(完整版)多路数据采集系统的设计毕业设计.doc

以下文档格式全部为word格式，下载后您可以任意修改编辑。 多路数据采集系统设计 序言 随着计算机技术、电磁兼容技术、传感器技术和信息技术的飞速发展和普及，数据采 集与处理系统得到了广泛的应用。例如：在生产过程中，应用这一系统可对生产现场的 工艺参数进行采集、监视和记录，为提高产品质量、降低生产成本提供信息和手段；在 科学研究中，应用这一系统可获得大量的动态信号，是研究瞬间物理过程的有力工具， 也是获得科学奥秘的重要手段之一。总之，不论在哪个应用领域，数据采集与处理越及 时，工作效率、性能价格比就越高，取得的经济效益就越好。总之，数据采集是工、农 业控制系统中至关重要的一环[1]。 数据采集是工、农业控制系统中至关重要的一环，在医药、化工、食品、等领域的生 产过程中，往往需要随时检测各生产环节的温度、湿度、流量及压力等参数。同时，还 要对某一检测点任意参数能够进行随机查寻，将其在某一时间段内检测得到的数据经过 转换提取出来，以便进行比较，做出决策，调整控制方案，提高产品的合格率，产生良 好的经济效益。 本毕业设计对一种多路数据采集系统进行了初步的研究，该多路数据采集系统能对多 路模拟信号进行采集和处理。系统以89C51为控制单元核心，利用模数转换器AD0809完成 模数转换功能，结合单片机RS232串口功能，实现八路信号的采集、存储、显示及与PC机 通信等功能，形成了良好的人机界面。 第1章 绪 论 1.1 多路数据采集系统介绍 随着工、农业的发展，多路数据采集势必将得到越来越多的应用，为适应这一趋势 ，作这方面的研究就显得十分重要。在科学研究中，运用数据采集系统可获得大量的动 态信息，也是获取科学数据和生成知识的重要手段之一。总之，不论在哪个应用领域中 ，数据采集与处理将直接影响工作效率和所取得的经济效益。 此外，计算机的发展对通信起了巨大的推动作用。算机和通信紧密结合构成了灵活多样 的通信控制系统，也可以构成强有力的信息处理系统,这样对社会的发展产生了深远的影 响。数据通信是计算机广泛应用的必然产物[2]。 数据采集系统，从严格的意义上来说，应该是用计算机控制的多路数据自动检测或巡回 检测，并且能够对数据实行存储、处理、分析计算以及从检测的数据中提取可用的信息 ，供显示、记录、打印或描绘的系统。 数据采集系统一般由数据输入通道，数据存储与管理，数据处理，数据输出及显示这五 个部分组成。输入通道要实现对被测对象的检测，采样和信号转换等工作。数据存储与 管理要用存储器把采集到的数据存储起来，建立相应的数据库，并进行管理和调用。数 据处理就是从采集到的原始数据中，删除有关干扰噪声，无关信息和必要的信息，提取 出反映被测对象特征的重要信息。另外，就是对数据进行统计分析，以便于检索；或者 把数据恢复成原来物理量的形式，以可输出的形态在输出设备上输出，例如打印，显示 ，绘图等。数据输出及显示就是把数据以适当的形式进行输出和显示。 由于RS- 232在微机通信接口中广泛采用，技术已相当成熟。在近端与远端通信过程中，采用串行 RS- 232标准，实现PC机与单片机间的数据传输。在本毕业设计中对多路数据采集系统作了初 步的研究。本系统主要解决的是怎样进行数据采集以及怎样进行多路的数据采集，并将 数据上传至计算机[2]。 1.2 设计思路 多路数据采集系统采用ADC0809模数转换器作为数据采集单元和AT89C51单片机来对它 们进行控制,不仅具有控制方便、简单和灵活性大等优点,而且可以大幅度提高采集数据 的灵敏度及指标。通过MAX232电平转换芯片实现单片机与PC机的异步串行通信，设计中 的HD7279实现了键盘控制与LED显示显示功能。本文设计了一种以AT89C51和ADC0809及R S232为核心的多路数据采集系统。 多路数据采集系统就是通过键盘控制选择通路，将采集到的电压模拟两转换成数字量 实时的送到单片机里处理从而显示出采集电压和地址值，最终控制执行单片机与PC机的 异步串行通信。 连接好硬件后，给ADC0809的三条输入通路通入直流电压。4-F键为功能键，4- E键为复位键，F键为确认键。1－3键为通道选择键，分别采集三个通道的数据值并实时 显示出数值和地址值。结合单片机RS232串口功能还实现了与PC机的异步串行通信功能。 1.2.1电路的基本构成 多路数据采集系统硬件电路由AT89C51单片机最小系统、ADC0809模数转换电路、HD7 279键盘控制与LED显示电路、RS232串行通信电路四部分组成。 该电路采用AT89C51单片机最小化应用设计，ADC0809接成的是总线方式电路，P0口是 作为系统扩展的地址总线口，其端口总线地址为7FFFH。 图1-1 系统硬件方框图1.2.2 各硬件模块的功能 1.单片机：把ADC0 数据采集系统是现代工业、农业以及其他领域中不可或缺的技术，它涉及了计算机技术、传感器技术、电磁兼容技术以及信息技术等多个方面。随着这些技术的快速发展，数据采集与处理系统的应用越来越广泛，尤其是在生产过程监控、科学研究等领域，它能实时采集工艺参数、动态信号，为决策提供关键信息，提高效率和经济效益。 在多路数据采集系统的设计中，89C51单片机作为核心控制器，负责协调整个系统的工作。89C51是一款广泛应用的微处理器，具有较高的处理能力和灵活性。模数转换器（ADC）如AD0809用于将模拟信号转换为数字信号，使得计算机能够处理这些数据。在本设计中，AD0809与89C51配合，可以实现八路模拟信号的采集，提高了系统的多通道处理能力。 数据采集系统通常包括数据输入、存储、处理、输出和显示等组件。数据输入通道负责检测和采样来自不同源头的信号，通过模数转换器将这些信号数字化。数据存储与管理则涉及到数据的保存和组织，便于后续的检索和处理。数据处理环节则去除噪声和无关信息，提取有用信息，可能包括统计分析。数据输出和显示则将处理后的数据以用户友好的形式呈现，如打印、显示或绘图。 在通信方面，RS-232串行通信协议因其成熟性和广泛应用，常被用来实现单片机与PC机之间的数据传输。在本设计中，通过MAX232电平转换芯片，实现了单片机与PC机间的异步串行通信，确保了数据的准确无误地传输。此外，HD7279芯片用于键盘控制和LED显示，增强了系统的交互性，允许用户通过键盘选择采集通道和查看数据。 设计思路强调了采用ADC0809模数转换器和AT89C51单片机的优势，如控制简便、灵活性强，且能提升数据采集的精度。系统设计还考虑了人机交互，通过键盘控制选择不同的采集通道，并实时显示采集结果。此外，系统能够将采集到的数据通过RS232串口发送到PC机，实现远程监控和数据分析。 多路数据采集系统设计是一项综合性的工程，它融合了硬件电路设计、软件编程和通信技术，旨在创建一个能够高效、稳定地收集和处理多个模拟信号的系统。通过这样的系统，可以对各种环境参数进行实时监控，为优化生产流程、提高产品质量提供决策依据，进一步推动了自动化和信息化的发展。