数据采集系统报告

成都XXXXXX学院《数据釆集系统得制作》课程设计报告温度检测声光报警器设计与制作姓名：学号：班级:班专业:电子信息工程指导教师：二零一七年六月目录一、课题介绍1、课题简介2、功能及系统要求二、各芯片模块介绍1、功能剖析2、AT89C51多路模拟开关介绍四、系统电路图设计五、程序设计lo程序流程设计图2、程序设计六、总结1、课题简介数据采集系统一般包括模拟信号得输入输出通道与数字信号得输入输出通道。数据采集系统得输入又称为数据得收集;数据采集系统得输出又称为数据得分派。数据采集系统得构造形式多种多样，用途与功能也各不相同，常有得分类方法有以下几种，根据数据采集系统得功能分类:数据收集与数据分派;根据数据采集系统适应环境分类:隔绝型与非隔绝型，集中式与分布式,高速、中速与低速型;根据数据采集系统得控制功能分类：智能化数据采集系统，非智能化数据采集系统；根据模拟信号得性质分类：电压信号与电流信号，高电平信号与低电平信号，单端输入(SE)与差动输入(DE),单极性与双极性;根据信号通道得构造方式分类:单通道方式,多通道方式。数据采集系统得任务，详细地说,就就是采集传感器输出得模拟信号并变换成计算机能辨别得数字信号，然后送入计算机,根据不同得需要由计算机进行相应得计算与办理，得出所需得数据。与此同时，将计算获得得数根进行显示或打印，以便实现对某些物理量得监督从硬件力素来瞧，白前数据采集系统得构造形式主要有两种：一种就是微型计算机数据采集系统;另一种就是集散型数据采集系统、微型计算机数据采集系统就是由传感器、模拟多路开关、程控放大器、采样/保持器、AD变换器、计算机及外设等部分组成、集散型数据采集系统就是计算机网络技术得产物，它由若干个“数据采集站〃与一台上位机及通信线路组成、数据采集站一般就是由单片机数据采集装置组成、位于生产设施邻近，可独立达成数据采集与预办理任务,还可将数据以数字信号得形式传送给上位机、微电子技术得一系列成就以及微型计算机得宽泛应用，不单为数据采集系统得应用开拓了广阔得前景，也对数据采集技术得发展产生了深刻得影响。2、功能及系统要求(1)新型迅速、高分辨率得数据变换零件不断涌现，大大提高了数据采集系统得性能、(2)高性能单片机得问世与各样数字信号办理器得涌现，进一步推动了数据采集系统得宽泛应用。智能化传感器(Smartsn。i')得发展，必将对此后数据采集系统得发展产生深远得影响、与微型机配套得数据采集零件得大量问世，方便了数据采集系统在各个领域里应用并有利于促使数据采集系统技术得进一步发展。(5)散布式数据采集就是数据采集系统发展得一个重要趋势数据采集器就是一种拥有现场记录、剖析功能得设施或现场记录、离线剖析机器设施等状态数据功能得便携式剖析仪器。它把安装在机器设施上得震动传感器与过程传感器等所测得得信号作为输入，配以各样测量剖析技术以及多样化得显示格式所组成得一个检测系统，主要应用于对机器设施进行定期巡回状态监测与故障诊疗等多种领域。它能与计算机一同组成独立得监测诊疗系统，就是机器设施得计算机协助诊疗手段之一2、AT89C51多路模拟开关介绍单片机89C51得引脚图与功能介绍Pi.0C1O40□VuuO/ADO1C353ro2C393PO1/AD13C373PQ2/AD24C3BJPO3/AD35C3534/AD4SC34□PO5/AD57C393paG/ADGPUESETC9237/AD7RXD/P3.TXD/P3.0c313rRT0/P3.1c30□2C3IMT1/P3.3C13P2.7/AD15TO/P3.4C14□F2.&/AD14T1/P3.5C152&JF2.5/AD136r1T253P-2.4/AD12KD/P3.7C243rz.3/AD11XTAL2C19233P2.2/AD1OXTAL1C19223F2.1/AD9PDI!>V"C20212F2.O/AD8选择8位单片机AT89C51,其工作电压为2、7?6V,拥有低电压低功耗性能与高性价比，兼容标准MCS—51指令系统,4Kbytes得PEROM与128bytes得RAM,片内置通用得8位中央办理器(CPU)与Flash存储单元。AT89C51就是一种带有4KB闪烁可编程可擦除只读存储器得低电压，高性能CMOS8位微办理器，可为好多嵌入式控制系统提供灵活且价廉得方案、所以，木设计采用ATMEL企业得AT89C51作为程序得主控芯片。AT89C51数据总线就是由P0口提供得,P0口木身能以多种方式提供数据总线与地点总线。当ALE输出信号为高电平时,将输出得数据锁入总线P0驱动器中作为地点得低8位,然后与P2送出来得高8位地点一同组成一个完整得16位地点，以寻址到外部得64KB得地点空间、AT89C51得地点总线比较简单(只有3个:RD、WR、PSEN),其中RD就是用来读取外部数据内存得控制线,WR就是用来写数据到外部数据内存得控制线,就是用来存取外PSEN部程序内存得读取控制线。引脚说明：vcc：电源电压GND:地PO口：Po口就是一组8位漏极开路型双向i/on,作为输出口用时，每个引脚能驱动8个TTL逻辑门电路。当对0端口写入1时,能够作为高阻抗输入端使用。当P0口接见外部程序存储器或数据存储器时,它还可设定成地点数据总线复用得形式。在这种模式下,P0口拥有内部上拉电阻。在F1ash编程时，P0口接收指令字节，同时输出指令字节在程序校验时。程序校验时需要外接上拉电阻。(4)P1口：Pl口就是一带有内部上拉电阻得8位双向I/O口。P1口得输出缓冲能接受或输出4个TTL逻辑门电路、当对P1口写1时，它们被内部得上拉电阻拉升为高电平,此时能够作为输入端使用、当作为输入端使用时,P1口因为内部存在上拉电阻，所以当外部被拉低时会输出一个低电流（IIL）o⑸P2口:P2就是一带有内部上拉电阻得8位双向得I/O端口。P2口得输出缓冲能驱动4个TTL逻辑门电路、当向P2口写1时，经过内部上拉电阻把端口拉到高电平，此时能够用作输入口。作为输入口,因为内部存在上拉电阻，某个引脚被外部信号拉低时会输岀电流（I1L）CP2口在接见外部程序存储器或16位地点得外部数据存储器（比如MOVXDPTR）时,P2口送出高8位地点数据、在这种情况下,P2口使用强大得内部上拉电阻功能当输出1时。当利用8位地点线接见外部数据存储器时（例MOVX@R1）,P2口输出特殊功能存放器得内容。当Flash编程或校验时,P2口同时接收高8位地点与一些控制信号、（6）P3口：P3就是一带有内部上拉电阻得8位双向得I/O端口。P3口得输出缓冲能驱动4个TTL逻辑门电路。当向P3口写1时,经过内部上拉电阻把端口拉到高电平，此时能够用作输入口。作为输入口,因为内部存在上拉电阻，某个引脚被外部信号拉低时会输出电流（IIL）oP3口同时拥有AT89C51得多种特殊功能。1）AT89C51时序逻辑得实现:经过硬件得连结，将PC接口得5个管脚分别与AT89C51芯片得CLK、OE、EOC、START、ALE管脚相连结。PC接口得此外8个管脚分别与ADC得D7-D0口连结。经过软件得编程模拟产生时序，使STM32得管脚输出得信号切合ADC芯片采集得时序逻辑，实现变换信号得功能、AT89C51数据循环采集功能得实现:将PC接口得其她3个管脚与AT89C51芯片得ADC_A、ADC_B、ADC_C管脚相连结、经过编程设置通道数，实现复位之后开始循环采集把通道数付给ADC_A、ADC_B、ADC_C0当通道数达到8时，再将通道数清零，进而达到ADC自动循环采集数据。AT89C51数据单路采集功能得实现:经过调用串口函数，设置一个串口接收得函数，当经过串口输入0—7不同得值时，将该值赋给选择ADC通道得函数来设置通道数得值,就能够选通数值所对应得通道,实现选择不同通道得功能。模拟输入通道得选择能够有关于变换开始操作独立地进行，但是通常就是把通道选择与启动变换联合起来达成。这样能够用一条写指令既选择模拟通道又启动变换、在与微机接口时，输入通道得选择可有两种方法,一种就是经过地点总线选择，一种就是经过数据总线选择。如用EOC信号去产生中止恳求，要特别注意EOC得变低有关于启动信号有2us+8个时钟周期得延迟，要设法使它不致产生虚假得中止恳求。为此，最好利用EOC上涨沿产生中止恳求，而不就是靠高电平产生中止恳求。详细如下表3-1所示。表4-1P3口得第二功能端11引脚第一?功能P3.0RXD出行输入II）P3.1TXD（串行输出11）P3.2M0外部中止0）P3.3,NT1（外部中止1）P3.1T0（准时器0）P3.5T1（准时器1）P3.6WK（外部数据存储器写选通）P3.7莎（外部数据存储器都选通）⑺RST:复位输入。当振荡器工作时,RST引脚出现两个机器周期得高电平将使单片机复位、⑻ALE/PROG:当接见外部存储器时，地点锁存允许就是一输岀脉冲,用以锁存地点得低8位字节。当在Flash编程时还能够作为编程脉冲输出（PROG）o一般情况下，ALE就是以晶振频次得1/6输出，能够用作外部时钟或准时目得。但也要注意,每当接见外部数据存储器时将跳过一个ALE脉冲、⑼PSEN:程序存储允许时外部程序存储器得读选通信号、当AT89C52履行外部程序存储器得指令时,每个机器周期PSEN两次有效，除了当接见外部数据存储器时，PSEN将跳过两个信号。（10）EA/VPP:外部接见允许、为了使单片机能够有效得传送外部数据存储器从0000H到FFFH单元得指令,必须同GXD相连结。需要主要得就是，EA如果加密位1被编程，复位时EA端会自动内部锁存。当履行内部编程指令时，EA应当接到VCC端。(1DXTAL1:振荡器反相放大器以及内部时钟电路得输入端。(12)XTAL2:振荡器反相放大器得输出端。数据采集系统得组成特点：(1)采集通道组成可多可少，应用灵活、如单参量采集采用单通道;多参量采集得大型试验，可用几百甚至几千个通道。通道有控制通道、次序采集通道与同步采集通道，对成千上万个模拟信号与数字信号进行测量与采集，经过输岀实施各样控制。(2)根据信号电平高低,数据采集系统能够灵活采用不同分辨率得A/D与D/A变换达成采集与控制功能。比如热电偶与应变片、位移电桥得输出都就是低电平信号，其满量程一般都在5mV至20mV得范围、要求能测出与分辨岀微幅级信号,就要用12位至14位ADC。关于温度计量或电子计量，为了保证精度要求，可用高分辨率得16位或更高得A/D变换器、能实现实时采样、实时办理、实时控制与实时显示。因为在实验过程中，要测量得信号点多，每一个点得测量时间不能过长。有得实验要采集瞬态过程得数据,这就要求有更高得采集速度，就要用特殊得存取电路与A/D、D/A变换电路,从软件与硬件上综合设计。(4)测量速度快、精度高、关于高精度测量，一般测量仪器就是不难知足得，但关于高速度高精度得测量一般仪表就是无法知足得。关于多点迅速数据采集系统，一般精度可达土0.1%,如精度有特殊需求,可用16位A/D变换器，精度可达土0、01%。达成上述测量要求得方法比较多，现在宽泛用A/D与D/A变换器组成得数据采集系统，能够提高测量与数据采集得精度，提高数据办理速度、四、系统电路图设??nu6hudsRIOD21Q五、程序设计1.程序流程设计图程.辺始化AT8591编程中止设置AT89C51AT89C51片选易AT89C5初始化初值写入计数形成频次发生器ORGOOOII;8253二丨—?八,计数器0工作方式AJMPSTART为;频次发生器，每510us产生一个负脉冲ORG0003HJMPE82550RG0030IISTART:MOVDPTR,FFFFH;（89C51控制器地点）MOVA,14II;计数器0,低8位单字节计数，方式2,二进制数OUT@DPTR,A;控制字写入控制存放器MOVDPTR,E6FFII;计数器0地点MOVA,FFII;计数器0得计数初值OUTDPTR,A；计数值写入计数器0INTTUR:STEBIT0;选择边沿触发方式SETBEA;CPU开中止SETBEX0;允许外部中止0中止HERE:SJMPHERE;等待中止；数据办理程序乘法数据办理程序，获得数字量得标度变换；除法办理程序，分别标度变换值得高位与地0RG01OOHDATAPROCE:MOVB,5H;MOVA,ROMULABMOVB,100MULABMOVR6,BMOVR5,AMOVR4,FFHDV:MOVR7,#08H;移位次数装入R7SO:CLRC；清CMOVA,R5;被除数低位存ARLCA；连同进位位循环左移1位MOVR5,R6;被除数高位存ARLCA;连同进位位循环左移，被除数R6R5整数左移1位MOV07H,C;保存最高位CLRC;清进位标志SUBBA,R4;余数高位减去除数JB07H,SI;最高位为1转SIJNCSI;没有借位转SIADDA,R4;产生借位，恢复余数SJMPS2；转S2SI:INCR5;产生商89C51:MOVDPTR,#FEFF;写方式控制字（PA口方式0输入，PB口方式；0输出）MOVA,#98HM0VX@DPTR,AMOVDPTR,#F8FF;PA口地点MOVXA,DPTR;PA口内容读入累加器AMOVROA;累加器A内容暂存存放器RORETI冲断返回六?总结经过本次课后报告学习，我充分利用了计算机控制技术得原理,也逐步认识了机控知识,在课程设计中，学会了简单应用、这个阶段或许就就是学习得初级阶段，最重要得就是在乏味中发现新奇，渐渐获得兴趣、学习得动力大多数来自信心，刚开始得时候不知道该怎么做，查了大量得芯片资料与有关课木知识，在设计过程中也加深了知识得理解，并且在探索之中设计出原理图、在程序编写上，刚开始也不知道怎么下手，也查了8086得编程方法并且灵活运动到单片机89C51中，一边