基于ADUC812的数据采集系

1、河北大学工商学院装订线 本科生毕业论文（设计） 题目： 基于aduc812的数据采集系统设计 学 部 信息科学与工程学部 学科门类 工学 专 业 自动化 学 号 2006480111 姓 名 董亚光 指导教师 陈雷 2010年5月30日基于aduc812的数据采集系统设计摘要随着社会的不断进步，科技日新月异的发展，基于单片机的数据采集系统在人们生活中的应用也越来越广泛。由于非单片机数据采集系统存在着可靠性低，实时性较差，开发难度较大的缺点，本文就是在深入了解单片机数据采集系统结构的前提下，以美国ad公司研制出的aduc812作为主要核心器件，利用该器件集成的a/d转换器可以完成模拟量到数字量的

2、转换。本设计是通过采用模块化的设计方式来完成总体设计的。此系统分为输入模块，转化控制模块，显示模块，程序下载模块等四部分，通过aduc812对通道输入的数据流进行转化控制，并且经过处理后在数码管上显示出来。综上所述设计了数据采集系统的总体方案，并且通过硬件与软件相结合实现了各个模块的功能。关键词：数据采集；aduc812；a/d转换器 the design of date collection system based on aduc812abstractwith the continuous progress,rapid changes in technology,date collecti

3、on system applied in peoples lives are increasingly being used.this is insight into the data collection system designed for a simple data collection system.this data collection system take aduc812 developed by the u.s.ad company as the main core components.the integrated a/d converter can complete a

4、nalog to digital conversion.this design uses a modular design approach to complete the overall design.this system is divided into input module,conversion control module and display module.by aduc812 on channel input data stream conversion control,and processed in the digital tube display. on this ba

5、sis the overall program was designed,and functions of each module was came cure by the combining hardware and software.key words: data collection；aduc812；a/dconverter目录1引言11.1背景以及意义11.2本文主要工作及内容安排22系统综述32.1方案设计32.2方案论证和比较32.3数据采集系统的原理图3系统的硬件组成53.1aduc812单片机53.1.1adc63.1.2存储器73.2a/d转换器的控制特性73.3串口通讯83

6、.4lcd显示模块94系统的软件设计114.1编程语言和环境的选择114.2程序下载软件的特点114.3程序流程图114.3.1a/d采集与数字滤波程序的设计124.3.2看门狗的监控设计144.3.3pc机与单片机之间的通讯设计144.3.4显示子程序设计164.3.5仿真软件184.3.6串行口加载程序194.3.7串行口调试程序aduc的使用204.3.8总结215结束语22参考文献23谢辞241引言1.1背景以及意义数据采集系统，正如名字所暗示的是一种用来采集信息成文件或者分析一些现象的产品或过程。技术人员将水表的值记录在纸上就是一次简单的数据采集。随着技术的发展，通过计算机和一些电子

7、设备，这个过程变得更加简化更加精确。设备也从简单的存储器发展到复杂的电脑系统。数据采集产品像聚焦点一样为系统服务，和一系列产品一起，诸如传感器显示温度、水流、程度或者过程1。数据采集系统一般分为两类：一种是设备类，另一种是网络类。设备类是指从传感器和其他待测设备等模拟和数字被测单元中自动采集信息的过程。数据采集系统是结合基于计算机的测量软硬件产品来实现灵活的、用户自定义的测量系统。比如条码机、扫描仪等都是数据采集工具（系统）。网路类是用来批量采集网页，论坛等的内容，直接保存到数据库或发布到网络的一种信息化工具。可以根据用户设定的规则自动采集原网页，获取格式网页中需要的内容，也可以对数据进行处理

8、。比如乐思（knowlesys）数据采集系统等。早期的数据采集系统基于isa、pci总线，系统很是庞大难以扩展，但是，单片机的出现使数据采集系统有了很大的发展空间。数据采集是单片机应用系统中最为普遍的应用需求。数据采集的对象可以是温度、压力、流量等各种物理量。数据采集系统可以是复杂控制系统的一部分，也可以是配备显示输出的独立系统。本课题不仅需要了解aduc812单片机的功能，还需要了解单片机的相关知识，并且需要应用到实际中去。首先需要了解一下单片机的发展过程。纵观整个单片机技术发展过程可以分为以下三个阶段2。单芯片微机形成阶段1976年，intel公司推出了mcs-48系列单片机。该系列单片机

9、的主要特点是在单个芯片内完成了cpu、存储器、i/o接口、定时/计数器、中断系统、时钟等部件的集成。但存储器容量较小，寻址范围小，无串行接口，指令系统功能不强。性能完善提高阶段1980年，intel公司推出msc-51系列单片机。该系列单片机的主要特点是结构体系完善，性能大大提高，面向控制的特点进一步突出。微控制器化阶段1982年，intel公司推出msc-96系列单片机。该系列单片机的主要特点是片内面向测控系统外围电路增强，使单片机可以方便灵活地用于复杂的自动测控系统设备随着微电子设计技术以及计算机技术的不断发展，单片机产品和技术日新月异。单片机产品近况分为两部分：80c51系列单片机产品繁

10、多，主流地位已经形成。非80c51 结构单片机不断推出，给用户提供了更为广泛的选择空间。纵观我们社会生活的各个方面，不管是从飞机上使用的各种控制仪表，导弹上使用的导航装置，还是工业生产中的过程控制，通讯中的数据传输，甚至到我们生活中经常见到的电话卡，ic卡等，这都使用到了单片机。在以前，这些东西虽然能做，但是使用到的各种器件装置极其复杂，做出来后不仅体积大，成本高，还由于长期使用元件会慢慢老化，严重影响装置的精确性能。此时，单片机的出现很大程度上解决了这一问题。单片机是为满足工业控制而设计的，所以实时控制功能特别的强，其cpu可以对i/o端口直接进行操作，位操作能力更是其他计算机无法比拟的。另

11、外，由于cpu、存储器以及i/o接口集成在同一个芯片内，各部件间的连接紧凑，数据在传送时受干扰的影响较小，且不易受环境条件的影响，所以单片机的可靠性非常高。每片单片机芯片就是一台完整的微型计算机，在一些大批量的专用场合，不仅可以对单片机品种进行匹配选择，还可以专门进行芯片设计，使芯片功能与应用具有良好的对应关系。所以单片机体积小、价格低的特点易于产品化。数据采集系统就是用计算机控制的多路数据自动检测或巡回检测，能够对数据实行实时存储、分析计算以及检测，在检测到的数据中提取有用的信息，显示并且打印出来。数据采集的重要性在工业高度发达的今天显得十分显著。选择基于单片机的数据采集系统的设计是很有必要

12、的，它是信息产品不可或缺的重要组成部分，在现代信息领域发挥着十分重要的作用，是计算机和外部世界的连接枢纽3。随着现代计算机技术的不断发展不断普及，数据采集系统近三四十年来得到了迅速的发展。在工业生产的实际应用中，为了提高产品质量，降低成本，应随时对生产现象的工艺参数进行采集、监视、记录和分析，以便于生产最优化。在科学研究中，应用数据采集系统能获得大量的动态信息，是研究瞬间物理过程非常有效的工具，也是用来探索未来科学领域的重要手段。总之，不管在哪个应用领域，数据采集与分析处理的越及时，工作效率也就越高，工厂效益也就越好。1.2本文主要工作及内容安排第一章简要介绍了数据采集系统的背景，课题的目的和

13、意义。第二章简要介绍了系统的总体方案，以及方案的论证和比较。第三章主要介绍了数据采集系统的硬件核心aduc812单片机。第四章是本文的重点部分，介绍了软件的设计思路，详细说明了软件各部分是怎么设计的。第五张对本论文进行了总结。2系统综述2.1方案设计（1）系统软件设计思路对于软件部分，关键是通过软件怎么实现数据采集传统的各种功能。因此，若要通过软件来实现数据采集系统的各种功能，需要用一种算法来实现对所有数据的采集、处理与传输。（2）系统硬件组成数据采集系统一般由数据输入、数据存储、数据转换以及数据输出显示四个部分构成。通过计算机定时与逻辑控制进行数据输入，用存储器把采集到的输入数据存储起来，建

14、立相应的数据库，并进行管理和调用。数据转换需要用到a/d转换器，它是现实世界中模拟信号向数字信号转换的桥梁，把转换到的数字信号输入到数字系统中进行处理与控制。 数据输出就是将数据以适当的形式输出，或者是将数据还原到原来的物理量在输出设备上（如打印机，显示器等）显示出来4。2.2方案论证和比较方案一：采用aduc812转换器作为控制部分，内置a/d转换器，不需要外围a/d转换部件方案二：采用8051单片机作为控制部分，由于它内部没有a/d转换器，所以需要利用其它器件来实现a/d转换。对比两个方案，方案二增加了很多的外围器件，软件编程复杂程度高，而方案一不仅需要器件少，编程比方案二简单得多。adu

15、c812转换器其内置a/d转换器，操作简单，转换精度高，转换速度快。aduc812不仅可以工作在连续转换模式下，还可以工作在硬件触发转换模式下。这样可以避免在一次转换没有完成的时候，如果此时aduc812接收到另一个外部触发信号，则此第二个外部触发将被忽略掉的现象。采用aduc812,不但电路结构简化，成本降低，还操作简单，可靠性高，可以将其作为控制部分。2.3数据采集系统的原理图基于以上对数据采集系统的设计思路，可以确定如下的硬件电路原理图：pc机rs232aduc812lcd显示a/d输入图2-1硬件电路图系统的硬件组成硬件的每次改动一般要重新制板、安装与调试，因此硬件系统设计的时候要仔细

16、推敲从而避免硬件电路的返工。为使硬件设计合理，减少返工，在硬件设计时应该遵循以下几个原则：（1） 采用功能强的芯片；（2） 采用可编程逻辑器件；（3） 留有余地；（4） 以软代硬；（5） 抗干扰设计3.1aduc812单片机aduc812是投入市场的第一种微转换产品，它全集成了高性能12位数据采集系统，在单个芯片内集成了高性能的自校准多通道a/d转换器，两个12位a/d转换器以及可编程的8位mcu，片内8kb的闪速/电擦除程序存储器，640b的闪速/电擦除数据存储器以及256b数据sram，均由可编程内核控制5。aduc812的主要特点如下。模拟i/o：8通道，高速12位adc片内100ppm

17、/c的电压参考源速度高达200kspsadc至ram高速捕获型dma控制器2个12位(单调的)电压输出dac拥有片内温度传感器存储器：8k字节片内闪速/电擦除程序存储器640字节片内闪速/电擦除数据存储器256字节的片内数据ram16m字节的外部数据地址空间64k字节的外部程序地址空间基于8051的内核：标称的12mhz工作频率(最大16mhz)3个16位定时器/ 计数器高电流驱动能力端口端口39个中断源，2个优先级电源：运行于指定的3v和5v电压下正常模式，空闲模式和掉电模式片内外围设备：uart和spi串行i/o双线(400khz、i2c兼容)串行i/o看门狗定时器(wdt)图3-1adu

18、c812内部结构图3.1.1adcaduc812的adc是一个采用逐次逼近转换技术的电容式12位电源adc，它的转换时间为5us，aduc812内部集成的a/d转换部件包含12位的单电源adc、8通道外输入多路转换开关、跟踪保持电路、片内基准以及校准电路等等。该adc得转换方式有三种，常规的单次转换方式、连续转换方式和dma转换方式。为了保证aduc812中adc的性能，要求两次转换之间的时间间隔小于100ms。针对本系统我们采用的是软件启动adc的转化。下面介绍adc的转换函数，它的模拟输入电压范围0vref。在此范围内，设计的代码跳变发生在连续的整数lsb值的中间。当vref=2.5v时，

19、输出码是直接的二进制数，1lsb=fs/4096或者2.5v/4096=0.61mv。3.1.2存储器它的存储器结构也分为程序存储器与数据存储器。程序存储器的寻址空间是64kb，地址范围为0000h0ffffh，但是不同的是aduc812的片内程序存储器为8kb点可擦闪烁存储器。它还为用户提供640字节电可擦闪烁数据存储器，这些存储器只有在电源电压大于4.5v时才能进行擦除和修改。3.2a/d转换器的控制特性将aduc812接到一个高阻的模拟信号源的主要限制是aduc812模拟输入端的漏电流，其典型值为1a。这个电流经过一个610欧姆的电阻将产生610v的误差，当基准电压为2.5v时，这个误差

20、相当于1lsb。因此，大于610欧姆的一个内阻可能产生明显的直流误差。aduc812的截取时间就是a/d转换器的采样时间。一个a/d转换器的采样时间足够让aduc812将内部跟踪保持放大器转换到保持状态之前得到其信号。仅有一个例外，就是一个高内阻的模拟输入，因为高于610欧姆的内阻会导致dc误差，因此这些输入无论在何地也应先缓冲6。aduc812内部的a/d转换模块包含了一个5s转换时间、8通道12位单电源a/d转换器。此模块提供了多通道多路转换器，跟踪/保持、片内基准、校准特性以及a/d转换器等功能部件，模块内的所有部件能方便地通过三个特殊功能寄存器接口来设置。a/d转换器由电容式d/a转换

21、器的常规逐次逼近转换器组成。转换器接收的模拟电压输入范围为0v+vref。片内提供高精度、低漂移并经工厂校准的2.5v基准电压。内部基准可经外部vref引脚过驱动，外部基准可在2.3vavref的范围内。a/d转换器在采样阶段输入采样电容产生一个与输入模拟电压成比例的电荷；在转换阶段，内部sar逻辑控制器调整dac电容器直到a点电位为零，这说明dac电容器中的电压与采样电容中的电压相平衡；然后储存在sar中的数字量输出到下一级。用软件或通过把转换信号加至外部引脚（convst），可启动单步或连续转换模式。通过设置定时器2也可产生用于a/d转换器转换的重复触发信号。将a/d转换器设置在dma工作

22、模式，可在dma模式a/d转换器连续转换，捕获采样值并存储带外部ram空间而不需要来自mcu核的任何干预。中断驱动子程序中要求用户在5s时间内完成中断服务，否则下一次a/d转换器采样可能丢失。为了避免这种现象，可以采用adc dma 模式。通过dma使能位（adccon2.6），使能adc dma模式，它允许a/d转换器在每次设置寄存器adccon后连续采样。每次采样结果被写入外部静态ram（映射在数据存储器空间），而无需aduc812核的任何干预。这种方式确保a/d转换器处于全速更新速率时，aduc812也能捕获连续的采样流。3.3串口通讯7串口通讯是实现单片机与pc机之间的数据交换的重要手

23、段，他的实现主要通过串口rs-232c来实现的。因为rs-232c的信号电平与单片机的不一样，所以必须进行电平转换。应用于用户的开发系统，调试和下载功能最为重要。只有通过pc机上的串行com1端口与aduc812的uart串行端口之间连接的串行端口电缆，两者才能进行数据通信发挥作用。因此，系统设计之前，首先设计一个电路来实现pc机与aduc812的串行端口通信。否则的话，设计出来的系统没有价值因为程序不能下载到单片机上，也就意味着不能调试它的功能。aduc812的uart串行接口是全双工的。可以同时接受和发送数据。引脚rxd（p3.0）和txd（p3.1）提供串行接口的物理接口。因此利用这两个

24、引脚可以实现pc机与aduc812的串口通信。图3-2为程序调试时与串口的通信。 rxd txd gndtxdrxdgndmax232aduc812pc机图3-2程序调试时与pc串口通信由于rs-232的信号电平与单片机信号电平不一致所以必需进行电平转换。传统的通讯接口是采用两片集成的电路构成的，不仅增加了电源组，而且功耗很大。为了降低功耗，减少电源组数，在本系统的设计中采用了最新串行接口芯片max232，它只需要一个+5v电源，外加四个电容就可以实现电平转换。由于rs-232接口电路是pc机和用户开发系统的唯一通路，因此，它是在线调试和下载功能实现的关键。在用户系统的开发研制过程中，经常会出

25、现在线通信故障问题。导致该现象发生的原因有很多，但最有可能的是接口电路工作异常所产生。要判断rs-232接口电路工作是否正常，可按以下步骤逐一检查。1.v+和v-引脚电压是否足够高。若电压较低，则可能max232芯片毁坏。2.r1in脚是否存在正负12v的脉冲信号。若存在，则说明pc机方面通信发送信号正常。3. r1out脚是否存在+5v信号。若存在，则说明rs232接收pc机信号工作正常。4.t1in引脚是否存在+5v信号。若存在，则说明aduc812对pc机的通信产生响应；否则是aduc812通信存在问题，说明aduc812工作不正常。5.t1out脚是否存在正负12v的脉冲信号。若存在，

26、但单片机还无法进入在线调试状态，则说明dc9与pc机之间的串行接口电缆有问题。具体的电路图设计如下:图3-3rs232印制板连线图3.4lcd显示模块我们采用内置hd44780显示控制器的lcd先是模块。单片机和显示器采用了直接连接的方式。其中数据线d0-7直接连接在aduc812的数据总线p0上，片选信号cs由单片机地址总线p2.7控制，读写信号线分别与单片机读写引脚相连接。命令数据寄存器信号a0与p2.6连接。这样连接可以使aduc812可以不询问忙标志二随时访问hd44780，从而可以提高系统的工作效率8。如图3-4所示。lcd显示aduc812d0-7 复位控制图3-4lcd控制原理图

27、4系统的软件设计4.1编程语言和环境的选择 c语言是一种编译型程序设计语言，它兼顾了多种高级语言的特点，并且具备了汇编语言的功能。c语言有功能丰富的库函数、运算速度快、编译效率高、有良好的可移植性，而且可以直接实现对系统硬件的控制。c语言是一种结构化的程序设计语言，它支持当前程序设计中广泛采用的由顶向下结构化程序设计技术。此外，c语言程序具有完善的模块程序结构，从而为软件开发中采用模块化程序设计方法提供了有力的保障。因此，使用c语言进行程序设计已经成为软件发开的一个主流。用c语言来编写目标系统软件，会大大缩短开发周期，并且明显的增加软件的可读性，便于改进和扩充，从而研制出规模更大、性能更完备的

28、系统9。keilsoftware公司推出的uvision3是一款可用于多种8051mcu的集成开发环境，它提供对多种最新的8051类微处理器的支持，所以此编译器是不二的选择。4.2程序下载软件的特点 aduc812开发系统功能完善，低价格的支持aduc812的开发工具包。aduc812开发系统提供了三项功能：下载、调试和模拟，分别由在线串行下载器、windows调试器和windows模拟器来实现。本设计中只应用了在线串行下载器。串行下载器结合软件程序就可以实现程序的下载功能。它允许通过pc机上的串行端口下载程序到片内闪速程序存储器中。4.3程序流程图数据采集子程序可以启动a/d转换，完成后，向

29、cpu发出请求信号，cpu会响应中断，此时中断处理子程序对转换的数据进行读出，并且将其存储在数据存储器中，然后通道号加1，相应的闪速存储器地址也加1.采用模块化的程序设计方案便于观察其结构，对其可移植性也有所增强。对于不同的系统或是不同的环境可以方便的进行编程重组。 图4-1主程序流程图4.3.1a/d采集与数字滤波程序的设计在用到a/d转换结果的时候要注意单片机aduc812的a/d转换原始结果。为了使数据采集系统得到高精度的数据，在硬件上要采取抗干扰的措施，如对adc输入信号进行rc高频滤波，采用高精度、高稳定度的adc基准源，采用高精度的传感器等；在软件上，要选取适当的设计，这样能使精度

30、进一步提高，也可以提高数据采集系统的整体性能。因此，不仅可以对a/d转换的结果进行滤波处理后在使用，还可以取多次转换结果的平均值去进行其他的计算10。图4-2ad采集和数字滤波程序流程图上图为ad采集与数字滤波程序的流程图。开始的时候先设置adccon1和adccon2控制器的参数，再设置通道数和最终数据的存放地址。开adc中断后，启动单次转换，要等待延时100s后，采完8次后，关adc中断，调用数字滤波程序，处理后存放最终数据。此时更改通道号和ram地址，启动下一通道的采集，直到结束。通过对两个控制寄存器的设置，adc可工作在单次转换，adc中断方式及adc dma方式。转换时8个通道ad采

31、样值分别存放在aduc812内部ram38h-3fh单元中。所以转换程序如下：adc:push ropush r1push r2mov accon1,#68hmov ro,#30hmov r1,#10hmov r2,#8ad1:mov accon2,r1lcall delay;延时mov r0,adcdatalinc r0mov r0,adcdatahinc r0inc r1djnz r2,ad1pop r2pop r1pop r0ret4.3.2看门狗的监控设计当aduc812可能由于编程错误、电气噪声或射频干扰而进入错误状态的持续时间达到预定时间时，使器件产生复位，这就是看门狗的用途。它有

32、如下特性：（1）本身独立工作。cpu只在一个固定的时间间隔内与它打一次交道，表明整个系统目前属于正常。（2）当cpu落入死循环中能及时发现并且使系统复位。看门狗的功能可以通过清除看门狗控制寄存器中的看门狗使能位wde而被禁止。当它被使能时，如果在预定的时间间隔内用户程序没有刷新硬件看门狗，那么看门狗电路将使系统复位。看门狗复位的时间间隔可以通过看门狗控制寄存器设定在16256ms范围内。本设计中采用了aduc812的定时器t0来形成“看门狗“。t0的溢出中断设置为高优先级中断，采用12mhz的时钟则程序如下：tmod=0x01；/置t0为定时器et0=1；/允许t0中断pt0=1；/设置t0为

33、高优先级中断th0=0xd8；/定时器约10mstl0=0xf0；tr0=1；/启动t0ea=1；/开中断软件启动后，程序必须每隔小于10ms执行一次th0=0xd8和tl0=0xf0指令，重新设置t0的计数初值。4.3.3pc机与单片机之间的通讯设计11单片机的串行发送和接收线txd和rxd是ttl电平，而pc的com1或com2的rs-232连接器是eia电平，因此aduc812需要加接一个max232芯片，通过串行电缆和pc相连接。通讯的双方不仅要在硬件接口上共同遵守标准协议，还要在通讯协议上做出统一的规定，这部分是通过软件编程实现的。为了顺利实现通讯，首先要对pc机的串行接口有一个简单

34、的了解。它的串行接口使用的8250.8250的可编程串行接口它有10个寄存器，一共占用了7个地址。由于3f8h和3f9h为两个寄存器共有，因此，由线路控制器最高位dlab进行选择。完成单片机和pc机的串行接口双工通信，目的是要求单片机发送出的数据能显示在pc机上，采用的是查询方式，波特率为1200.下图为单片机查询发送流程图图4-3单片机查询发送流程图单片机采用方式1、双工通讯，此时波特率1200，计算得到t1的值为e6h，单片机工作，程序如下：comm：mov tmod，#20h;t1方式2mov th1，#0e6hmov tl1，#0e6h;t1时间常数setb tr1;启动t1mov s

35、con，#50h;串行口工作方式1mov r0，#38h;r0指示发送缓冲区首址mov r7,#7;r7发送数据计数next: mov sbuf,r0;发送数据jnb ti,$;等待发下一帧数据clr ti;一帧发完清tiinc r0djnz r7，nextsjmp$;延时程序4.3.4显示子程序设计12 在系统中采用的是液晶显示器，它的特点如下：主控制驱动电路为hd44780，有标准的接口特性，适配m6800系列mpu的操作时序，模块的结构不仅轻巧紧凑，而且装配很容易，+5v电源供电，功耗低，可靠性高，寿命长。采用点阵字符型液晶先是模块。内部电路图如下：图4-4点阵字符型液晶表4-1读写操作

36、 rs r/w e 功能 0 0 下降沿 写指令代码 0 1 高电平 读忙标志和ac值 1 0 下降沿 写数据 1 1 高电平 读数据上图为读写操作功能表。字符型液晶显示主要模块指令集，包括清屏、归位、功能设置、读bf及ac值、读写数据等等。实际应用中有两种模式对液晶模块进行控制。第一种是直接访问接口电路和驱动程序，第二种是间接控制方式接口电路以及驱动程序，本设计中采用的是第一种方式。连线图如下所示：图4-5液晶模块的连线图其中a15=e的选通信号，a9=r/w,a8=rs.写指令代码子程序：pr1:push dphpush dplpush accmov dptr,#cr_add;设置指令口读

37、地址pr11:movx a,dptrjb acc.7,pr11;判bf=0?是继续mov a,commov dptr,#cw_add;设置指令口写地址movxdptr,a;写指令代码pop accpop dplpop dph读显示数据子程序：pr3:push dphpush dplpush accmov dptr,#cr_add;设置指令口读地址pr31:movx a,dptrjb acc.7,pr31;判bf=0?是继续mov dptr,#dr_add;设置数据口读地址movx a,dptr;读数据mov dat,a;存入dat单元pop accpop dplpop dphret4.3.5仿

38、真软件aduc812的quickstart开发软件是一套完整的软件和硬件设计开发工具包，它使用户能够快速、高效地完成应用程序的设计、编程、仿真、加载和调试。将该软件安装在电脑上后，在硬盘上生成了一个新目录c:aduc。在该目录下可以看到一些文件和子目录：文件夹：adsim812aduc812仿真器；文件夹：asm51metallink 8051汇编器；文件夹：cc源代码例程；文件夹：code汇编源代码例程；文件夹：downloadaduc串行加载器；文件：asm51编译器快捷方式；文件：downloadaduc串行加载快捷方式；文件：mode528052库文件；文件：mod812aduc812

39、库文件；文件：readme.txtreadme文件。当汇编程序编辑完成后就可以对其进行编译。在运行菜单中进入快捷方式aduc组，在asm51图标上双击，屏幕上出现一个dos命令窗口，在窗口中键入要汇编的文件的路径。汇编文件c:aduccodeblink.asm，简单键入“codeblink.asm”即可。此时窗口将会显示出汇编信息。如图4-6所示。图4-6汇编信息窗口若汇编程序提示信息为“assembly compliete,0 errors found”,表示成功地汇编了文件blink.asm,并创建了十六进制文件和列表文件(即blink.hex和blink.lst)。4.3.6串行口加载程

40、序为了运行串行口加载程序，应该按照以下步骤来操作：首先检查aduc812开发板上的三个跳线开关的位置。用随机提供的rs232电缆连接pc机和开发板，一般将它连接到pc的串行口com1用随机提供的+9v直流电源或9v电池，给开发板接通电源。此时led发光表示电源已接通，然后打开机电源。按一次板上的复位电钮，使aduc812复位，等待接收数据。在pc机中，进入aduc组，双击download图标，屏幕上会出现一个download参数输入窗口在窗口键入文件c:aduccodeblink.hex,确认之后，屏幕会显示出下列加载信息，并提示串行加载成功“downloaded ok!”如图4-7所示。图4

41、-7加载信息窗口然后从开发板上移去lk3跳线，然后按复位按钮开始执行代码。blink.hex的实现功能是使红色led不断闪烁。4.3.7串行口调试程序aduc的使用用标准的串行电缆连接pc机和仿真器的串行口，然后用所提供的同轴电缆从仿真器连接到aduc目标板ea插头上。打开目标板和仿真器电源。然后用标准的串行电缆连接pc机和目标板的串行口，打开目标板电源，运行aduc程序。从pc机的起始菜单中选择programs/aduc/debugv2,双击可以运行调试程序。程序运行后，首先出现一个about对话框，单击“ok”按钮，跳过对话框，程序开始运行调试环境向导。第一个向导（session wiza

42、rd）对话框，单击“下一步”按钮，出现“file”对话框，在其中键入文件c:aduccodeblink.lst。单击“下一步”按钮，出现“comm port”选择对话框。此时设置波特率对话框，设置目标板的时钟频率为11.092mhz，单击“下一步”接收默认值，此时波特率设置为9600波特。单击“完成”按钮，关闭向导屏幕。这是会显示出一些信息在屏幕和屏幕底部的状态条上闪烁，表示软件已经成功与目标板上的aduc812芯片建立了通信联系。如图所示。图4-8通信成功的提示信息加载程序时单击工具栏上的加载程序按钮，将用户程序加载到目标板上的aduc812芯片。在调试程序和仿真器运行程序之前先执行目标板硬

43、件复位，在执行软件复位，在工具栏上单击运行程序按钮，开始运行程序，若看到下图所示消息，则表示程序遇到了断点，按“ok”按钮，调试程序将从目标板的芯片读回所希望的信息。注意如果希望更改从芯片上载的信息的种类，单击工具栏上的“setup upload”按钮，就可以选择自动上载的内容了。4-9 程序遇到断点的响应信息最后介绍一下调试环境的管理。在工具栏上单击保存调试环境按钮，可以保存调试环境的设置。保存时可以选择文件名和位置。选择“file”下拉菜单的“close”，可以关闭调试环境。要打开已存在的调试环境文件，可在工具栏上单击打开按钮，或从“file”下拉菜单选择“open”，选择希望打开的调试环

44、境文件。在aduc的“configure”菜单中，提供了几个关于系统设置的选择功能，如session settings,可以修改当前调试环境的设置，只要单击菜单“configure”的选项“session settings”,在其中可对工作方式、通信口、波特率、指定源文件或列表文件、设置外部存储器范围和上载存储器范围等参数进行设置。单击“system settings”选项，在其中可以修改有关的系统选项。单击“restore system”选项，可以将有关参数还原到系统默认状态。4.3.8总结本设计中pc机与aduc812单片机之间通过串口实现了通讯，并且将采集到的信号经过模数转换后通过显示器

45、显示了出来，说明了本设计是成功的。通过对数据采集系统的实施方案的设计，深入讨论了程序设计，硬件设计，串口通信的设计以及显示设计，由于时间和个人能力的有限，对该系统的适用性仅仅提供了简单的实时性测试，希望以后能有时间对该系统平台的软件硬件集成设计方面进行研究。5结束语采用aduc812单片机作为数据采集系统的核心，并采用模块化结构的设计，使得数据采集系统的设计更加简单、更加清晰。系统采集的信号通过串口传输到单片机上，经过处理与转换显示到显示器上。系统实现数据采集的功能需要软件与硬件的协调合作。其中软件由驱动子程序构成，硬件由微机、串口转换电路、显示电路构成。但是本设计中由于硬件电路板的损坏以至于

46、硬件部分的设计存在着一些不足，若能实现硬件电路板的调试，会使设计更加完整。数据采集技术是信息学科的一个重要分支，研究信息数据的采集、存储、处理以及控制等，在雷达、通信、水声、遥感、地质勘探、振动工程、无损检测、语音处理、智能仪器、工业自动控制以及生物医学工程等领域有着广泛的应用。随着测控技术的迅猛发展，以嵌入式计算机为核心的数据采集系统已经在测控领域占据了统治地位。数据采集系统是将现场采集到的数据进行处理、传输、显示、存储等操作的设备。目前在国际上技术领先的国家，数据采集技术已经在军事、航空电子设备与宇航技术、工业等领域得到广泛的应用。由于集成电路制造技术的不断进步，出现了高性能、高可靠的单片机数据采集系统。目前的产品精度已达到16位，采集速度每秒可达几十万次。数据采集技术已经成为一种专门的技术，在工业领域得到广泛的应用与发展，数据采集系统采用更先进的模块式结构，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，迅速组成一个新的系统。早起的数据采集系统首先被用在军事上的数据采集测试系统，目标是可在测试中不依靠相关的测试文件，由非熟练人员进行操作，并