单片机的应用于数据采集存储显示.doc
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【单片机的应用于数据采集存储显示】 单片机,尤其是8051系列,在工业控制和仪器仪表领域中有着广泛的应用,因其稳定性强、运算精度高而受到青睐。8051单片机作为本次设计的核心,其特点是性能稳定、抗干扰能力强且性价比高。在空调智能控制系统中,它能够完成数据采集、处理和监控等功能。 设计任务是构建一个基于8051单片机的数据采集系统,包含一路模拟量输入。系统需要能够测量多路电压值,显示精确到小数点后一位的温度值。ADC0809模数转换芯片用于将采集到的模拟信号转换为数字信号,以便在LED显示屏上显示。同时,设计要求包括硬件电路、LED显示电路和时钟信号控制电路的制作。 51系列单片机的主要功能包括: 1. 8位CPU。 2. 内置振荡器,工作频率范围1.2到12MHz,可输出时钟信号。 3. 128字节片内数据存储器。 4. 4KB片内程序存储器,寻址范围64KB。 5. 片外数据存储器寻址范围同样为64KB。 6. 21字节专用寄存器。 7. 4个8位并行I/O端口(P1、P2、P3、P0)。 8. 1个全双工串行I/O接口,支持多机通信。 9. 2个16位定时/计数器。 10. 5个中断源,2级中断优先级。 11. 111条指令集,包含乘法和除法指令。 12. 强大的位寻址和位处理能力。 13. 单总线结构。 14. 工作电压为+5V。 数据采集是智能仪表和自动控制系统的关键部分。在8051单片机中,由于其自身不支持电量信号到数字信号的转换,因此需要扩展A/D和D/A接口。采样输入信号通过电位器调节,生成0到5V的信号输入到ADC电路。单片机逐次采集模拟输入信号,将数值存储在RAM中,经过处理后,这些数值被送入D/A转换电路,转换为模拟电流,再通过I/V变换回模拟电压。最终,这些电压值在LED数码管上显示。 控制系统性能方面,多通道温度采集测控系统利用集成温度传感器测量温度,并转换为电流,然后转换为电压信号。当温度超过预设值时,系统通过继电器关闭加热设备,实现超温报警和自动控制。系统设计还需考虑工业环境中的抗干扰能力,确保系统稳定运行。ADC0809作为模数转换芯片,其IN-0通道连接T-DETECT端口电压,转换后的数字信号通过D0至D7和P0口传输至单片机,再由单片机处理后驱动LED数码管显示。 硬件设计包括温度测量与控制电路和静态数码管显示电路。温度测量与控制电路包括CPU模块、温度测量模块、并行模数转换模块和8279显示模块。静态数码管显示电路则通过DIN和CLK端口与CPU模块连接,显示结果可通过程序控制进行更新。 总结来说,这个项目利用8051单片机实现了数据采集、处理和显示的功能,特别是在温度测量和控制上的应用,同时确保了系统在复杂环境下的稳定性和抗干扰能力。
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