电气电子毕业设计323基于RS-232的8位数据采集系统(有图)
- 格式:doc
- 大小:481.50 KB
- 文档页数:27
本次课程设计采用的是单片机AT89C51和模数转换芯片ADC0808的温度采集系统。
用电位器模拟输入电压,经过A T89C51控制ADC0808将输入模拟电压转换成数字信号,再按给定的公式将电压值转换成温度值,并通过显示模块4位显示数码管显示出来。
本论文主要描述了硬件设计部分和软件设计部分,硬件部分更是详细分析了本模拟采集器的各个部分的电路原理,以及各个模块之间的线路连接。
并列出了所有的元器件,以及实现数据采集功能的相应程序。
该设计出了一个简单实用的数据采集器,具有成本低,可靠性高,扩展功能强等优点。
关键词:AT89C51 ADC0808 数据采集目录一.概述 (1)1.设计数据采集器的意义 (1)2.数据采集器的主要功能 (1)二.硬件电路设计及描述 (1)1.方案选择及设计思想 (2)2.设计方案的框图 (3)3.工作原理 (3)4.电路中主要芯片的引脚对应的功能 (3)4.1主控芯片A T89C51 (3)5.原理图及连接关系 (3)5.1数据输入模块 (3)5.2模数转换模块 (4)5.3主控电路 (4)5.4显示模块 (6)6.元件清单 (7)三.软件设计流程 (7)1.系统模块层次图 (7)2.程序流程图 (7)3.程序源代码 (8)四.测试 (11)五.总结 (11)六.参考文献 (11)1.设计数据采集器的意义数据采集器是一种具有现场实时数据采集、处理功能的自动化设备。
具备实时采集、自动存储、实时显示、即时反馈、自动处理、自动传输功能。
为现场数据的真实性、有效性、实时性、可用性提供了保证。
数据采集器在各个领域中都有广泛的运用,以后有可能接触到这些设备,有必要深入地分析其工作原理、电路原理,同时设计一个简单、实用的数据采集器。
完成这个课程设计也是让我们在学习了模拟电路、数字电路、微机原理、单片机等相关课程理论知识有一个融会贯通的过程。
加深对理论知识的理解,以及学会理论知识实际应用的处理方法。
课程设计说明书课程设计名称:专业课程设计课程设计题目:八路数据循环采集显示学院名称:信息工程学院专业:电子信息工程班级:100414班学号:10041402 ##:高飞红评分:教师:徐琦王忠2013年7月 3日摘要数据采集是指将位移、流量、温度、压力等模拟量采集、转换成数字量后,再由计算机进展存储、处理、显示或打印。
数据采集技术是信息科学的一个重要组成局部,信号处理技术、计算机技术,传感器技术是现代检测技术的根底。
数据采集技术那么正是这些技术的先导,也是信息进展可靠传输,正确处理的根底。
在工业生产中,对生产现场的工艺参数进展采集、监视和记录,这样能提高产品的质量、降低本钱。
在科学实验中,对应用数据进展实时采集,这样获得大量的动态信息,是研究物理过程动态变化的有效手段,也是获取科学奥秘的重要手段之一。
数据采集系统性能的好坏,取决于它的精度和速度,在精度保证的条件下提高采样速度,满足实时采集、实时处理和实时控制的要求。
本设计待测的输入电压为8路,电压X围为0~5V,使用目前广泛使用的AT89C51来做控制系统,用ADC0809来进展模拟电压的采集与模数转换,实现采集8路数据,并将结果在四位一体数码管上进展显示。
该系统主要包括几大模块:数据采集模块、A/D转换模块、控制模块、显示模块。
显示局部由数码管显示构成。
该数字电压表具有电路简单,本钱低等优点,可以方便地进8路A/D转换量的测量。
关键词:电压采集、ADC0809、A/D转换、单片机89C51、数码管显示目录第一章设计内容与要求 (1)1.1 设计要求 (1)1.2 提高要求 (1)第二章系统框图与工作原理 (2)2.1 硬件组成框图 (2)2.2 软件系统框图 (3)2.3 工作原理分析 (4)第三章器件说明 (5)3.1 ADC0809模数转换芯片 (5)3.2 AT89C51单片机 (6)3.34个共阴7段数码管显示器 (7)第四章硬件各模块设计说明 (9)4.1 模拟数据输入电路 (9)4.2 AD转换电路 (9)4.3 数码管显示电路 (10)4.4 方式控制电路 (11)第五章软件子程序设计说明 (13)5.1 ADC模数转换程序 (13)5.2 数据处理子程序 (14)5.3 数码管显示程序 (16)第六章系统调试与结果分析 (19)6.1 硬件调试与分析 (19)6.2 软件调试与分析 (20)6.3 调试结果 (20)结论 (22)参考文献 (23)附录1 八路数据采集的原理总图 (24)附录2 程序清单与注释 (25)第一章设计内容与要求1.1 设计要求(1)对8路模拟电压信号进展采集并循环显示(2)模拟电压变换X围为:0 –5V(3)测量精度小于±2%(4)测量温度用3位LED显示器显示,1位显示循环通道1.2提高要求〔1〕通过按键模块的操作可以选择8路循环显示,也可以选择某条单路显示。
摘要信息采集技术是现代信息科学的一个重要分支,与传感器技术、信号处理技术、计算机技术共同构成现代检测技术的基础。
作为信息科技的前端技术,数据采集技术已经成为信息的可靠获取、快速传输和正确处理提供了关键性的支撑。
本设计要求利用单片机和网络接口,设计集8通道数据采集、传输为一体的系统,以单片机为控制器,在接受到上位机的命令后,对8通道模拟信号进行8位转换,采集到的数据以中断方式接入内存,并送到计算机进行处理,同时采集到的数据可以进行远距离的传输。
以AT89C52单片机为核心,采用串行A/D转换器,设计一个串行数据采集/传输模块。
系统对模拟信号进行现场同步检测信号,经过滤波处理,输入到多路开关,用译码器进行译码。
经过模数转换器后,送入单片机。
为使传输的距离增长,提高信号的准确性,采用基于RS-232的芯片,然后再与PC机相连。
关键词:AD转换;八位数据采集;RS-232数据接口目录摘要 (I)第1章绪论 (1)1.1 研究背景及其目的意义 (1)1.2 国内外研究现状 (2)1.3 该课题研究的主要内容 (2)第2章数据采集总体设计 (4)2.1系统设计的基本要求 (4)2.2 数据采集系统结构功能及简介 (4)2.3 硬件部分 (5)2.3.1 单片机基本模块 (5)2.3.2 MAX232电平转换电路 (7)2.3.2.1 MAX232芯片简介 (7)2.3.2.2 RS-232的电气特性 (8)2.3.2.3 RS-232接口标准 (9)2.3.2.4 RS-232串行接口标准 (10)2.3.3 AD0832模拟量采集电路 (10)2.3.3.1 AD0832芯片简介 (10)2.3.3.2 CD4051芯片简介 (11)2.3.3.3 模拟量产生-采集电路 (12)第3章软件系统设计 (13)3.1 系统程序流图 (13)3.2 简介KeilUvision2 (13)3.3 关键程序示例 (14)3.3.1 AD0832采集程序 (14)3.3.2 串行发送程序 (15)结论 (17)参考文献 (18)致谢 (19)附录1 电路原理图 (20)附录2 程序清单 (21)第1章绪论1.1 研究背景及其目的意义近年来,数据采集及其应用受到了人们越来越广泛的关注,数据采集系统也有了迅速的发展,它可以广泛的应用于各种领域。
基于单片机的八路数据采集系统(一)摘要:单片机数据采集系统是计算机在工业控制中最为普遍的应用系统¸它的任务是采集生产过程中的各种工况参数经过处理后送入内存储器,CPU再对这些参数数据进行分析,运算和处理。
本系统设计一个单片机系统,负责数据的采集和显示,设计一个多路数据输入输出系统,实现8路输入和输出。
采用89C51系列单片机、ADC0809、LED数码管等芯片实现硬件仿真,采用汇编语言。
最后硬件电路在Proteaus下仿真实现。
关键词:数据采集;8路输入输出;LED显示。
0.前言随着科学技术的进步,人们越来越多地用计算机来实现控制系统,因此,充分理解计算机控制系统是十分重要的。
计算机控制系统的工作原理可归纳为以下三个步骤:1.实时数据采集:对来自测量变送装置已的被控量的瞬时值进行检测和输入。
2.实时控制决策:对采集到的被控量进行分析和处理,并按已定的控制规律,决定将要采取的控制行为。
3.实时控制输出:根据控制决策,适时地对执行机构发出控制信号,完成控制任务。
工业控制机包括硬件和软件两部分:硬件包括主机板、内部总线和外部总线、人-机接口、系统支持板、磁盘系统、通信接口、输入输出通道。
软件包括系统软件、支持软件和应用软件。
本系统设计一个单片机系统,负责数据的采集和显示,设计一个多路数据输入输出系统,实现8路输入和输出。
采用89C51系列单片机、ADC0809、LED数码管等芯片实现硬件仿真,采用汇编语言。
最后硬件电路在Proteaus下仿真实现。
1.基单片机的八路数据采集的基本理论基于单片机的八路数据采集电路的主要原理是:通过电位计控制输入信号(电压值)的幅值,经单片机对八路信号进行实时同步采样,并用键盘选择通道控制LED显示八路数据采集结果。
本课题只要掌握单片机与ADC0809,LED数码管的接口方式,ADC0809的工作原理,LED数码管的驱动原理,就能实现Proteus仿真。
2.方案设计数据采集电路的原理框图1所示。
班级050811学号08081068题目:基于RS232接口的数据采集分析系统研究学院:技术物理学院专业:电子科学与技术学生姓名:于硕摘要摘要RS232接口作为计算机通讯的一个标准接口在设备的通信传输,控制和状态监测等领域具有广泛的应用。
本文首先介绍了在windows下对串口的控制,并使用API设计软件控制串口实现收发数据、指令。
最后,根据需求,利用Visual Studio 2010设计上位机软件对基于RS232接口的激光功率计实现控制,数据采集以及实时分析。
关键字:串口RS232 上位机ABSTRACTABSTRACTRS232 interface as standard computer communication interface is widely used in the device's data transmission, control and status monitoring.This paper first introduced how to control of the serial port under Windows, then use API to design software to control serial port sending, receiving data and instruc-tions. Finally, according to the demand, we designed PC software by Visual Studio 2010 to control a laser power meter based on RS232 interface, realized data acquisition and real-time analysis.Keywords: SerialPort RS232 PC Software目录目录绪论 (1)0.1关于数据采集 (1)0.2数据采集分析系统概述 (2)第一章RS232接口 (5)1.1 关于串行传输 (5)1.2 RS232接口简介 (6)1.3 串口通信原理 (7)1.4 RS-232串口通信基本方法 (8)第二章Windows下串口通信的实现 (11)2.1 概述 (11)2.2 MSComm控件介绍 (11)2.3 Windows API 串口编程 (13)第三章3-Σ激光功率计的操作方法 (15)3.1 指令、数据的基本格式要求 (15)3.2 功率计的基本命令及使用 (15)3.3 功率计常用命令一览 (16)第四章数据采集上位机软件的设计 (19)4.1 程序通信核心:TSigma类 (19)4.2 程序主要功能的设计 (24)第五章程序功能的测试 (31)第六章结束语 (35)参考文献 (37)附录程序部分代码 (39)TSigma 类 (39)程序的视类(View类) (48)程序的文档类(Document类) (60)绪论 1绪论0.1 关于数据采集自从人类开始对自然界开始认识以来,就有了测量、记录。
基于单片机的模拟量数据采集系统设计摘要随着计算机技术的飞速发展和普及,数据采集系统也得到了广泛的应用。
微机在通用自动化、信息处理、信息系统等方面得到广泛的应用。
在冶金、化工、医疗等应用场合,需要对很多信号进行采集,预处理,暂存和对上位机的传输。
再由上位机对数据进行分析处理。
本文设计的模拟量采集系统采用上位机、下位机通信方式运行。
由上位机实现对下位机的控制和数据采集的显示,下位机实现模拟量的采集过程。
下位机硬件设计采用AT89C52单片机为控制核心,采用ADC0808将模拟量进行转化为数字量进行采集,完成了模拟量采集系统的硬件设计。
采用RS-232进行串口通信。
结果证明,该设计方法可行,实现了离散量采集系统的自动化,克服了传统数据采集的弊端,应用具有良好的前景和使用价值。
关键词:模拟量采集系统;单片机;通信AbstractAlong with the rapid development of computer technology and popularization, data acquisition system is also widely application. Microcomputer is widely applied in general automation, information processing and information system etc . Signal acquisition, pretreatment, temporary and PC transmission is needed by metallurgy, chemical, medical care and other applications。
The design is a discrete variables acquisition system with upper and lower operating mode. The PC machine controls the lower machine and display the date, and the lower machine realizes data collection. Hardware design of digital machines AT89C52 single-chip design Used for RS-232 serial communication, you can relay through the computer to control the realization of the bright lights out billiards control and manual control switch can monitor. The results proved that the design method is feasible to achieve a billiards automated agency management system to overcome the drawbacks of traditional management methods, the application system; communication目录1 绪论 (1)1.1 课题背景 (3)1.2 课题相关技术 (4)1.3 课题任务及要求 (9)1.4 课题内容及安排 (10)2 系统方案设计 (12)2.1 方案设计原则 (12)2.2 方案设计 (13)3 系统硬件设计与设备选型 (15)3.1 单片机模块 (15)3. 1.1 AT89C52介绍 (16)3.1.2 单片机最小系统 (27)3.2 AD转换模块 (30)3.2.1 AD转换 (30)3.2.2 ADC0808介绍 (30)3.3 输入模块 (35)3.4 串口模块 (36)3.5 电源模块 (41)3.6 设备选型 (43)4 系统软件设计与实现 (44)4.1 软件编程介绍 (45)4.2 系统软件方案设计 (48)4.2.1上位机设计部分 (48)4.2.2 下位机设计部分 (50)5 系统集成与调试 (51)5.1 Keil软件开发平台介绍 (51)5.2 调试分析 (52)5.3 调试步骤 (53)5.4 故障调试及解决方式 (54)5.5 联调结果 (55)结论 (56)社会经济效益分析 (57)参考文献 (59)致谢 (62)附录Ⅰ原理图 (64)附录Ⅱ元器件清单 (65)附录Ⅲ程序清单 (66)1 绪论目前单片机渗透到我们生活的各个领域,几乎很难找到哪个领域没有单片机的踪迹。
西南科技大学课程设计报告课程名称:____________设计名称:_____________姓名:__________________________学号:_________________________ 班级:____________________________ 指导教师:________________________起止日期:__________________课程设计任务书学生班级:______ 学生姓名:学号: _设计名称:_________________________________________________ 起止日期:_____________________ 指导教师:________________课程设计学生日志课程设计考勤表课程设计评语表指导教师评语:成绩: _________________ 指导教师:______________32路数据采集系统设计一、 设计目的和意义本设计主要完成了基于AT89S51单片机控制的为实现一个满足多路开关选 通逻辑计算、放大器增益计算、中断请求工作、单双端可以切换的系统。
其意义是对多路数据采集系统有了更加深入的理解,能够通过设计要求完成 设计相关的原理和相关设计计算。
二、 设计原理本设计用单片机控制多路数据采集系统,本文着重介绍该系统的工作原理及 硬件与软件设计,本设计的主要组成如下:(1) 多路数据输入单元。
(2) 采样保持电路的A/D 转换单元。
(3) 硬件和单片机的连接电路。
(4) 单片机输出的数据锁存和 D/A 转换单元。
系统总框图如图所示:多路数据采集系统的方案及总体设计,包括主体电路的设计和单片机控制电 路的设计(要用到单片机的控制整个系统),因此要完成单片机应用系统的硬、 软件设计并完成软件调试,以满足整个系统的要求。
整个系统的设计包括硬件设计和软件设计两部分。
硬件设计包括: ① 模拟多路开关电路 ② 运算放大电路 ③ 采样保持电路系统原理框图传感器计算机④模数转换电路⑤硬件和单片机的连接电路⑥数模转换电路⑦转换开关保护电路软件设计包括:①主程序②A/D 和D/A 转换程序③多路开关控制程序④I/O 接口控制程序本次设计着重阐述硬件方面的设计流程及方法三、详细设计步骤1、硬件部分设计多路数据采集系统的硬件部分分为多路数据输入部分,采样保持部分,A/D 转换部分,硬件和单片机的连接电路部分,D/A 转换部分。
基于单片机的八路数据采集系统摘要:单片机数据采集系统是计算机在工业控制中最为普遍的应用系统¸它的任务是采集生产过程中的各种工况参数经过处理后送入内存储器,CPU再对这些参数数据进行分析,运算和处理。
本系统设计一个单片机系统,负责数据的采集和显示,设计一个多路数据输入输出系统,实现8路输入和输出。
采用89C51系列单片机、ADC0809、LCD1602等芯片实现硬件仿真,采用C语言编程。
最后硬件电路在Proteaus下仿真实现。
关键词:数据采集;8路输入输出;LCD。
一、方案设计数据采集电路的原理框图1所示。
图1 数据采集电路的原理框图根据设计要求,采用的方案如下:硬件部分实现对8路数据采集和显示的功能,包括MCS-51单片机、ADC0809、LCD1602;软件部分实现单片机对8路输入数据的采集以及对LCD的显示操作。
主要设计思想:单片机P1与ADC0809相连,P0与LCD连接。
模拟信号通过IN0——IN7输入到ADC0809中转换为数字信号,P1获得此值后,经过处理得到每位的数据后,通过P2口写数据到LCD屏上。
二、硬件电路设计(一)MCS51单片机MCS-51单片机的内部资源主要有并行I/O接口、定时器/计数器、串行接口以及中断系统。
I/O接口51系列单片机有4个8位并行的I/O端口:P0、P1、P2、P3口。
这4个口既可以并行输入或输出8位数据,又可以按位方式使用,即每一位均能独立作为输入或输出接口用。
定时器/计数器电路1.MCS-51单片机有两个16位的可编程定时/计数器:定时/计数器T0和定时/计数器T1。
2.每个定时/计数器既可以对系统时钟计数实现定时,也可以对外部信号计数实现计数功能,这些功能都是通过编程设定来实现的。
3.每个定时/计数器有多种工作方式,其中T0有四种工作方式;T1有三种工作方式,T2有三种工作方式。
通过编程可设定工作于某种方式。
4.每一个定时/计数器定时计数时间到时产生溢出,使相应的溢出位置位,溢出可通过查询或中断方式来处理。
RS232多路数据采集系统资源简介
一、硬件资源示意图。
清海电子制作
清海电子制作
二、硬件系统资源简介。
1、两路AD采集,串行ADC0832器件,8位精度,步进电压约等于0。
02V,采集的电压通
过RS232上传到上位机显示,其中一路电压显示为电流格式(采样电阻为1欧姆,U=IR)。
2、温度采集,18B20采集温度数据上传到上位机显示。
3、24C02铁电数据存储器,可通过上位机向X地址写入Y数据,可读取X地址的数据进行
显示。
4、三只LED灯,可通过上位机直接控制LED的亮与灭,并可以通过定时输出功能设置定时
输出控制LED闪烁,最小设定时间为1秒。
5、两路继电器控制,可通过上位机直接控制每路继电器的通与断,并可以通过定时输出功能
使继电器在设定时间间隔内不停开关切换。
6、MC34063升压备用电源,电路实现将系统供电的5V电源升压至12V,以供电给扩展的其
它电路使用,但负载的电流限制在100MA以下,超载将损坏升压L线圈。
7、MAX232串口,此部分电路负责本系统的数据传输。
三、 软件系统资源简介。
1、IO控制界面,可通过上位机按钮直接控制单片机IO所连接的设备,如下图所示:
按钮“Time“可进入以下界面,可通过设定使LED或继电器以设定的时间间隔进行高低电平交替控制。
2、24C02数据读写界面,可通过软件对24C02的某地址进行数据的写入和读出显示,如下图:
3、电压和温度数据采集,可以显示单片机采集的电压和温度数据,如下图所示:。
基于RS-232数据自动采集系统作者:左铁军来源:《电脑知识与技术》2009年第15期摘要:该文介绍了如何利用RS-232通信实现集散系统(DCS)所涉及的工业控制参数自动进入信息网局域网中,实现工业数据共享。
关键词:集散系统;RS-232;μXL;MSComm控件;网局域中图分类号:TP391 文献标识码:A 文章编号:1009-3044(2009)15-4002-02Acquisition System Automatically Based on RS-232 DataZUO Tie-jun(Smelter in Shaoguan, Shaoguan 512024, China)Abstract: This paper introduces how to use RS-232 communication distribution system (DCS) of the parameters which involved in automatic industrial control network, access to information networks, the sharing of industrial data.Key words: distribution system; RS-232; μXL; MSComm control; network of local1 引言ISP铅锌密闭鼓风炉冶炼,分为烧结、鼓风炉熔炼两大工艺环节,其中烧结主要是为鼓风炉熔炼提供合格的烧结块。
μXL在这两个环节中有广泛应用,随着生产高速发展,也伴随着信息网络、工业自动化的高速发展,形成了韶冶μXL应用所涉及的过程控制工艺参数庞大数据,本文就如何利用RS-232通信做到集散系统(DCS)所涉及的工业控制参数自动进入信息网局域网中,实现工艺数据共享,为指导生产创造条件。
2 关键技术μXL系统是以操作站为中心,由控制单元(MFCD双重化型、MFCU型、MFCN型)、输入输出扩展单元、信号变换器和RL总线等构成,与信息网局域网做数据交换主要是通过μX操作站(MOPL)上的RS81模块的RS-232实现。
目录摘要............................................... 错误!未定义书签。
1 系统设计分析 (2)1.1设计目的 (3)1.2设计要求 (3)1.3设计的内容 (3)2系统方案的设计及控制规律的选择 (4)2.1系统控制方案 (3)2.2系统结构框图 (4)3仪表与模块的选择 (4)3.1仪器仪表的选择 (4)3.2模块的选择.................................... 错误!未定义书签。
4 组态画面设计..................................... 错误!未定义书签。
4.1组态王简介................................... 错误!未定义书签。
4.2组态软件设计................................. 错误!未定义书签。
4.3组态画面..................................... 错误!未定义书签。
5 组态程序设计...................................... 错误!未定义书签。
5.1PID控制算法 ................................. 错误!未定义书签。
5.2PID控制算法流程图 ........................... 错误!未定义书签。
5.3PID脚本程序 .................................. 错误!未定义书签。
6组态王标记名字典.................................. 错误!未定义书签。
7 系统调试过程...................................... 错误!未定义书签。
总结............................................... 错误!未定义书签。
基于VisualBasic与RS232串行通信的数据采集系统-机械制造论文基于VisualBasic与RS232串行通信的数据采集系统撰文/ 江苏徐州工程机械研究院陈新春闫乃晴齐伟王灿目前,诸如液压缸缸筒、活塞杆和振动轮等工程机械核心零部件精度要求越来越高。
在生产过程中,检测工序已经不可忽视。
遗憾的是,许多关键工序涉及的待检测形面复杂,尚无检测手段。
随着技术的进步,基于激光位移传感器,开发专有检测仪器是实现工程机械核心零部件关键工序质量监控的有效途径。
激光位移传感器由激光器、激光检测器和测量电路组成,能够精确非接触测量被测物体的位置、位移等变化。
在开发激光检测装置时,如何准确有效地获得激光位移传感器检测值是关键的研究内容。
针对该问题,本文结合串行端口技术,提出一种基于Visual Basic 与RS 232 串行通信的数据采集系统。
通过Visual Basic 通信控件MSComm 与串行端口RS 232,建立激光位移传感器与工控机的通信渠道。
采用Visual Basic 开发激光位移传感器数据采集软件界面和算法。
应用Excel工具建立存储检测数据的数据库。
与激光位移传感器测试软件比较,验证上述研究的有效性。
一、通信软件与串口选择VB6.0 是一种功能强大的程序设计语言,适用于设计程序界面。
它不仅保留了Basic 语言的全部功能,还增加了面向对象程序设计功能,相较于VC,其操作简单,运行速度较快。
MSComm 是VB 与激光位移传感器之间实现通信的的ActiveX 控件。
利用MSComm 控件,设计串口通信程序主要涉及表1 所示属性。
在本研究中,主要的属性参数设置为:(1)InputMode=0,取回文本数据。
(2)InputLen=0 表示一次接收完缓冲区中的所有数据,其他参数可根据其含义进行相应设置。
为了简化数据采集系统,项目组采用的RS 232 是目前广泛应用的一种9 芯接口。
具体如图1 与表2 所示。
目录【摘要】.................................................................................................................................... - 2 -一、实验任务及要求........................................................................................................... - 3 -1)实验任务.................................................................................................................................. - 3 -2)实验要求 .............................................................................................................................. - 4 -二、系统硬件电路设计 ..................................................................................................... - 4 -三、软件功能模块的设计................................................................................................ - 5 -1)AD-DA模块的编写 ..................................................................................................... - 6 -2)按键、LED程序的嵌入............................................................................................ - 7 -3)串口程序的设计与加入............................................................................................. - 7 -四、遇到的问题及解决方案 .......................................................................................... - 8 -五、系统调试顺序 ................................................................................................................ - 8 -六、实验总结及感想................................................................................. 错误!未定义书签。
电子与信息工程学院毕业设计(论文)论文题目:基于RS232数据采集系统设计学生姓名:熊璐学号: 053621045 专业:电子信息科学与技术方向:指导教师:李泽平2009年5月 10日目录摘要 (2)关键字 (2)1绪论 (3)1.1系统开发背景 (3)1.2 端口技术应用展望 (3)1.3 课题研究目的与意义 (3)2系统的硬件设计 (4)2.1 系统的结构框图 (4)2.1.1 数据采集 (4)2.1.2 晶振电路 (5)2.1.3 单片机复位 (5)2.1.4 字符显示模块 (6)2.1.5 串口通信 (7)2.2 系统连线图 (8)2.3 系统的工作原理 (8)3系统的软件设计 (9)3.1 单片机的中断 (9)3.1.1实现单片机的中断 (9)3.1.2 单片机中断过程 (10)3.2 单片机定时器 (11)3.2.1 定时器控制寄存器TMOD (11)3.2.2 定时工作方式0 (11)3.3 系统程序流程图 (11)结束语 (14)致谢 (15)参考文献 (16)附录 (17)附录A 单片机串口通信程序清单 (17)附录B 系统原理图 (19)基于RS232数据采集系统设计学生:熊璐指导老师:李泽平咸宁学院电子与信息工程学院湖北咸宁 437100摘要:本文从串行接口及其通信的基础知识入手,阐述了基于RS232的数据采集系统的设计。
全文数据采集系统的设计、数据采集终端的硬件设计、软件的设计三部分组成。
综合论述系统的功能设计和原理,并介绍了数据采集系统的发展背景、单片机技术、RS232串行接口通信,给出了系统整体构架。
分析了数据采集系统的功能,采用软硬件相结合的方法完成数据的采集和显示功能。
关键字:RS232;数据采集;单片机Abstract:This article from the serial interface and start with the basics of communication on the RS232-based data acquisition system design. The full text of the data acquisition system design, data collection terminal hardware design, software design is composed of three parts. A synthesis of system design and theory, and presented the data acquisition system development background, single-chip technology, RS232 serial interface communication, given the overall framework of the system. Analysis of the data acquisition system using a combination of hardware and software methods of data collection and display.Keywords:RS232;Data Acquisition;Singel-chip1绪论串行通信接口标准经过使用和发展,目前已经有几种。
毕业设计(论文)题目:基于RS-232的8位数据采集系统(电路设计)【摘要】以AT89C2051单片机为核心,采用串行A/D转换器,设计一个串行数据采集/传输模块。
系统对模拟信号进行现场同步检测信号,经过滤波处理,输入到多路开关,用锁存器和译码器进行地址锁存和译码。
经过模数转换器后,送入单片机。
为使传输的距离增长,提高信号的准确性,采用基于RS-232的芯片,然后再与PC机相连。
【关键词】AD转换数据采集【Abstract】To AT89C2051 as the core, using the Serial A / D converters. Design a serial data collection / transmission module. Analog signal system on-site synchronous detection signal after amplification and filtering, multi-channel input to the switch, with latches and decoder for decoding and address latches. After Analog to Digital, into the MCU. To enable the transmission distance growth, and improving the accuracy of signals, based on the RS-232 chip. then connected with the PC.【Key Words】AD converter Data Acquisition目录1概述 (1)2电路工作原理及说明 (2)2.1 电路工作原理 (2)2.2 原理框图 (3)3信号调理和数据采集各部分电路及元器件介绍 (3)3.1 信号调理电路 (3)3.2 数据采集电路 (4)3.2.1 数据采集保持电路 (4)3.2.2 多路模拟开关 (6)4 AD转换部分电路及元器件介绍 (9)4.1 AD转换器ADC0809 (9)4.1.1 A/D转换器的选取 (9)4.1.2 ADC0809内部功能与引脚介绍 (10)4.1.3 ADC0809的时序逻辑 (13)4.2 AT89C2051芯片 (14)4.2.1 AT89C2051的概括功能 (15)4.2.2 AT89C2051的结构 (16)4.2.3 AT89C2051的引脚说明 (16)4.2.4 AT89C2051的振荡器和专用寄存器特性 (17)5 通信电路及元器件介绍 (18)5.1 MAX232芯片 (18)5.2 RS-232接口标准 (20)5.2.1 RS-232串行接口标准 (20)5.2.2 RS-232的电气特性 (21)6 基于RS-232的8位数据采集系统电路图及其原理说明 (22)7 总结 (23)8 参考文献 (23)1 概述数据采集是对一个或多个信号获取对象信息的过程。
数据采集器是一种具有实验室或现场进行实时数据采集、自动存储记录、信号预处理、即时显示、即时状态分析、自动传输等功能的自动化设备。
本文主要介绍了数据采集系统的最新发展、系统并行串行总线接口、系统通信的新技术、国内外常用的数据采集器及不同采集器的特点和存在的问题。
随着计算机技术的飞速发展和普及,数据采集系统在多个领域有着广泛的应用。
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。
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.计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。
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。
在毕业设计中对多路数据采集系统作了基本的研究。
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 电路工作原理及说明2.1 电路工作原理(叙述框图的原理)本课题要求以单片机为控制器,在接受到上位机的命令后,对2通道模拟信号作数据采集并进行8位转换,采集到的数据以中断方式接入内存,并送到上位机,进行处理。
由于信号比较多,计算机不可能把这些信号同时接收,因此需要由多路开关进行通道转换,分时地把信号送到采样/保持器(S/H)、A/D转换器,把模拟量转换成数字量,然后送到计算机。
智能化A/D板中,单片机完成数据的采集、滤波和非线性补偿等,主计算机只将其作为一个I/O口,每隔一定的时间,读其一次数据,因而大大减轻了主机的负担,提高了系统的扩展能力。
这样的智能化A/D板自身就是一个小的数据采集系统。
模拟量输入通道的主要任务就是把被测参数进行采集,并转换成数字量,以便使用微型机进行处理、显示或打印。
完成这一任务的核心部件是A/D转换器。
在选择系统结构时,必须认真考虑以下问题:参数变化的速率、分辨率、精度和参数的通道数等,根据系统的不同要求,选择不同的结构形式。
单通道的转换比较简单,主要视其变化速度决定是否需要采样/保持器,并根据所要求的分辨率及精度选择合适位数的A/D转换。
多通道的数据转换系统则根据不同的要求,采用不同的结构形式。
正个系统受AT89C2051芯片的控制,定时器用来产生定时信号,因为一般模拟信号的采集都是每隔一段时间进行的,利用AT89C2051的片内定时/计数器配合,用相应的软件就可以完成该功能。
外扩的ROM是用来存放用户程序,也就是系统的控制程序。
串行通信,所传送的各位按顺序一位一位地发送或接收。
在串行通信仅需一到两根传输线即可。
异步方式,串行通信的数据或字符是分为一帧一帧地传送地,在异步通信中,一帧数据先用一个起始位“0”表示字符地开始,然后是5到8位数据即该字符地代码,规定低位在前,高位在后,最后一个停止位“1”表示字符地结束。
由于异步通信每传送一帧有固定格式,通信双方只需按约定的帧格式来发送和接收数据,还能利用校验位检测错误。
通过对地址的选择,对不同的地址,地址开关选通不同的模块,从而达到分布式数据采集。
2.2 原理框图3 信号调理和数据采集各部分电路及元器件介绍数据采集与传输系统一般由信号调理电路,多路开关,采样保持电路,A/D,单片机,电平转换接口,接收端(单片机、PC或其它设备)组成。
本个课题研究的是以AT89C2051为核心,采用串行A/D转换器,设计一个串行数据采集/传输模块。
这个模块有以下几个重要电路组成:信号调理电路,多路开关,采样保持电路,串行A/D转换电路,串口通信电路这几个重要部分组成。
3.1 信号调理电路信号调理的任务将被测对象的输出信号变换成计算机要求的输入信号。
对于多通道数据采集系统的输入通道,设置多路选择开关,可降低硬件开销。
如图2所示。
为避免小信号通过模拟开关造成较大的附加误差,在传感器输出信号过小时,每个通道应设前置放大环节(本课题可不加以考虑)。
3.2 数据采集电路把连续变化量变成离散量的过程称为量化,也可理解为信号的采样。
把以一定时间间隔T逐点采集连续的模拟信号,并保持一个时间t,使被采集的信号变成时间上离散、幅值等于采样时刻该信号瞬时值的一组方波序列信号,即采样信号。
3.2.1 数据采集保持电路我们在这里为了简便将使用芯片LF398来实现数据采集保持。
LF398集成电路:它具有采样和保持功能,它是一种模拟信号储存器,在逻辑指令控制下,对输入的模拟量进行采样和寄存。
图3是该器件的顶视图。
各引脚端的功能是:①和④端分别为VCC和VEE电源端。
电源电压范围为正负5V~正负15V。
②端为失调调零端。
当输入Vi=0,且在逻辑输入为1采样时,可调节(2)端使V o=0。
③端为模拟量输出端。
⑤端为输出端。
⑥端为采样保持电容CH端。
⑦端为逻辑基准端(接地)。
⑧端为逻辑输入控制端。
该端电平为1时采样,为0时保持。
LF398内部电路结构原理和典型电路如图4和图5所示。
当8端为“1”电平时,使LF398的内部开关闭合,此时A1和A2构成1:1的电压跟随器,所以,V o=Vi,并使CH迅速充电到V o =Vi,并使CH迅速充电到Vi,电压跟随器A2输出的电压等于CH上的电压。
当8端为“0”电平时,内部开关断,输出电压V o。
值为控制端8由“1”跳到“0”时CH上保持的电压,以实现保持目的。
端8的逻辑输入又次为“1”、再次采样时,输出电压跟随变化。
3.2.2 多路模拟开关多路模拟开关的作用主要是用于信号切换,如在某一时刻接通某一路,让该路信号输入而让其他路断开,从而达到分时进行多通道检测的目的。
理想的多路开关其开路电阻无穷大,而接通时的导通电阻为零。
此外,还需要切换速度快、噪声小、寿命长、工作可靠。
①常用的多路开关Ⅰ机械触点式多路开关:这类开关主要有干簧继电器、水银继电器和机械振子式继电器等。
其特点是:断开电阻大,导通电阻小,寿命长,输入电压,电流容量大,动态范围宽。
主要缺点是:体积大,切换频率低,在通断时存在抖动现象。
因此一般用于低速、高精度检测系统中。