精密模拟量数据采集器设计报告

1、8通道精密模拟量数据采集器设计报告单片机原理课程设计报告姓名：潘伟松 学号：2080611137同组姓名：林玉璇 黄晓红 班级： 081班 学号： 11号 20号一 方案的选定（参考设计方案如图1所示）目标：设计一能采集8个通道的模拟量的精密数据采集系统。主要技术指标：（1）模拟量通道数：8；（2）AD转换分辨率：14位（数据实质是12位，加符号位和过量程指示位，总共14位）；（3）模拟量输入范围：0-4.8V；（3）数据通信与显示方式：采集到的数据通过串口发送到上位计算机，由计算机显示数据；（4）上位计算机与数据采集系统（下位机）通信方式：串口通信，主从通信方式，上位机为主机，下位机为从机。

2、由上位机发起通信，下位机响应，将采集到的8路数据一并发送到计算机中。二硬件系统框图及原理分析：分析硬件系统框图图1 参考设计方案系统允许有8路模拟信号输入。在单片机的控制下，任意一时刻，多路模拟开关选通其中一路模拟信号送入双积分AD转换器ICL7109。ICL7109将模拟量转换成数字量，单片机读取数字量。通过控制模拟开关，8路模拟信号依次接入AD转换器转换成数字量。当8路模拟信号全部转换完毕，数据存放在单片机的RAM中，单片机将转换的数字量通过串口发送到计算中。三. 软件设计：1. 分析主程序设计及部分功能程序/* 文件：C52_ICL7109.c 说明：基于ICL7109的8通道精密模拟量

3、数据采集器， 通过上位机发送0xAA后,MCU将数据发回上位机*/#include#define uchar unsigned char#define uint unsigned intsbit LBEN=P20;/低电平使能端。当MODE和CE/LOAD均为低电平时，此信号将作为低位（B1B8）输出选通信号；sbit HBEN=P21;/高字节使能端。当MODE和CE/LOAD均为高电平时，此信号将作为高位字节（B8B12）以及POL，OR输出的辅助选通信号；sbit LOAD=P22;/低电平时，数据正常输出sbit RUN_HOLD=P23;/输入高电平，每经8192个时钟脉冲均完成一次

4、转换sbit STATUS=P32;/状态输出，转换结束时，该引脚发出转换结束信号uchar StatusFlag=0;/转换结束标志位uchar DataTemp16,DataSend16;/uchar U_COMMAND;/串口发送命令uchar Channel_Table8=0x00,0x01,0x02,0x03,0x04,0x05,0x06,0x07;uchar XT_Channel=0;/通道计数变量/* 初始化程序*/void INIT(void) TMOD = 0x20; SCON = 0x50; TH1 = 0xFD; TL1 = 0xFD;PCON = PCON|0x00;I

5、T0 = 1;PX0 = 1;/外部中断0优先 EX0 = 1;ES = 1;EA = 1; TR1 = 1;P1 = 0x00;RUN_HOLD=1;/*主函数*/void main()uchar i=0; INIT();while(1)if(StatusFlag=1)ES=0; StatusFlag=0; for(i=0;i16;i+)DataSendi=DataTempi;/*串口中断函数*/void UART(void) interrupt 4uchar i; if(RI=1) RI=0;U_COMMAND=SBUF;if(U_COMMAND=0xAA)for(i=0;i16;i+)

6、SBUF=DataSendi;while(TI=0);TI=0;/* ICL7109数据读取*/void ICL7109_CON() interrupt 0ES=0;STATUS=1;RUN_HOLD=0;/读高字节数据LOAD=0;HBEN=0; DataTemp2*XT_Channel=P0 & 0x3f; /0011 1111暂存数据，前两位为POL，OR辅助选通信号HBEN=1;LOAD=1;/读低字节数据LOAD=0;LBEN=0; DataTemp2*XT_Channel+1=P0;LBEN=1;LOAD=1; XT_Channel+;if(XT_Channel=8) /判断是否转

7、换完成 XT_Channel=0;StatusFlag=1;P1=Channel_TableXT_Channel;RUN_HOLD=1;ES=1; 2.电路原理图参考设计（1）布线图（2）原理图3.分析显示程序设计思路设计要点：（1）电路中所用电阻必须全部采用5环电阻；（2）电路中的电容CAZ、CINT和CREF必须采用聚丙乙烯电容（CBB电容）；（CBB电容外观）（3）电位器W1需用多圈电位器（多圈电位器外观）（4）串口通信协议9600波特，8位数据位，1位停止位，无校验方式，主从通信方式，计算机为主机，单片机为从机。主机发送命令：AA（十六进制数）从机回复数据：其中，CHX(H)为第X通道

8、数据的高6位，CHX(L)为第X通道数据的低8位。上位机的串口通信允许通过“串口调试助手”软件来完成。四 软件调试：说明软件调试过程所出现的问题及解决方法。对软件设计应考虑的特殊问题单片机应考虑：在RAM中开辟两个数据区，一个数据区（假设为DATABLOCK1）用于即时存放转换过来的8个通道的数据，另一个数据区（假设为DATABLOCK2）用于存放发送到上位计算机的数据。为了保证数据的统一，当单片机将8个通道的模拟量全部转换完毕后（转换的数据已存放在DATABLOCK1），须先将串口中断关闭，然后将DATABLOCK1中的数据全部复制到DATABLOCK2，复制完毕后在打开串口中断。这样保证返

9、回到计算机中的数据是完整的数据。五. 课程设计的体会这个课程设计我本来是负责写程序的，但是程序不怎么会写，所以和另外两个组员一起写。其实画pcb图和焊接元件我才是比较熟手一点。这个设计我是基本了解它的工作原理的，但是细节的东西就还有一些不会的。工作原理就是：上位机（计算机）向下位机（单片机）发起通信，下位机向上位机传送采集到8路的数据。通信方式是串口通信的主从通信方式。 在焊好板子之后，我拿过来一看，就发现焊点很大，然后线路有点细。测试后，果然发现有一些线路断了，我想要是我布线的话，我会布粗一点，因为板子面积还是足够大的。 调试过程中，发现接受的数据不对。经过分析和向其他人请教，我们发现焊错了两个CBB电容，有些地线也没接好。改过之后，终于可以接收到数据。 通过实验，发现了单片机其实还有很多东西没弄懂，程序也不熟练，做项目更是缺乏经