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前言一直以来，科学都是人类文明不断进步的源泉，从最开始的原始人折树枝弄火，磨石头做各种器件，到现在的飞机大炮因特网，无一不彰示着我们的进步，无一不说明了科技在生活中的重要性。
而自从1840年，洋枪坚船利炮惊醒还在梦中的国人，经历了近100年的屈辱和血泪，终于看到了科技的重要性，明白了什么是落后就要挨打，只有科技进步了，国家才能强大！本次专业课程设计就是锻炼理论和实际结合的能力，提高科技能力和科学思想。
随着计算机技术的飞速发展和普及，数据采集系统也迅速地得到应用。
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，降低成本提供信息和手段。
在科学研究中，应用数据采集系统可获得大量的动态信息，是研究瞬间物理过程的有力工具，也是获取科学奥秘的重要手段之一。
总之，不论在哪个应用领域中，数据采集与处理越及时，工作效率就越高，取得的经济效益也越高。
科学发展的今天，选择基于单片机八路数据采集系统设计是很有意义也是很有必要的。
第一章 设计要求1.1 设计要求（1） 对8路模拟电压信号进行采集并循环显示 （2） 模拟电压变换范围为：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 系统设计思路图1.1 八路数据采集系统方框图1.3 方案选择1.3.1模拟输入方案在试验中使用滑动变阻器改变输入电压，模拟数据采集。
此方案简单易懂，可操作性强，价格也比较便宜。
1.3.2 数据显示方案利用试验使所提供的7279最小功能版来实现数据的显示和按键等试验要求。
在试验中如果使用四个数码管来实现，要使用动态显示，且实现按键功能等比较复杂。
要在P 口接多个按键，这样使程序很复杂。
使用7279最小功能板在试验中使用命令字87H~80H,收到此指令后，按以下规则进行译码0000~1001显示数字0~9,1010显示—，1111显示空白。
只需利用两个P 口就能够实现所有功能。
课程设计报告书设计任务书一、设计任务1一秒钟采集一次。
2把INO口采集的电压值放入30H单元中。
3做出原理图。
4画出流程图并写出所要运行的程序。
二、设计方案及工作原理方案： 1. 采用8051和ADC0809构成一个8通道数据采集系统。
2. 能够顺序采集各个通道的信号。
3. 采集信号的动态范围：0～5V。
4. 每个通道的采样速率：100 SPS。
5．在面包板上完成电路，将采样数据送入单片机20h～27h存储单元。
6．编写相应的单片机采集程序，到达规定的性能。
工作原理：通过一个A/D转换器循环采样模拟电压，每隔一定时间去采样一次，一次按顺序采样信号。
A/D转换器芯片AD0809将采样到的模拟信号转换为数字信号，转换完成后，CPU读取数据转换结果，并将结果送入外设即CRT/LED显示，显示电压路数和数据值。
目录第一章系统设计要求和解决方案第二章硬件系统第三章软件系统第四章实现的功能第五章缺点及可能的解决方法第六章心得体会附录一参考文献附录二硬件原理图附录三程序流程图第一章系统设计要求和解决方案根据系统基本要求，将本系统划分为如下几个部分：●信号调理电路●8路模拟信号的产生与A/D转换器●发送端的数据采集与传输控制器●人机通道的接口电路●数据传输接口电路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。
系统框图如图1-1所示1.1 信号采集分析被测电压为0～5V 直流电压，可通过电位器调节产生。
1.1.1 信号采集多路数据采集系统多采用共享数据采集通道的结构形式。
数据采集方式选择程序控制数据采集。
程序控制数据采集，由硬件和软件两部分组成。
，据不同的采集需要，在程序存储器中，存放若干种信号采集程序，选择相应的采集程序进行采集工作，还可通过编新的程序，以满足不同采样任务的要求。
如图1-3所示。
程序控制数据采集的采样通道地址可随意选择，控制多路传输门开启的通道地址码由存储器中读出的指令确定。
数据采集系统的设计姓名：专业：指导老师：学号：前言数据采集是从一个或多个信号获取对象信息的过程。
随着微型计算机技术的飞速发展和普及，数据采集监测已成为日益重要的检测技术，广泛应用于工农业等需要同时监控温度、湿度和压力等场合。
数据采集是工业控制等系统中的重要环节，通常采用一些功能相对独立的单片机系统来实现，作为测控系统不可缺少的部分，数据采集的性能特点直接影响到整个系统。
本实验采用89C51系列单片机，89C51系列单片机基于简化的嵌入式控制系统结构，具有体积小、重量轻，具有很强的灵活性，并采用AD0809模数转换芯片，具有很高的稳定性，且节约成本。
（一）、数据采集系统的基本介绍1.1 数据采集系统的简介数据采集系统一般包括模拟信号的输入输出通道和数字信号的输入输出通道。
数据采集系统的输入又称为数据的收集；数据采集系统的输出又称为数据的分配。
1.2数据采集系统的分类数据采集系统的结构形式多种多样，用途和功能也各不相同，常见的分类方法有以下几种：根据数据采集系统的功能分类：数据收集和数据分配；根据数据采集系统适应环境分类：隔离型和非隔离型，集中式和分布式，高速、中速和低速型；根据数据采集系统的控制功能分类：智能化数据采集系统，非智能化数据采集系统；根据模拟信号的性质分类：电压信号和电流信号，高电平信号和低电平信号，单端输入(SE)和差动输入(DE)，单极性和双极性；根据信号通道的结构方式分类：单通道方式，多通道方式。
1.3数据采集系统的基本功能数据采集系统的任务，具体地说，就是采集传感器输出的模拟信号并转换成计算机能识别的数字信号，然后送入计算机，根据不同的需要由计算机进行相应的计算和处理，得出所需的数据。
与此同时，将计算得到的数根进行显示和打印，以便实现对某些物理量的监视。
1.4数据采集系统的结构形式从硬件力向来看，白前数据采集系统的结构形式主要有两种：一种是微型计算机数据采集系统；另一种是集散型数据采集系统。
电路笔记CN-0148连接/参考器件8通道DAS ，内置16位、双极性、同步采样ADCAD7606利用ADI 公司产品进行电路设计Rev.0“Circuits from the Lab” from Analog Devices have been designed and built by Analog Devices engineers. Standard engineering practices have been employed in the design and construction of each circuit, and their function and performance have been tested and verified in a lab environment at room temperature. However, you are solely responsible for testing the circuit and determining its suitability and applicability for your use and application. Accordingly, in no event shall Analog Devices be liable for direct, indirect, special, incidental, consequential or One Technology Way, P.O. Box 9106, Norwood, MA 02062-9106, U.S.A.Tel: 781.329.4700 Fax: 781.461.3113 ©2010 Analog Devices, Inc. All rights reserved. AD7606-66通道DAS ，内置16位、双极性、同步采样ADC放心运用这些配套产品迅速完成设计。
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]。
be i ng 第2章 习题参考答案1.什么是接口、接口技术和过程通道？答：接口是计算机与外设交换信息的桥梁，包括输入接口和输出接口。
接口技术是研究计算机与外部设备之间如何减缓信息的技术。
过程通道是计算机与生产过程之间的信息传送和转换的连接通道。
2.采用74LS244和74LS273与PC/ISA 总线工业控制机接口，设计8路数字量（开关量）输入接口和8路数字量（开关量）输出接口，请画出接口电路原理图，并分别编写数字量输入和数字量输出程序。
答：数字量输入接口设片选端口地址为port MOV DX,portMOV DPTR,PORTMOVX A,@DPTRINAL,DX74LS244PC 总线*IOR(*RD)_数字量输出接口MOV AL,DATA MOV A,DATAMOV DX ，port MOV DPTR,PORT OUTDX,ALMOVX @DPTR,A3.用8位A/D 转换器ADC0809与8051单片机实现8路模拟量采集。
请画出接口原理图，并设计出8路模拟量的数据采集程序。
输出信号PC 总线(*WR)程序：ORG 0000HMOV R0，#30H ；数据区起始地址存在R0MOV R6，#08H ；通道数送R6MOV IE，#84H ；开中断SETB IT1 ；外中断请求信号为下跳沿触发方式MOV R1，#0F0H ；送端口地址到R1NEXT：MOVX @R1，A ；启动A/D转换LOOP:SJMP LOOPINC R0INC R1DJNZ R6，NEXT ；8路采样未接受，则转NEXTCLR EX1 ；8路采样结束，关中断END中断服务程序：ORG 0003H ；外中断1的入口地址AJMP 1000H ；转中断服务程序入口地址ORG 1000HMOVX A，@R1 ；读入A/D转换数据MOV @R0，A ；将转换的数据存入数据区RETI ；中断返回ORG 0000HMOV R1，#30HMOV R2，#0F0HA1: MOV DPTR, R2MOVX @DPTR, ALOOP: JNB P3.2 , LOOPMOVX A, @DPTRMOV @R1，AINC R2INC R1CJNE R2, 0F7H, A1END4.用12位A/D 转换器AD574与PC/ISA 总线工业控制机接口，实现模拟量采集。
第一章计算机控制系统概述习题参考答案1.计算机控制系统的控制过程是怎样的?计算机控制系统的控制过程可归纳为以下三个步骤：(1)实时数据采集：对被控量的瞬时值进行检测，并输入给计算机。
(2)实时决策：对采集到的表征被控参数的状态量进行分析，并按已定的控制规律，决定下一步的控制过程。
(3)实时控制：根据决策，适时地对执行机构发出控制信号，完成控制任务。
2.实时、在线方式和离线方式的含义是什么？(1)实时：所谓“实时”，是指信号的输入、计算和输出都是在一定时间范围内完成的，即计算机对输入信息以足够快的速度进行处理，并在一定的时间内作出反应并进行控制，超出了这个时间就会失去控制时机，控制也就失去了意义。
(2)“在线”方式：在计算机控制系统中，如果生产过程设备直接与计算机连接，生产过程直接受计算机的控制，就叫做“联机”方式或“在线”方式。
(3)“离线”方式：若生产过程设备不直接与计算机相连接，其工作不直接受计算机的控制，而是通过中间记录介质，靠人进行联系并作相应操作的方式，则叫做“脱机”方式或“离线”方式。
3.微型计算机控制系统的硬件由哪几部分组成？各部分的作用是什么？由四部分组成。
(1)主机：这是微型计算机控制系统的核心，通过接口它可以向系统的各个部分发出各种命令，同时对被控对象的被控参数进行实时检测及处理。
主机的主要功能是控制整个生产过程，按控制规律进行各种控制运算(如调节规律运算、最优化计算等)和操作，根据运算结果作出控制决策；对生产过程进行监督，使之处于最优工作状态；对事故进行预测和报警；编制生产技术报告，打印制表等等。
图1.1微机控制系统组成框图(2)输入输出通道：这是微机和生产对象之间进行信息交换的桥梁和纽带。
过程输入通道把生产对象的被控参数转换成微机可以接收的数字代码。
过程输出通道把微机输出的控制命令和数据，转换成可以对生产对象进行控制的信号。
过程输入输出通道包括模拟量输入输出通道和数字量输入输出通道。
单片机课程设计
课题名称运用8051、ADC0809设计一个8路数据采集系统
院校兴湘学院
专业机械设计制造及其自动化
班级3班
学生姓名曾繁宁
{
学号 36
指导教师李玉声
2013年 12月 29 日
1.设计内容
以pc机为控制器,采用中断方式进行8通道数据采集,
￥
2.设计要求
要求利用ADC 0809作A/D转换器,设计相应的接口电路,画出原理图并给出采用中断方式下的数据采集程序.
3.系统总体设计步骤
第一步：信号调理电路
第二步：8路模拟信号的产生与A/D转换器
被测电压要求为0~5V的直流电压，可通过电位器调节产生。
考虑本设计的实际需要，我选择八位逐次比较式A/D转换器（ADC0809）。
第三步：发送端的数据采集与传输控制器
第四步：人机通道的接口电路
第五步：数据传输接口电路
用单片机作为控制系统的核心，处理来自ADC0809的数据。
经处理后通过串口传送，由于系统功能简单，键盘仅由两个开关和一个外部中断组成，完成采样通道的选择，单片机通过接口芯片与LED数码显示器相连，驱动显示器相应同采集到的数据。
%
经过分析，本系统数据采集部分核心采用ADC0809，单片机系统采用8051构成的最小系统，用LED动态显示采集到的数据。
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。
本设计没有通信部分。
系统框图如下图所示。
4.硬件系统的设计
信号调理
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。
多路数据采集输入通道的结构图如下图：
图5-1-1多路数据采集输入通道结构图
注：缓慢变化的信号和直流信号，采样保持电路可以省略。
~
A/D转换器的选取
转换速度是指完成一次A/D转换所需时间的倒数，是一个很重要的指标。
A/D 转换器型号不同，转换速度差别很大。
通常，8位逐次比较式ADC的转换时间为100us左右。
由于本系统的控制时间允许，可选8位逐次比较式A/D转换器。
A/D 转换
对于该八路通道输入信号，八位A/D 转换器，其精度为
80.39%2
-= 输入为0~5V 时，分辨率为
8
50.01961122Fs
N V v ==-- 其中： Fs v —A/D 转换器的满量程值
￥
N —ADC 的二进制位数
量化误差为
850.0098(1)2(1)222Fs N Q V
v ===-⨯-⨯
ADC0809与51单片机的接口电路如图所示：
控制器、振荡源和复位电路
复位电路即使电路回复到初始状态，是单片机经常的工作状态。
单片机振荡电路的振荡周期和时钟电路的时钟周期决定了CPU的时序。
在绘制原理图时没有画上电外部复位电路、内部振荡器方式电路。
-
复位电路：采用上电外部复位电路
上电外部复位电路内部振荡器方式
5.原理图与软件程序设计
系统的软件的设计采用的是汇编语言，对单片机进行编程实现各种功能。
程序是在windows xp 环境下采用keil 软件编写的，可以实现对八路数据的采集与处理，能实现对数据、地址的显示。
主程序流程图及其程序：
>
]
用ADC0809和80C51设计的8路数据采集系统原理图
"
系统初始化 调用数制转换子程序
调用数据采集子程序 取相应通道数据 调用标度变换子程序 调用数据显示子程序
调用数据发送子程序 主程序流程图
主程序：ORG 0100H
MAIN：MOV SP,#60H;给堆栈指针赋初值
MOV SCON,#50H;设置串口方式1控制字
MOV TMOD,#21H;设置波特率为9600
MOV TH1,#0FDH
:
MOV TL1,#0FDH;给定时器赋初值
SETB TR1;启动定时器
CLR ;清空口
SETB ;置
LOOP：MOV R0,#0FFH; 在寄存器R0中写入FF
MOV R4,#00H; 清空寄存器R4
LOOP1：MOV A, R4;将寄存器R4的值送入累加器A
SWAP A；交换A中的值
ANL A, R4;将A与R4中的值相与
MOV R2, A;将A的值放入寄存器R2,发送指令内容 MOV TDH,R4
'
LCALL FAS ;调用发送子程序
LCALL SJCL
MOV R7,#064H
XH: LCALL DISPLAY
DJNZ R7,XH ;调用数码管显示子程序
INC R0
INC R4
CJNE R4,#08H,LOOP1
AJMP LOOP
、数码管显示及键盘子程序：
KD1：MOV A,#OOOOOO11B
^
MOV DPTR,#7F00H
MOV @DPTR,A
KEY1： ACALL KS1
JNZ LK1
ACALL DIS
AJMP KEY1
LK1： ACALL DIS
ACALL DIS
ACALL KS1
JNZ LK2
ACALL DIS
—
AJMP KEY1
LK2: MOV R2,#0FEH
MOV R4,#OOH
LK4: MOV R2,#37F01H MOV A,R2
CPL A
MOVX @DPTR,A
INC DPTR
INC DPTR
MOVX A,@DPTR
JB ,LTW0
!
MOV A,#00H
AJMP LKP LONE: JB ,NEXT
MOV A,#0CH LKP: ADD A,R4
PUSH ACC
LK3: ACALL DIS
ACALL KS1
JNZ LK3
POP ACC
RET
【
NEXT: INC R4
MOV A,R2
JNB ,KND
RL A
MOV R2,A
AJMP LK4 KND: AJMP KEY1
KS1：MOV DPTR,#7F01H MOV A,#OFFH
MOVX @DPTR,A
INC DPTR
：
INC DPTR
MOVX A,@DPTR
CPL A
ANL A,#OFH
RET
查询方式的程序
ORG OO13H
AJMP PINT1
ORG 2000H MAIN: MOV R1,#DATA SETB IT1
#
SETB EA
SETB EX1
MOV DPTR,#7FF8H
MOVX @DPTR, A
LOOP: NOP
AJMP LOOP
ORG 2100H
PINT1: PUSH PSW
PUSH ACC
PUSH DPL
PUSH DPH
MOV DPTR,#7FF8H
MOVX A,@DPTR
MOV @R1,A
INC R1
MOVX @DPTR,A
POP DPH
POP DPL
POP ACC
POP PSW
课程设计心得
本次课程设计是一个由8051控制的A/D数据采集控制系统，这卡上对应有8个通道0到5V的模拟电压采集的能力。
在以上的设计里，基本满足了设计需求的要素。
这次的课程设计主要应用的知识，有单片机控制系统的构成，接口电路与应用程序，再一次巩固了所学的理论知识。
结合自己大学期间的实际积累的专业基础知识和相关专业课程知识。
总体来说这是一次，理论与实践的结合，有助于我们应用专业的理论知识解决实际问题。
在这次课程设计里有很多不尽如人意的地方，但是这个设计是在我的能力范围内做的最好的设计成果。
当然有些理念是参考了网上相应的资源，但是整个设计过程中，有自己的想法，总之，此次课程设计是我尽最大的努力完成的。
