，它可以广泛的应用于各种领域。数据采集系统起始于20世纪50年代，1956年美国首先研究了用在军事上的测试系统，目标是测试中不依靠相关的测试文件，由非成熟人员进行操作，并且测试任务是由测试设备高速自动控制完成的。由于该种数据采集测试系统具有高速性和一定的灵活性，可以满足众多传统方法不能完成的数据采集和测试任务，因而得到了初步的认可。大概在60年代后期，国内外就有成套的数据采集设备和系统多属于专用的系统。20世纪70年代后期，随着微型机的发展，诞生了采集器、仪表同计算机溶为一体的数据采集系统。由于这种数据采集系统的性能优良，超过了传统的自动检测仪表和专用数据采集系统，因而获得了惊人的发展。从70年代起，数据采集系统发展过程中逐渐分为两类，一类是实验室数据采集系统，一类是工业现场数据采集系统。20世纪80年代随着计算机的普及应用，数据采集系统得到了很大的发展，开始出现了通用的数据采集与自动测试系统。该阶段的数据采集系统主要有两类，一类以仪表仪器和采集器、通用接口总线和计算机组成。这类系统主要应用于实验室，在工业生产现场也有一定的应用。第二类以数据采集卡、标准总线和计算机构成，这一类在工业现场应用较多。20世纪80年代后期，数据采集发生了很大的变化，工业计算机、单片机和大规模集成电路的组合，用软件管理，是系统的成本减低，体积变小，功能成倍增加，数据处理能力大大加强。20世纪90年代至今，在国际上技术先进的国家，数据采集系统已成功的运用到军事、航空电子设备及宇航技术、工业等领域。由于集成电路制造技术的不断提高，出现了高性能、高可靠的单片机数据采集系统（DAS）。数据采集技术已经成为一种专门的技术，在工业领域得到了广泛的应用。该阶段的数据采集系统采用模块式结构，根据不同的应用要求，通过简单的增加和更改模块，并结合系统编程，就可扩展或修改系统，迅速组成一个新的系统。尽管现在以微机为核心的可编程数据采集与处理采集技术的发展方向得到了迅速的发展，而且组成一个数据采集系统只需要一块数据采集卡，把它插在微机的扩展槽内并辅以应用软件，就能实现数据采集功能，但这并不会对基于单片机为核心的数据采集系统产生影响。相较于数据采集板卡成本和功能的限制，单片机具多功能、高效率、高性能、低电压、低功耗、低价格等优点，而双单片机又具有精度较高、转换速度快、能够对多点同时进行采集，因此能够开发出能满足实际应用要求的、电路结构简单的、可靠性高的数据采集系统。这就使得以单片机为核心的数据采集系统在许多领域得到了广泛的应用。数据采集技术是信息科学的重要分支之一, 它研究信息数据的采集、存储、处理以及控制等问题。它是对传感器信号的测量与处理, 以微型计算机等高技术为基础而形成的一门综合应用技术。随着微型计算机技术的飞速发展和普及,数据采集监测已成为日益重要的检测技术,广泛应用于工农业等需要同时监控温度、湿度和压力等场合。数据采集是工业控制等系统中的重要环节,通常采用一些功能相对独立的单片机系统来实现,作为测控系统不可缺少的部分,数据采集的性能特点直接影响到整个系统。尽管现在以微机为核心的可编程数据采集与处理技术作为数据采集技术的发展方向得到了迅速的发展,并且适于通用微机(如IBM PC 系列) 使用的板卡级数据采集产品也已大量出现,组成一个数据采集系统简单到只需要一块数据采集卡,把它插在微机的扩展槽内,并辅以应用软件,就能实现数据采集功能,但这并不会对基于单片机为核心的数据采集系统产生影响,因为单片机功能强大、抗干扰能力强、可靠性高、灵活性好、开发容易等优点,使得基于单片机为核心的数据采集系统在许多领域得到了广泛的应用.传统的基于单片机的数据采集系统由于没有上位机的支持,不管采用什么样的数据存储器,它的存储容量都是有限的,所以不得不对存储的历史数据进行覆盖刷新,这样不利于用户对数据进行整体分析,因而也不能对生产过程的状况进行准确的把握。本系统采用下位机负责模拟数据的采集,从单片机负责采集数据，并应答主机发送的命令，上位机即主机是负责处理接受过来的数字量的处理及显示，主机和从机之间用RS-232进行通信。这样用户可以在上位机上编写各种程序对文件中的数据进行有效查询和分析,有利于工业过程的长期正常运行和检查。该系统采用的是STC89S52单片机，此芯片功能比较强大，能够满足设计要求。2 总体方案设计2.1 方案比较方案1：系统硬件电路如图2.1.1：ADC0809将0-5V模拟电压信号转换为00-FF数字信号并传送到STC89C52单片机，然后由STC89C52单片机进行数据储存及数据处理，最终由LCD显示器显示。完成对模拟信号的采集。图2.1 方案1设计原理框图方案2：系统硬件电路如图2.1.2：电路中采取信号发生器进行采集，不如方案1简洁。虽然器件选择上差的不多，但是还需要制作信号发生器，多了操作步骤，并且增加了成本，在单片机的选择上使用STC89C52更好。LCD液晶显示器的并行串口传输速度比LED数码管要快，所以用LCD液晶显示器要好点。图2.2 方案2设计原理框图2.2方案选择2.2.1 A/D模数转换的选择A/D转换器的种类很多，就位数来说，可以分为8位、10位、12位和16位等。位数越高其分辨率就越高，价格也就越贵。A/D转换器型号很多，而其转换时间和转换误差也各不相同。逐渐逼近式A/D转换器：它是一种速度快、精度较高、成本较低的直接式转换器，其转换时间在几微秒到几百微秒之间。双积分A/D转换器：它是一种间接式的A/D转换器，优点是抗干扰能力强，精度比较高，缺点是数度很慢，适用于对转换数度要求不高的系统。并行式A/D转换器：它又被称为flash（快速）型，它的转换数度很高，但她采用了很多个比较器，而n位的转换就需要2n-1个比较器，因此电路规模也极大，价格也很贵，只适用于视频A/D转换器等数度特别高的领域。鉴于上面三种方案，在价格、转换速度等多种标准考量下，在本设计选用的是逐渐逼近式A/D转换器ADC0809.2.2.2单片机的选择单片机是一种面向大规模的集成电路芯片，是微型计算机中的一个重要的分支。此系统是由CPU、随即存取数据存储器、只读程序存储器、输入输出电路（I/O口），还有可能包括定时/计数器、串行通信口、显示驱动电路（LCD和LED驱动电路）、脉宽调制电路、模拟多路转换器及A/D转换器等电路集成到一个单块芯片上，构成了一个最小但完善的计算机任务。单片机要使用特定的组译和编译软件编译程序，在用keiluvision2把程序下载到单片机内。而本设计选用的是STC89C52.2.2.3显示部分的选择1602采用并口传输，速度比数码管串口快。没有驱动要加CD4511等外加电路。1602内部集成有显示芯片，可以识别英文字母、阿拉伯数字和日语片假名，如果想做时钟还是可以的，但是可能格子有点浪费了，总共有两行每行10个，如果输入有误上行会全满，下行会全空。上行起始位置80H，下行40H。需要先输地址后输数据。直接0x30+数据，就能显示数据了。所以选择LCD1602液晶显示器。2.3基本设计原理基于RS232数据采集系统由STC89C52、ADC0809、LCD1602显示模块和MAX232组成。软件主要是单片机对ADC0809读写控制使之读出当前的电压值并实现与PC机的通信。此设计主要是采集电压并在计算机上显示，利用电压采集电路实现对电压的采样并通过ADC0809把模拟量转化为数字量再通过STC89C52芯片对数据进行处理，然后利用字符型液晶显示模块，配以电平转换芯片MAX232完成与PC的通信。数据采集系统主要以STC89C52芯片为核心,它控制复位和读写操作。对电压进行采集，按时序ADC0809读入电压值的数字信号，最后存入内存。由于精度准确、分辨率高、抗干扰性好、无须校验。由于所读出的数据格式为二进制数的补码，所以先求出电压值的原码（当然正数是不必转换）。在显示电压值时，还需要进行十进制的转换，字符代码的转换。MAX232是一个核心芯片，通过电压采集电路进行采集电压放入单片机内存，采集到的电压将以二进制补码的形式出现，然后通过编写程序将二进制补码的形式转换为字符的形式，通过字符型液晶显示模块将电压显示出来，最后利用MAX232 内部电荷汞电压转换器，完成电压转换，使电压在计算机界面显示出来。3单元模块设计3.1LCD液晶显示器显示电路是为了给使用者提示而设置的。考虑到显示电路可读性和直观性，并且能使用户更方便的执行储存温度、显示温度等操作。在本次设计中将采用1602液晶显示屏。 1602是一种字符型液晶显示模块，专门用于显示字母、数字、符号等点阵式LCD，目前常用16*1，16*2，20*2和40*2行等的模块。1602液晶模块内部的字符发生存储器（CGROM)已经存储了160个不同的点阵字符图形，这些字符有：阿拉伯数字、英文字母的大小写、常用的符号、和日文假名等，每一个字符都有一个固定的代码，比如大写的英文字母“A”的代码是01000001B（41H），显示时模块把地址41H中的点阵字符图形显示出来，我们就能看到字母“A”。因为1602识别的是ASCII码，试验可以用ASCII码直接赋值，在单片机编程中还可以用字符型常量或变量赋值，如“A”。显示电路如图图3.1LCD液晶显示3.2数据采集与AD转换电压的采集用分压电阻采集。ADC0809是带有8位A/D转换器、8路多路开关以及微处理机兼容的控制逻辑的CMOS组件。它是逐次逼近式A/D转换器，可以和单片机直接接口。 3.2.1ADC0809的内部逻辑结构 由下图可知，ADC0809由一个8路模拟开关、一个地址锁存与译码器、一个A/D转换器和一个三态输出锁存器组成。多路开关可选通8个模拟通道，允许8路模拟量分时输入，共用A/D转换器进行转换。三态输出锁器用于锁存A/D转换完的数字量，当OE端为高电平时，才可以从三态输出锁存器取走转换完的数据。3.2.2ADC0809引脚结构 ADC0809各脚功能如下：D7-D0：8位数字量输出引脚。IN0-IN7：8位模拟量输入引脚。VCC：+5V工作电压。GND：地。REF（+）：参考电压正端。REF（-）：参考电压负端。START：A/D转换启动信号输入端。ALE：地址锁存允许信号输入端。（以上两种信号用于启动A/D转换）.EOC：转换结束信号输出引脚，开始转换时为低电平，当转换结束时为高电平。OE：输出允许控制端，用以打开三态数据输出锁存器。CLK：时钟信号输入端（一般为500KHz）。ALE为地址锁存允许输入线，高电平有效。当ALE线为高电平时，地址锁存与译码器将A，B，C三条地址线的地址信号进行锁存，经译码后被选中的通道的模拟量进入转换器进行转换。A，B和C为地址输入线，用于选通IN0IN7上的一路模拟量输入。通道选择表如下表所示。CBA选择的通道000IN0001IN1010IN2011IN3100IN4101IN5110IN6111IN7图3.2通道选择图ADC0809的数据输出公式为：Dout=Vin*255/5=Vin*51,其中Vin为输入模拟电压，Dout为输出数据。当输入电压为5V时，读得的数据为255再乘以2，得510。我们用510*98%得499，再将小数点点亮，显示为4,。99V，显示值与输入值基本吻合。图3.3数据采集与AD转换 3.3晶振电路单片机的晶振电路是一种典型电路，本设计使用比较常用的内部时钟方式。它结合单片机内部电路产生单片机所需的时钟频率，单片机晶振提供的时钟频率越高，那么单片机的运行速度就越快，单片机的一切指令的执行都是建立在单片机晶振提供的时钟频率。单片机晶振的作用是为系统提供基本的时钟信号。通常一个系统共用一个晶振，便于各个部分保持同步。内部时钟方式的电路如图3.4。图3.4晶振电路3.4复位电路为确保微机系统中电路稳定可靠工作，复位电路是必不可少的一部分，复位电路的第一功能是上电复位。一般微机电路正常工作需要供电电源为5V5%，即4.755.25V。由于微机电路是时序数字电路，它需要稳定的时钟信号，因此在电源上电时，只有当VCC超过4.75V低于5.25V以及晶体振荡器稳定工作时，复位信号才被撤除，微机电路开始正常工作。STC89C52的上电复位电路示，只要在RST复位输入引脚上接一电容至Vcc端，下接一个电阻到地即可。对于CMOS型单片机，由于在RST端内部有一个下拉电阻，故可将外部电阻去掉，而将外接电容减至1?F。上电复位的工作过程是在加电时，复位电路通过电 容加给RST端一个短暂的高电平信号，此高电平信号随着Vcc对电容的充电过程而逐渐回落，即RST端的高电平持续时间取决于电容的充电时间。为了保证系统能够可靠地复位，RST端的高电平信号必须维持足够长的时间。上电时，Vcc的上升时间约为10ms，而振荡器的起振时间取决于振荡频率，如晶振频率为10MHz，起振时间为1ms；晶振频率为1MHz，起振时间则为10ms。在图2的复位电路中，当Vcc掉电时，必然会使RST端电压迅速下降到0V以下，但是，由于内部电路的限制作用，这个负电压将不会对器件产生损害。另外，在复位期间，端口引脚处于随机状态，复位后，系统将端口置为全“l”态。如果系统在上电时得不到有效的复位，则程序计数器PC将得不到一个合适的初值，因此，CPU可能会从一个未被定义的位置开始执行程序。图3.5 5秒限时输入与振荡电路3.5 串口通信 3.5.1 RS232协议标准RS232信号在正负电平之间摆动,在发送数据时,发送端驱动器输出正电平在+5V+15V，负电平在-5V-15V电平。当无数据传输时，线上为TTL电平，从开始数据传输到结束，线上电平从TTL电平到RS232电平再返回TTL电平。接收器典型的电平在+3V+12V与-3V-12V。由于发送电平与接收电平的差仅为23V左右，所以其共模抑制能力差，再加上双绞线上的分布电容，其传输距离最大为约15m，最高速率为20kbps。3.5.2.MAX232简介RS232用正负电压来表示逻辑状态，与TTL以高低电平表示逻辑状态规定不通，因此要用RS232总线进行串行通信时需外接电路以实现电平转换。在发送端用驱动器将TTL电平转换成RS232电平，在接收端用接收器将RS232电平再转换成TTL电平。MAX232内部有电荷汞电压转换器，可将+5V电源变换成RS232所需的10V电压，以实现电压的转换，既符合RS232的技术，又可实现+5V单电源供电，所以MAX收发器电路给短距离串行通信带来极大的方便7。3.5.3.硬件连接单片机有一个全双工的串行通讯口，所以单片机和计算机之间可以方便地进行串口通讯。进行串行通讯时要满足一定的条件，计算机的串口是RS232电平的，而单片机的串口是TTL电平的，两者之间必须有一个电平转换电路，采用专用芯片MAX232进行转换，虽然也可以用几个三极管进行模拟转换，但是还是用专用芯片更简单可靠。采用三线制连接串口，也就是说和计算机的9针串口只连接其中的3根线：第5脚的GND、第2脚的RXD、第3脚的TXD。电路如图2.5所示，MAX232的第11脚和单片机的11脚连接，第12脚和单片机的10脚连接，第15脚和单片机的20脚连接。 图3.6 MAX232与RS232电路3.6电源电路下面简单介绍一下单相桥式整流电路的工作原理，为简便起见，这里所选的二极管都是理想的二极管，二极管正向导通时电阻为零，反向导通时电阻无穷大。在v2的正半周，电流从变压器副边线圈的上端流出，经过二极管D1，再由二极管D4流回变压器，所以D1、D4正向导通，D2、D3反向截止，产生一个极性为上正下负的输出电压。在v2的负半周，其极性正好相反，电流从变压器副边线圈的下端流出，经过二极管D2，再由二极管D3流回变压器，所以D1、D4反向截止，D2、D3正向导通。桥式整流电路利用了二极管的单向导电性，利用四个二极管，是它们交替导通，从而负载上始终可以得到一个单方向的脉动电压。图3.7电源电路3.7单片机的概述单片机是一种集成的电路芯块采用了超大规模技术把具有运算能力（如算术运算、逻辑运算、数据传送、中断处理）的微处理器（CPU）,随机存取数据存储器（RAM），只读程序存储器（ROM），输入输出电路（I/O口），可能还包括定时计数器，串行通信口（SCI），显示驱动电路（LCD或LED驱动电路），脉宽调制电路(PWM)，模拟多路转换及A/D转换器等电路集成到一块单片机上，构成一个最小然而很完善的计算机系统。这些电路能在软件的控制下准确快速的完成程序设计者事先规定的任务。总的而言单片机的特点可以归纳为以下几个方面：集成度高、存储容量大、外部扩展能力强、控制功能强、低电压、低功耗、性能价格比高、可靠性高这几个方面。单片机按内部数据通道的宽度，可分为4位、8位、16位及32位单片机。它们被应用在不同领域里，8位单片机由于功能强大，被广泛的应用在工业控制、智能接口、仪表仪器等各个领域。8位单片机在中、小规模应用场合仍占主流地位，代表了单片机的发展方向，在单片机应用领域发挥越来越大的作用。随着移动通讯、网络技术、多媒体技术等高科技产品进入家庭，32位单片机应用得到了长足发展。纵观单片机的发展过程，可以预示单片机的发展趋势：微型单片化、低功耗CMOS与多品种共存、可靠性和应用水平越来越高。单片机有着微处理器所不具备的功能，它可以独立地完成现代工业控制所要求的智能化控制功能这就是单片机的最大特点。然而单片机又不同于单板机，芯片在没有开发前，它只是具备功能极强的超大规模集成电路，如果赋予它特定的程序，它便是一个最小的、完整的微机控制系统。它与单板机或个人电脑有着本质的区别，单片机属于芯片级应用，需要用户了解单片机芯片的结构和指令系统以及其它集成电路应用技术和系统设计所需要的理论和技术，用这样特定的芯片设计应用程序，从而使芯片具备特定的智能。STC89C52是一种低功耗、高性能CMOS8位微控制器，具有 8K 在系统可编程Flash 存储器。在单芯片上，拥有灵巧的8 位CPU 和在系统可编程Flash，使得STC89C52为众多嵌入式控制应用系统提供高灵活、超有效的解决方案。 具有以下标准功能： 8k字节Flash，512字节RAM， 32 位I/O 口线，看门狗定时器，内置4KB EEPROM，MAX810复位电路，三个16 位 定时器/计数器，一个6向量2级中断结构，全双工串行口。另外 STC89X52 可降至0Hz 静态逻辑操作，支持2种软件可选择节电模式。空闲模式下，CPU 停止工作，允许RAM、定时器/计数器、串口、中断继续工作。掉电保护方式下，RAM内容被保存，振荡器被冻结，单片机一切工作停止，直到下一个中断或硬件复位为止。最高运作频率35Mhz，6T/12T可选。图3.8 STC89C52单片机引脚图4 keil软件的运用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）将这些组合在一起。Keil有以下几个特点：全功能的源代码编辑器；器件库用来配置开发工具设置；项目管理器用来创建和维护用户的项目；集成的MAKE工具可以汇编、编译和连接用户嵌入式应用；所有开发工具的设置都是对话框形式的；真正的源代码级的对CPU和外围器件的调试器；高级GDI(AGDI)接口用来在目标硬件上进行软件调试以及和Monitor-51进行通信。其使用的过程为:首先打开KeilUvision2，在KEIL系统中，每做个独立的程序，都视为工程。首先从菜单中的工程中“新建工程”，建立我们将要做的工程项目：图4.1新建工程图示接下来Keil环境要求我们为12工程选择一个单片机型号；我们选择Atmel公司的89C52。“确定”后工程就算建立好了。图4.2添加程序操作图示立了工程项目以后现在就要为工程添加程序，点击“文件”中的新建，新建一个空白文档；这个空白文档就是我们编写单片机程序的场所。在这里可以进行编辑、修改等操作。根据题意，在文档中写入代码，写完后再检查一下，然后保存，然后再将保存好的文档添加到工程中，具体做法如下：图4.3保存文档操作图示图4.5程序文件添加操作图示程序文件添加完毕后，对其进行编译当前程序、编译修改过的文件并生成应用程序、重新编译所有文件并生成应用程序后，再点击TARGET，则其页面为：图4.5重新编译并生成应用程序界面图本软件系统有一个主程序，四个子程序，四个子程序分别为向串口发送数据子程序putc_to_serialport（）、LCD数据显示子程序Display_Result(int d)、延时子程序Delay()、主机串口接受中断子程序Serial_INT() interrupt 4。主程序对系统进行初始化，主要是进行定时/计数的初始化，向串口发送数据子程序putc_to_serialport（）将相应的数据发送给串行口。则送一个数F给LCD显示器。该子程序用的数码管动态显示方式。先将单片机的P2.7口选通进行位选,然后将位选的值发送给单片机P1口。接着将单片机的P2.6口选通进行段选，然后将要显示的数字的值发送给P0口。然后调用延时，接着将P2.7、P2.6口置0，下面是重复上面的过程，直到要显示的数字全部显示在数码上。当RI =1时，接受串口过来的数据，并对该数据进行X*05H/0FFH的处理，接下来用处理过的数据调用LED显示程序Display_Result(int d)。5 系统调试5.1 RS232与单片机调试要调试单片机是否可以正常工作，只需看单片机是否能将程序下载进去，能下载进去则证明单片机和RS232是正常的可用的。先查看单片机旁的晶振是否起振。当我们在第一次调试中由于MAX232的电源线没有接，不能下载程序，经过很久的检查才发现，找出了问题所在，把MAX232的电源线接好以后，就可以下载程序了，非常幸运单片机是可以正常工作的。5.2 LCD显示器调试将LCD显示程序下载到单片机中，进行调试，观察LCD显示器中显示的数据是否与输入程序要求一致。5.3 ADC0809调试把编写好的数模转换的程序下载到单片机中，将采集的电压经ADC0809转化后，在由单片机处理现实在LCD液晶显示器上，在导入最初编写的程序时出现了许多问题，在经过多次调试，转换成功。5.4电源电路调试采用220/5V的变压器与电路相连，在输出端用示波器测出输出电压的波形以及电压。经测量输出电压的电压为4.75V不是标准的5V。6系统功能、指标参数 6.1系统能实现的功能该系统能实现将采集的电压经ADC0809将模拟量转化为数字量转换送入到单片机中，经单片机的处理再将电压值显示在LCD液晶1602显示器上,当改变滑动变阻器时，提供的电压发生变化则显示器上显示随着变化。6.2系统指标参数 电路的电源由电源电路产生的+5电压提供，电源电路所产生的电压由示波器测得，电源电路产生的电压为4.75V，再测出模拟输入电压与之对应的AD输出端的数字量。图6.2 AD转换数值模拟输入电压（V）数字量43.63.22.81452.412421071.6871.2630.8410.42100表6.3模拟电压与数字量再测出采集电路采集的电压和与之对应的显示器上的电压。 图6.4 采集电压波形 模拟输入电压（V）LCD显示电压505.004.54.504.04.003.53.503.03.002.52.502.02.001.51.501.01.000.50.5000表6.5 采集电压波形数据表7 小结这次设计的基于RS232的数据采集系统是利用复位电路、晶振电路、电压采集电路、STC89C52单片机、电源电路、ADC0809、MAX232、RS232接口、LCD液晶1602显示器等基本原器件构成的，通过电压采集电路采集电压送入到AD模数转换转换成数字量，再送入单片机处理，再由LCD液晶显示器显示所采集的电压。此电路具有较高的稳定性，在设计的思路方面也较为简单。通过这次实习，让我真正学到了不少东西，通过学习课本上的知识运用到实际，使得理论与实际相结合，加深了对课本知识的理解，刚学课本上的各种电子元件不是很理解，但是在这次课程设计过后使我对各种电路更加理解。这也是我的第一次课程设计，让我明白必须要踏踏实实地去做，那样的收获才大。也让我的独立思考，解决问题的能力得到提高。在设计过程中，比如：在Proteus中仿真电路是，有时有的元器件的引脚连接不对，需要自己分析它的作用该怎样连接，在每解决一个小问题后，在无形中我们的能力会得到小小的提高。对于我们学生来说，实践与理论同样重要，在以后的工作中会是说明我们能力的重要标准。在此次设计的中存在一些不足的地方，比如：密码位数较少、没有设置灭零。改进方案：可以将拨码开关增加到八位、设置灭零信号。8 参考文献1 严洁.单片机原理及其接口技术.机械工业出版社，2010，65-1052 范红刚.51单片机自学笔记.北京航空航天大学出版社，20093 高云.基于MSP430的温室多路数据采集系统.农机化研究，20094 常铁原，王欣，陈文军. 多路数据采集系统的设计.电子技术应用，2008，5 叶红海，李丽敏.基于单片机的多路数据采集系统的设计与实现，2008，9 附录1总体电路图图9.1总体电路图2总程序#include#define uchar unsigned char#define uint unsigned intsbit k1=P34;sbit smgd=P26;sbit smgk=P27; uchar Pre_KeyNo=16,KeyNo=16;uchar code LEDData=0X3F,0X06,0X5B,0X4F,0X66,0X6D,0X7D,0X07, 0X7F,0X6F,0X77,0X7C,0X39,0X5E,0X79, 0X71void Delay(uint x) uchar i; while(x-)for(i=0;i4; /该表达式将高4位移到低四位 swith(Tmp) /判断按键发生在哪列 case 1:KeyNo=0;break; case 2:KeyNo=1;break; case 4:KeyNo=2;break; case 8:KeyNo=3;break; default: KeyNo=16; /无键按下P3=0X0F; /高4位置0，放入4列Delay(1);Tmp=P30xF0; / 按键后00001111将变成0000XXXX，X中有一个为0，3个仍为1，而异或操作会把3个1变成0，唯一的0变成1 switch(Tmp) /03行分别附加起始值0，4，8，12 case 1:KeyNo+=0;break; case 2:KeyNo+=4;break; case 4:KeyNo+=8;break; case 8:KeyNo+=12;break;void putc_to_serialport(uchar C) SBUF=C; while(T1=0);TI=0;Display() smgK=1; P1=0X01; Smgd=1; P0=OXOF; void main() P0=0x00; SCON=0x50; /串口工作于方式1 TMOD=0x20; /T1工作于模式2 PCON=0x0