2 基于单片机的模拟量采集设计(任务书)

单片机课程设计任务及要求第一篇：单片机课程设计任务及要求13Z机制《单片机课程设计》任务书及要求一、本课程设计的目的和意义通过课程设计使学生深入理解单片机的基本结构和工作原理。

掌握单片机系统常用接口的设计及扩展方法。

掌握汇编语言程序设计和程序调试的技巧。

学会单片机应用系统的设计与开发，培养学生分析问题和解决问题的能力。

为学生将来在机械设计制造及其自动化及其他领域应用单片机技术打下良好基础。

二、设计任务及要求1.硬件设计：根据所选题目要求，完成基于单片机的完整硬件接口电路设计。

2.程序设计：根据需要画出程序流程图，设计出全部汇编程序并给出程序设计说明和程序注释。

3.设计文件：设计报告字数约4000~5000字（不包括程序清单），内容及格式要求如下：（1）报告内容的一般安排λ目录（1页）λ前言（1页）：说明所选题目的、当今应用说明、对课题的理解，及要解决的问题和课题的意义。

λ总体方案设计（3~4页）：通过列举和分析若干可行技术方案、原理，从中选定可行最优设计方案，给出组成原理（框图）及技术路线。

λ硬件设计（4~8页）：元器件选择与必要的介绍；单片机硬件系统及外围接口电路的设计，原理说明。

系统总电路图可占完整一页。

λ软件设计（6~10页）：设计各功能子程序、中断服务程序，及主程序，程序中应有必要的注释。

对于复杂程序结构可先绘制程序流程图。

λ设计小结（1页）：对设计中所存在的问题和不足进行分析和总结，提出建议、解决的方法和对这次设计实践的认识、收获和提高。

参考文献（1页）（2）设计报告书写要求以班级为单位购买徐师大标准的课程设计报告本，人手一册。

课程设计报告本应双面书写，每页的文字部分不得少于16行、每行不少于22字。

若整页为汇编语言程序，则该页不得少于20行。

设计说明书中插图总数不宜超过10个，插图可包括元器件图、单片机系统硬件电路图、程序流程图等，插图大小及所占篇幅根据线条密度定，线条不能太稀疏。

插图上下之外部不得留有超过一行文字高度的空白行。

一、设计目的通过课程设计使学生更进一步掌握单片机原理及应用课程的有关知识，提高应用单片机解决问题的能力，加深对单片机应用的理解。

通过查阅资料，结合所学知识进行软、硬件的设计，使学生初步掌握应用单片机解决问题的步骤及方法。

为以后学生结合专业从事单片机应用奠定基础。

二、设计的原始资料及依据8031单片机、模/数转换芯片ADC0809的使用方法、模/数转换芯片ADC0809的接口扩展、程序设计及调试方法、LED指示灯、8031与LED接线；三、设计的主要内容及要求（1）用发光二极管显示采样结果，并随采样值变化。

（2）再用一个发光二极管：当所采样的模拟量大于3V时，发光管亮，否则灭。

四、对设计说明书撰写内容、格式、字数的要求1.课程设计说明书（论文）是体现和总结课程设计成果的载体，一般不应少于3000字。

2.学生应撰写的内容为：目录、正文、参考文献等。

课程设计说明书（论文）的结构及各部分内容要求可参照《沈阳工程学院毕业设计（论文）撰写规范》执行。

应做到文理通顺，内容正确完整，书写工整，装订整齐。

3.说明书（论文）手写或打印均可。

手写要用学校统一的课程设计用纸，用黑或蓝黑墨水工整书写；打印时按《沈阳工程学院毕业设计（论文）撰写规范》的要求进行打印。

4. 课程设计说明书（论文）装订顺序为：封面、任务书、成绩评定表、目录、正文、总结、参考文献。

五、设计完成后应提交成果的种类、数量、质量等方面的要求；提交课程设计说明书一份。

在说明书中要有设计原理、硬件电路接线图、设计的程序及必要注释等。

六、时间进度安排；沈阳工程学院单片机原理及应用课程设计成绩评定表系（部）：自动控制工程系班级：电自101 学生姓名：张伟摘要本文介绍了基于单片机的数据采集的硬件设计和软件设计，数据采集系统是模拟域与数字域之间必不可少的纽带，它的存在具有着非常重要的作用。

本文介绍的重点是数据采集系统，而该系统硬件部分的重心在于单片机。

数据采集与通信控制采用了模块化的设计，数据采集与通信控制采用了单片机AT89S52来实现，硬件部分是以单片机为核心，还包括A/D模数转换模块，显示模块，和串行接口部分。

单片机数据采集课程设计一、课程目标单片机数据采集课程设计旨在让学生掌握以下知识目标、技能目标和情感态度价值观目标：1. 知识目标：（1）理解单片机的原理和功能，掌握其内部结构和基本工作原理；（2）了解数据采集的基本概念，掌握常用传感器的工作原理和接口技术；（3）掌握单片机与传感器之间的数据传输和处理方法。

2. 技能目标：（1）能够运用所学知识设计简单的数据采集系统，完成传感器与单片机的连接和编程；（2）具备分析数据采集过程中出现的问题，并提出解决方案的能力；（3）能够使用相关软件对数据采集系统进行调试和优化。

3. 情感态度价值观目标：（1）培养学生对单片机及数据采集技术的兴趣，激发其探索精神；（2）培养学生团队协作意识，提高沟通与协作能力；（3）使学生认识到单片机数据采集技术在工程实践中的应用价值，增强其社会责任感。

本课程针对高年级学生，他们在前期课程中已具备一定的电子技术和编程基础。

课程性质为理论与实践相结合，注重培养学生的实际操作能力和解决问题的能力。

在教学过程中，教师需关注学生的个体差异，提供针对性的指导，确保学生能够达到预期的学习成果。

通过本课程的学习，学生将能够独立完成单片机数据采集系统的设计、搭建和调试，为后续相关课程和实际应用打下坚实基础。

二、教学内容根据课程目标，教学内容主要包括以下几部分：1. 单片机原理与结构- 教材章节：第1章 单片机基础- 内容：单片机的基本概念、内部结构、工作原理及指令系统。

2. 常用传感器及其接口技术- 教材章节：第2章 传感器与接口技术- 内容：温度传感器、湿度传感器、光敏传感器等的工作原理及接口技术。

3. 数据采集系统设计- 教材章节：第3章 数据采集与处理- 内容：数据采集的基本概念、模数转换器（ADC）的原理与应用、数据传输与处理方法。

4. 单片机编程与调试- 教材章节：第4章 单片机编程与调试- 内容：单片机编程语言（C语言）、编程技巧、程序下载与调试方法。

关于单⽚机模拟信号采集⼀些⽅法关于单⽚机模拟信号采集⼀些⽅法2010-10-15 22:51单⽚机系统采集的信号有模拟电压信号、模拟电流信号、PWM信号、数字逻辑信号等。

现在，绝⼤多数传感器输出的信号都是模拟信号量，电流和电压。

所以模拟信号的采集应⽤最为⼴泛，处理过程也相对复杂。

相⽐于模拟信号，PWM信号和数字逻辑信号的采集⽐较直接，单⽚机能够直接处理这类信号，⽆需额外的器件进⾏信号转换。

这⾥的模拟信号是指电压和电流信号，对模拟信号的处理技术主要包括模拟量的选通、模拟量的放⼤、信号滤波、电流电压的转换、V/F转换、A/D转换等。

1．模拟通道选通单⽚机测控系统有时需要进⾏多路和多参数的采集和控制，如果每⼀路都单独采⽤各⾃的输⼊回路，即每⼀路都采⽤放⼤、滤波、采样/保持，A/D等环节，不仅成本⽐单路成倍增加，⽽且会导致系统体积庞⼤，且由于模拟器件、阻容元件参数特性不⼀致，对系统的校准带来很⼤困难；并且对于多路巡检如128路信号采集情况，每路单独采⽤⼀个回路⼏乎是不可能的。

因此，除特殊情况下采⽤多路独⽴的放⼤、A/D外，通常采⽤公共的采样／保持及A／D转换电路(有时甚⾄可将某些放⼤电路共⽤)，利⽤多路模拟开关，可以⽅便实现共⽤。

在选择多路模拟开关时，需要考虑以下⼏点：（1）通道数量通道数量对切换开关传输被测信号的精度和切换速度有直接的影响，因为通道数⽬越多，寄⽣电容和泄漏电流通常也越⼤。

平常使⽤的模拟开关，在选通其中⼀路时，其它各路并没有真正断开，只是处于⾼阻状态，仍存在漏电流，对导通的信号产⽣影响；通道越多，漏电流越⼤，通道间的⼲扰也越多。

（2）泄漏电流在设计电路时，泄漏电流越⼩越好。

采集过程中，信号本⾝就⾮常微弱，如果信号源内阻很⼤，泄漏电流对精度的影响会⾮常⼤。

（3）切换速度在选择模拟开关时，要综合考虑每路信号的采样速率、A/D的转换速率，因为它们决定了对模拟开关的切换速度的要求。

（4）开关电阻理想状态的多路开关其导通电阻为零，⽽断开电阻为⽆穷⼤，⽽实际的模拟开关⽆法到这个要求，因此需考虑其开关电阻，尤其当与开关串联的负载为低阻抗时，应选择导通电阻⾜够低的多路开关。

电子信息工程《单片机课程设计》研究报告基于单片机的信号采集及控制系统设计学生姓名：王国栋学生学号：20124075103指导教师：田芳明所在学院：信息技术学院专业班级：电子12中国·大庆2015年6月信息技术学院课程设计任务书信息院电子信息工程专业 2012 级，学号 20124075103姓名王国栋一、课程设计课题：基于单片机的信号采集及控制系统设计二、课程设计工作日自 2015年6月18日至 2015 年 7月 3 日三、课程设计进行地点：信息馆320四、程设计任务要求：1.课题来源:老师下发2.目的意义:提高学生的动手能力，锻炼专业技能。

增强动手解决问题的能力。

3.基本要求:采用单片机实现8路模拟量传感器信号检测，模拟量传感器采集的物理参数可自行选择，在LCD中实时循环显示采集的物理参数，精度达到±1％，根据精度自选A/D转换芯片或内置A/D的单片机，具有8路开关量继电器输出。

直流稳压电源自行设计。

，辅助电路及元器件自选。

课程设计评审表目录1设计任务要求 (1)2方案比较 (1)3单元电路设计 (1)4元件选择 (5)5整体电路 (10)6.说明电路的工作原理 (12)7困难问题及解决措施 (12)8总结与体会 (13)9致谢 (13)10参考资料 (13)11 程序 (13)1设计任务要求1. 要求o采用单片机实现8路模拟量传感器信号检测（4～20MA信号）。

o模拟量传感器采集的物理参数可自行选择。

o在LCD中实时循环显示采集的物理参数（如、温度、湿度、光照等）。

o精度达到±1％。

o根据精度自选A/D转换芯片或内置A/D的单片机。

o具有8路开关量继电器输出。

o直流稳压电源自行设计。

o辅助电路及元器件自选。

2.规定：o设计硬件线路，用protel画图。

o按单元电路详细说明硬件线路设计思路，元件参数，选取根据。

附详细的元件清单。

o软件设计。

设计物理参数采集，转换和LCD显示、开关量输出控制程序。

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。

基于单片机的多路数据采集系统设计学生：XXX 指导教师：XXX内容摘要：本设计介绍了基于单片机的数据采集的硬件设计和软件设计，数据采集系统是模拟域与数字域之间必不可少的纽带，它的存在具有着非常重要的作用。

本文介绍的重点是数据采集系统，而该系统硬件部分的重心在于单片机。

数据采集与通信控制采用了模块化的设计，数据采集与通信控制采用了单片机AT89S52来实现，硬件部分是以单片机为核心，还包括A/D模数转换模块，显示模块，和串行接口部分。

该系统从机负责数据采集并应答主机的命令。

8路被测电压通过模数转换器ADC0809进行模数转换，实现对采集到的数据进行模拟量到数字量的转换，并将转换后的数据通过串行口MAX232传输到上位机，由上位机负责数据的接受、处理和显示，并用LED数码显示器来显示所采集的结果。

软件部分应用VC++编写控制软件，对数据采集系统、模数转换系统、数据显示、数据通信等程序进行了设计。

关键词：数据采集 89C52单片机 ADC0809 MAX232Data acquisitionAbstract: This article describes the hardware design and software design of the data on which based on signal-chip microcomputer .The data collection system is the link between the digital domain and analog domain. It has an very important function. The introductive point of this text is a data to collect the system. The hardware of the system focuses on signal-chip microcomputer .Data collection and communication control use modular design. The data collected to control with correspondence to adopt a machine 8051 to carry out. The part of hardware’s core is AT89S52, is also includes A/D conversion module, display module, and the serial interface. Slave machine is responsible for data acquisition and answering the host machine.8 roads were measured the electric voltage to pass the in general use mold-few conversion of ADC0809,the realization carries on the conversion that imitates to measure the numeral to measure towards the data that collect .Then send the data to the host machine through MAX232.the host machine is responsible for data and display, LED digital display is responsible display the data. The software is partly programmed with VC++. The software can realize the function of monitoring and controlling the whole system. It designs much program like data-acquisition treatment, data-display and data-communication ect.Keywords:data acquisition AT89C52 ADC0809 MAX232目录前言 (1)1 数据采集 (1)1.1 数据采集系统 (1)1.2 方案论证 (2)1.2.1 A/D模数转换的选择 (2)1.2.2 单片机的选择 (3)1.2.3 串行口的选择 (3)1.2.4 显示部分 (3)1.2.5 按键 (3)2 硬件部分 (5)2.1 主机部分 (5)2.1.2 单片机 (6)2.1.3 LED数码显示器的应用原理 (8)2.2 从机部分 (9)2.2.1 从机的电路原理图设计 (9)2.2.3 模数转换器ADC0809 (12)3 软件部分 (15)3.1 主机程序设计 (15)3.1.1 主程序 (15)3.1.2 向串口发送数据子程序 (16)3.1.3 键盘扫描子程序 (17)3.1.4 LED显示程序 (18)3.1.5 主机串口接受中断子程序 (19)3.2 从机部分程序设计 (20)3.2.1 主程序 (20)3.2.2 从机串口接受中断函数 (20)3.2.3 模数转换子程序ADCON (21)4 调试结果 (22)5 结束语 (22)参考文献： (23)基于单片机的多路数据采集系统设计前言在各种测控系统中，往往需要对一些参数进行测量并送回计算机进行监控及处理，因此多路数据采集系统被广泛应用于各种测控场合。

单片机模拟信号采集系统综合实验（数字电压表的设计）一、实验要求在实验室已有单片机实验系统及仿真器的硬件基础支持下，编程完成一个单片机控制的模拟信号采集系统（数字电压表的设计）。

二、实验目的1、掌握单片机模拟信号采集系统的基本概念。

2、掌握单片机模拟信号采集系统的编程方法。

3、掌握单片机模拟信号采集系统的总体调试及数据处理。

三、实验说明1．利用单片机的片内A/D进行单通道外部模拟电压信号采集(暂定ACH6,ACH7单通道电压信号采集)2．利用单片机的片内A/D进行多通道（暂定ACH6,ACH7双通道）外部模拟电压信号的循环采集，3．利用单片机进行数据处理（软件滤波、数据转换等），4．各通道采集数据在LED（或LCD）上进行实时显示。

5．利用键盘完成单通道、多通道采集功能的转换。

四、实验电路分析80C196单片机是Intel公司生产的MCS96系列单片机中的一种。

MCS196系列单片机是Intel公司继MCS51系列单片机后推出的16位单片机，特别适用于各类自动控制系统，如工业过程控制系统、伺服系统、分布式控制系统等，还适用于一般的信号处理系统、高级智能仪器、高性能计算机外部设备控制器和办公自动控制。

图 4-1 单片机80C196与可编程并行通讯接口8255连接图图 4-2 ：8255与键盘，LED显示管连接根据图4-2可以看出，实验箱上由16个键构成了键盘，该16个键分别与8255的PB口及PC0、PC1连接。

其中， PB口用于读入键值，称为行线，PC口用于输出键盘扫描信号，称为列线。

当PC0、PC1输出均为1，键盘封锁当PC0、PC1分别为0，则可扫描键盘。

通过PB口读入数据，判断所操作的键值。

PC0=0 PC1=1 PB0~PB7分别为0，表示所操作的键码为0~7键PC0=1 PC1=0 PB0~PB7分别为0，表示所操作的键码为8~F键键码组合关系如下：00000010b 11111110B ( 02H FEH) 0 00000010b 11111101B （02H FDH) 100000010b 11111011B ( 02H FBH) 2 00000010b 11110111B ( 02H F7H) 300000010b 11101111B ( 02H EFH) 4 00000010b 11011111B ( 02H DFH) 500000010b 10111111B ( 02H BFH) 6 00000010b 01111111B ( 02H 7FH) 700000001b 11111110B ( 01H FEH) 8 00000001b 11111101B ( 01H FDH) 900000001b 11111011B ( 01H FBH) A 00000001b 11110111B ( 01H F7H) B00000001b 11101111B ( 01H EFH) C 00000001b 11011111B ( 01H DFH) D00000001b 10111111B ( 01H BFH) E 00000001b 01111111B ( 01H 7FH) F试验箱采用共阴LED数码管，且8255的PA口LED连接已知，关系表如下：80C196计数器1是八分频的电路。

基于单片机模拟量数字显示课程设计目录1.引言 (1)2.设计方案及原理 (2)3.模拟量数字仪表设计原理 (3)4.硬件设计 (4)4.2 ADC0804的功能介绍 (4)4.3 LED显示器 (5)4.3.1 4位数码管的驱动方式 (7)4.3.2 LED显示器的选择 (8)4.3.3 LED显示器与单片机接口设计85.总体电路设计 (11)6.软件设计 (12)7.总结 (13)8.参考文献 (15)1.引言本文介绍了一种基于单片机的简易数字显示仪器仪表的设计，该设计主要由三个模块：A\D模数转换器，数据处理模块及显示模块。

A\D模数转换器主要由ADC0804来完成，他负责把采集到的模拟量转换为相应的数字量再传送到数据处理模块。

数据处理则由芯片8751来完成，其负责把ADC0804传来的数字量经过一定的数据处理，产生相应的显示码送到显示模块进行显示；此外，它还控制着ADC0804芯片的工作。

20世纪50年代初，世界上出现了第一台数字显示仪表。

近五十年来，随着现代科学技术的迅猛发展，尤其是数字化测量技术、半导体技术、大规模集成电路技术及计算机技术在仪表中的应用，使数字仪表很快地从电子管式、晶体管式发展到目前集成电路式和带有微处理哭的数字仪表。

数字仪表的出现适应了科学技术及自动化生产过程中高速、高准确度测量的需要，它具有模拟仪表无法比拟的优点。

该系统的数字显示仪表电路简单，所用原件较少，成本低，测量精度和可靠性较高，最终结果通过四位一体共阴极八段数码显示管显示出来。

2.设计方案及原理硬件电路设计有3个部分组成：A/D转换电路，8751单片机系统以及LED显示系统。

P0口作为与A/D转换电路的数据口，P3口部分接口作为A/D 转换电路的控制口,P0口作为LED显示系统的段选码输入口，P1口部分接口作为LED显示系统的位选控制端。

硬件电路设计框图如图1所示：被测标度模/数 （A/D ）计数3.模拟量数字仪表设计原理利用A/D 转换电路将待测的模拟信号转换成数字信号，通过相应换算后将测试结果以数字形式现实出来。

电子设计应用软件训练总结报告一．任务说明（一）设计利用51单片机设计一个数据采集系统，用3位数码管显示输入的电压：1 设计中自行定义电路图纸尺寸。

2 按照设计任务在Proteus6 Professional中绘制电路原理图。

3 根据设计任务的要务求编写程序，画出程序流程图，并在Proteus下进行仿真，实现相应的功能。

（二）完成设计任务后应具备的能力：1 熟练掌握Proteus软件的使用。

2 按照设计要求绘制电路原理图。

3 能够按要求对所设计的电路进行仿真。

二．原理图绘制说明电路原理图的设计与绘制是整个电路设计的基础，电路原理图的设计与绘制的流程，包括设置电路图纸、放置元器件、调整元器件的布局、放置导线等步骤。

打开PROTEUS软件，在原理图编辑窗口绘制电路图。

在该界面环境下，还有预览窗口和元件列表区。

编辑窗口用于放置元器件，进行连线，绘制原理图。

预览窗口可以显示全部原理图。

左侧工具箱中，还有供使用的工具。

首先要建立设计文件，选择合适的模板，并保存在预先建立好的文件夹中。

选择图纸，本次设计应用的是A4图纸，然后即开始进行电路原理图的绘制了。

利用软件的搜索功能在元件库中找到需要的元件，放置到图纸的合适位置，并分别设置好各个元器件的参数，再在需要的位置放置图形文本框，最后将各个元器件连接起来，这样原理图就绘制完成了。

然后对所绘制的电路原理图进行检查，如有错误就要作进一步的调整与修改，以保证原理图准确无误。

并在绘制原理图结束后，保存原理图文件同时，按照设计任务的要求必须首先在Proteus 6 Professional中绘制电路原理图。

随后，要根据设计任务的要求编写程序，并在Proteus下进行仿真，实现相应功能。

在Proteus 6 Professional中点击“Library”->“Pick Devices”可以在弹出的对话框中填写需要的元器件名称，通过这种方式，就可以找到并放置相应的器件了。