基于单片机的高分辨率多通道数据采集系统

基于单片机的多路数据采集ADC0809单片机原理及系统课程设计专 业： 自动化班 级： 自动化姓 名:学 号：指导教师： 评语：考勤10分守纪10分 过程30分 设计报告30分 答辩20分 总成绩(100)2015年12月29日基于单片机的多路数据采集1 引言通过一个学期的学习，我认为要学好单片机这门课程，不仅要认真学习课本知识，更重要的是要学会通过实践巩固学到的知识，本次课设中我们设计制作的题目是基于单片机的多路数据采集系统设计。

1.1 设计背景随着时代的进步和发展，单片机技术已经普及到我们生活，工作，科研，各个领域，已经成为一种比较成熟的技术,本文将介绍一种基于单片机控制的数据采集。

本设计使用简便，功能丰富。

本设计控制芯片采用的是STC89C51，AD转换采用ADC0809芯片，显示采用的是四位共阴极数码管。

关键字：STC89C51、ADC0809、8路电压采集。

2.1 系统设计方案在电量的测量中，电压、电流和频率是最基本的三个被测量，其中电压量的测量最为经常。

而且随着电子技术的发展，更是经常需要测量高精度的电压，所以数字电压表就成为一种必不可少的测量仪器。

本次设计主要由三个模块组成：A/D转换模块，数据处理模块及显示模块。

A/D转换主要由芯片ADC0809来完成，它负责把采集到的模拟量转换为相应的数字量在传送到数据处理模块。

数据处理则由芯片STC89C51来完成，其负责把ADC0809传送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ADC0809芯片工作。

2.2 总体设计方案8路电压输入AD转换51单片机按键切换电压显示蜂鸣器8路led灯图1 系统原理总框图3硬件设计3.1晶振电路晶体振荡器，简称晶振，它可以等效成一个电容和一个电阻并联再串联一个电容的二端网络。

晶振有一个重要的参数，那就是负载电容值，选择与负载电容值相等的并联电容，就可以得到晶振标称的谐振频率。

《基于单片机和LabVIEW的多路数据采集系统设计》篇一一、引言在现代化工业和科技应用中，数据采集扮演着举足轻重的角色。

为了满足多路数据的高效、准确采集需求，本文提出了一种基于单片机和LabVIEW的多路数据采集系统设计。

该系统设计旨在实现多通道、高精度的数据采集，为工业自动化、科研实验等领域提供可靠的解决方案。

二、系统设计概述本系统设计以单片机为核心控制器，结合LabVIEW软件进行数据采集、处理和显示。

系统采用模块化设计，包括数据采集模块、数据处理模块、数据传输模块以及LabVIEW上位机显示模块。

通过各模块的协同工作，实现多路数据的实时采集和监控。

三、硬件设计1. 单片机选型及配置系统采用高性能单片机作为核心控制器，具有高速运算、低功耗等特点。

单片机配置包括时钟电路、复位电路、存储器等，以满足系统运行需求。

2. 数据采集模块设计数据采集模块负责从传感器中获取数据。

本系统采用多路复用技术，实现多个传感器数据的并行采集。

同时，采用高精度ADC（模数转换器）对传感器数据进行转换，以保证数据精度。

3. 数据传输模块设计数据传输模块负责将采集到的数据传输至单片机。

本系统采用串口通信或SPI通信等方式进行数据传输，以保证数据传输的稳定性和实时性。

四、软件设计1. 单片机程序设计单片机程序采用C语言编写，实现对传感器数据的采集、处理和传输等功能。

程序采用中断方式接收数据，避免因主程序繁忙而导致的漏采现象。

2. LabVIEW上位机程序设计LabVIEW是一种基于图形化编程的语言，适用于数据采集系统的上位机程序设计。

本系统采用LabVIEW编写上位机程序，实现对数据的实时显示、存储和分析等功能。

同时，LabVIEW程序还具有友好的人机交互界面，方便用户进行操作和监控。

五、系统实现及测试1. 系统实现根据硬件和软件设计，完成多路数据采集系统的搭建和调试。

通过实际测试，验证系统的稳定性和可靠性。

2. 系统测试对系统进行实际测试，包括多路数据采集的准确性、实时性以及系统的稳定性等方面。

基于ADC0809和51单片机的多路数据采集系统设计“数据采集”是指将温度、压力、流量、位移等模拟物理量采集并转换成数字量后，再由计算机进行存储、处理、显示和打印的过程，相应的系统称为数据采集系统。

本文的主要任务是对0～5V的直流电压进行测量并送到远端的PC机上进行显示。

由于采集的是直流信号，对于缓慢变化的信号不必加采样保持电路，因此选用市面上比较常见的逐次逼近型ADC0809芯片，该芯片转换速度快，价格低廉，可以直接将直流电压转换为计算机可以处理的数字量。

同时选用低功耗的LCD显示器件来满足其在终端显示采集结果的需求。

终端键盘控制采用尽可能少的键来实现控制功能，为了防止键盘不用时的误操作，设计时还设置了锁键功能，在键盘的输入消抖方面，则采用软件消抖方法来降低硬件开销，提高系统的抗干扰能力。

软件设计方面则采用功能模块化的设计思想；键盘模数转换等采用中断方式来实现，从而大大提高了单片机的效率以及实时处理能力。

1 数据采集系统的硬件结构数据采集系统的硬件结构一般由信号调理电路、多路切换电路、采样保持电路、A／D转换器以及单片机等组成。

本文主要完成功能的系统硬件框图。

2 ADC0809模数转换器简介2．1 ADC0809的结构功能本数据采集系统采用计算机作为处理器。

电子计算机所处理和传输的都是不连续的数字信号，而实际中遇到的大都是连续变化的模拟量，模拟量经传感器转换成电信号后，需要模／数转换将其变成数字信号才可以输入到数字系统中进行处理和控制，因此，把模拟量转换成数字量输出的接口电路，即A／D转换器就是现实信号转换的桥梁。

目前，世界上有多种类型的A／D转换器，如并行比较型、逐次逼近型、积分型等。

本文采用逐次逼近型A／D转换器，该类A／D转换器转换精度高，速度快，价格适中，是目前种类最多，应用最广的A／D转换器。

逐次逼近型A／D转换器一般由比较器、D／A转换器、寄存器、时钟发生器以及控制逻辑电路组成。

本科毕业设计（论文）基于单片机的多通道数据监测系统A multi-channel data detection system based onMCU摘要随着电子计算机信息技术的不断发展和完善，采用单片机实现的数据采集系统的应用越来越多。

采用单片机实现的数据采集系统具有自动化和无人值守的特点。

在许多工业测控机械、医疗仪器以及消费电子产品中，都对数据采集系统的实时性与功耗提出了更高的要求：即在满足微功耗、微型化的总体设计原则基础上，又要能实时反映现场采集数据的变化。

这就对系统的功耗、采样速度、数据存储和传输速度等提出了更高的要求。

然而，随着半导体与微控制器技术的飞速发展，各种微电子器件的性能不断提高，功耗却不断降低。

技术的进步使得高速度、低功耗的数据采集系统得以实现。

本文设计的数据采集与显示、处理系统采用TI公司研制的MSP430系列超低功耗单片机作为核心控制元件，实现了8通道模拟量数据的采集、自动循环显示、用户查询、限位设定及报警、外围驱动能力、时间显示、以及和上位机组态软件的通信功能。

该系统功能齐全，且具有一定的通用性。

主要研究内容如下：首先，分析了数据采集系统技术领域内国内外的研究现状，以及MSP430系列低功耗单片机的特点和应用情况。

其次，分析了研究数据采集系统的现实意义，在此基础上给出了基于MSP430单片机的数据采集系统的总体设计方案。

比较详细的介绍了实现该系统的硬件电路设计，包括电源电路、按键电路、复位电路、点阵LCD显示电路、LED指示灯和蜂鸣器报警电路、直流电机驱动电路和USART异步串行通信电路等电路的原理图设计。

最后详细的介绍了基于C语言的软件系统实现方案。

其中，软件系统的设计是本设计的工作重点。

设计过程采用了模块化的软件设计思想。

文中第4章前6小节详细介绍了系统中各个模块软件设计过程。

其中和组态王的串口通信程序设计是最有创新性的内容；第7小节介绍了这些模块之间的输入、输出等链接关系，并最终给出了主处理程序的结构框架。

《自动化技术与应用》２００９年第２８卷第１０期46 | T echniques of Automation & Applications 计算机应用Computer Applications基于LabVIEW的单片机多路数据采集系统的设计顾亚雄１，朱翠英２，许方华２（１．西南石油大学电信院，四川　成都　６１０５００；２．西南石油大学研究生部，四川　成都　６１０５００）摘 要：本文运用虚拟仪器的设计思想，介绍了一种基于ＬａｂＶＩＥＷ软件平台的多路数据采集系统的设计原理及过程。

数据采集部分摒弃了ＮＩ公司的采集板卡而采用ＭＳＰ４３０Ｆ１４９单片机系统，降低了系统的开发成本。

利用ＬａｂＶＩＥＷ开发环境设计上位机的监测界面，上位机通过串行口与ＭＳＰ４３０Ｆ１４９单片机通信，从而实现对多路数据的采集与监测。

本设计系统增设有报警功能，报警门限可通过上位机监测界面进行设置。

运用ＬａｂＶＩＥＷ进行系统开发具有很强的灵活性，能较容易地实现系统的各项功能，并使系统具有很强扩展性。

关键词：虚拟仪器；ＭＳＰ４３０单片机；多路数据采集中图分类号：ＴＰ３６８．１ 文献标识码：Ｂ 文献标识码：２００３－７２４１（２００９）１０－００４６－０４A Single-chip Multi-channel Data Acquisition SystemBased on LabVIEWGU Ya-xiong1, ZHU Cui-ying2, XU Fang-hua2( 1. School of Electronic Information Engineering, Southwest Petroleum University, Chengdu 610500 China;2. Dept. of post graduation, Southwest Petroleum University, Chengdu 610500 China )Abstract: This paper introduces a multi-channel data acquisition system based on LabVIEW by using the concept of virtual instrument. A MSP430F149 single-chip microcomputer system is used for data acquisition, and the monitoring interface of the host computer is developed by using the LabVIEW. An alarm function is also added to the system, and the alarm threshold can be set on the monitoring interface of the PC.Key words: virtual instrument; MSP430 single-chip; multi-channel data acquisition１ 引言虚拟仪器（Ｖｉｒｔｕａｌ　Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔ）是基于计算机的软硬件测试平台，已经在工业控制领域得到广泛的应用。

基于STM32单片机的多路数据采集系统设计毕业设计摘要：本篇设计主要以STM32单片机为核心，设计了一个多路数据采集系统。

该系统能够实现多路模拟量和数字量信号的采集和显示，并通过串口与上位机进行通信，实现数据上传和控制。

设计中使用了STM32单片机的AD转换功能实现模拟量信号的采集，使用GPIO口实现数字量信号的采集，通过串口与上位机进行通信。

经过实验验证，该系统能够稳定地采集多路数据，并实现远程数据传输和控制功能，具有较高的可靠性和实用性。

关键词：STM32单片机，数据采集，模拟量信号，数字量信号，上位机通信一、引言随着科技的发展，数据采集系统在工业控制、环境监测、生物医学等领域得到了广泛的应用。

数据采集系统可以将现实世界中的模拟量信号和数字量信号转换为数字信号，并进行处理和存储。

针对这一需求，本文设计了一个基于STM32单片机的多路数据采集系统。

二、设计思路本系统的设计思路是通过STM32单片机实现多路模拟量和数字量信号的采集和显示，并通过串口与上位机进行通信，实现数据上传和控制。

该系统采用了模块化设计方法，将系统分为采集模块、显示模块和通信模块。

1.采集模块采集模块通过STM32单片机的AD转换功能实现模拟量信号的采集，通过GPIO口实现数字量信号的采集。

通过在程序中设置采样频率和采样精度，可以对不同类型的信号进行稳定和准确的采集。

2.显示模块显示模块通过LCD显示屏显示采集到的数据。

通过程序设计，可以实现数据的实时显示和曲线绘制，使得用户可以直观地观察到采集数据的变化。

3.通信模块通信模块通过串口与上位机进行通信。

上位机通过串口发送控制命令给STM32单片机，实现对系统的远程控制。

同时，STM32单片机可以将采集到的数据通过串口发送给上位机，实现数据的远程传输。

三、实验结果与分析通过实验验证，本系统能够稳定地采集多路模拟量和数字量信号，并通过串口与上位机进行通信。

系统能够将采集到的数据实时显示在LCD屏幕上，并通过串口传输给上位机。

第１１卷第１期重庆科技学院学报（自然科学版）２００９年２月基于ＡＤｐＣ８１２单片机的多通道数据采集系统设计张倩１徐树梅２（１．苏州大学，苏州２１５００６；２．苏州科技学院，苏州２１５０１１）摘要：介绍使用ＡＤｐ．Ｃ８１２单片机的ＡＤＣ数据采集系统进行多路数据采集系统的实现方法。

给出系统相关的电路图和程序框图，并就此系统中软件的关键部分予以说明。

采用美国ＡＤｌ（ＡｎａｌｏｇＤｅｖｉｃｅｌｎｃ）公司生产的高性能单片机ＡＤ斗Ｃ８１２采集数据，接受由传感器传送来的调整信号．再由各子系统进行数据处理。

最后通过ＬＥＤ显示器等输出，得到用户所需要的数据。

关键词：ＡＤｐ，Ｃ８１２单片机；数据采集；系统设计中图分类号：ＴＰ２７９文献标识码：Ａ文章编号：１６７３—１９８０（２００９）０１－０１０５—０３数据采集是指通过查看数据库中存储的大量数据来发现有意义的新关系、新模式和新趋势。

以及使用模式识别技术和精确的统计技术的过程。

通过数据采集．用户可以发现模式并自动建模，而无需确切知道用户所要寻找的内容。

数据采集有助于避免处理数据时人脑的不足以及分析问题的盲目性。

数据采集系统在工业测控以及实验室研究方面的应用非常广泛。

随着科学技术的发展，数据采集技术成为现代科学研究和技术发展的一个重要方面，并向着高精度、高速度、稳定可靠和集成化的方向发展。

本文主要介绍使用ＡＤ斗Ｃ８１２单片机的ＡＤＣ数据采集系统进行多路数据采集系统的实现方法。

由于ＡＤＩ山Ｃ８１２单片机具有高速高精度ＡＤＣ转换、灵活的电源管理方案和可访问大容量外部数据存储器等性能，所以在数据采集系统设计中，ＡＤｗＣ８１２单片机为首选。

１ＡＤｐＣ８１２的介绍ＡＤＩ．ｔＣ８１２是美国ＡＤＩ（ＡｎａｌｏｇＤｅｖｉｃｅＩｎｃｌ公司生产的高性能单片机，是全集成的１２位数据采集系统。

它在芯片内集成了高性能的自校准多通道ＡＤＣ（８通道１２位高精度）、２个１２位ＤＡＣ以及可编程的８位ＭＣＵ（与８０５１兼容）。

基于单片机的多路数据采集系统设计摘要数据采集是指从带有模拟、数字被测单元的传感器或者其他设备中对非电量或电量信号进行自动采集，再送到上位机中进行分析和处理。

近年来，众人时刻关注着数据采集及其应用的发展和市场形势。

广大人们的关注使得数据采集系统的发展有了质的飞跃，它被广泛用于各种数字市场。

本文介绍了数据采集的相关概念和基本原理，设计了基于STM32F407的多路数据采集系统的硬件和软件的实现方法及实现过程，并经过调试完成其主要功能和主要技术指标。

硬件部分包括：主控电路、信号采集处理电路、TFT液晶显示电路、SD 卡存储电路、串口通讯电路。

实现过程是以STM32F407为控制核心，通过模数转换器，实时对输入信号进行采样，得到一串数据流，通过控制器的处理实现数据的采集和显示。

软件部分包括：信号采集分析算法、嵌入式操作系统移植、UC-GUI人机交互界面设计、文件管理系统移植。

主要实现了对采集数据的存储和分析，频率和幅值的计算，液晶屏的控制和界面显示。

程序是在keil uVision的集成开发环境中用C语言写成的，编程具有模块化的特点，因此可读性比较高，维护成本较低。

最后，用Altium designer（DXP）设计了数据采集系统的原理图，并制作了PCB电路板。

在实验室里制作了数据采集系统并进行了系统调试，经过调试，达到了所应该实现的功能和技术指标。

关键词：多路数据采集，STM32F407，液晶显示MULTI-CHANNEL DATA ACQUISITION SYSTEMBASED ON SINGLE CHIP DESIGNABSTRACTData acquisition is the automatic acquisition of non electric or electric quantity signals from sensors and other devices, such as analog and digital.In recent years, data acquisition and its application has gradually become the focus of attention. Therefore, the data acquisition system has been rapid development, it is widely used in various fields.The software part includes: signal acquisition and the embedded operating system transplant, UC-GUI man-machine interface design. Mainly realizes the storage and analysis of the collected data, calculate the frequency and am plitude of the LCD screen display and control interface. The program is written by C language in the integrated development environment KEIL uVision and modular programming makes the program readable and easy maintenance features Finally, using designer Altium to design and manufacture the digital oscilloscope circuit board PCB. In the laboratory, the digital oscilloscope has been made and the system has been debugged. After debugging, it has achieved the function and technical index that should be realized.KEY WORDS： Multi-channel data acquisition，STM32F407，liquid-crystal display目录摘要 (I)ABSTRACT (II)1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研究的主要内容 (2)2系统总体方案设计 (4)2.1系统总体设计方案 (4)2.2系统总体框图 (4)2.3硬件系统方案设计 (4)2.3.1单片机的选择 (5)2.3.2信号衰减和放大电路 (5)2.3.3A/D模数转换器的选择 (6)2.3.4显示部分 (6)2.4软件系统方案设计 (6)2.5本章小结 (7)3硬件电路设计 (8)3.1电源部分 (8)3.2信号调理部分 (10)3.3信号采样 (12)3.4系统控制部分 (12)3.5本章小结 (14)1绪论1.1研究背景及其目的意义最近几年，众人时刻关注着数据采集及其应用的发展和市场形势。

《基于单片机和LabVIEW的多路数据采集系统设计》篇一一、引言随着科技的发展，多路数据采集系统在工业、医疗、环境监测等领域的应用越来越广泛。

为了满足多路数据的高效、准确采集需求，本文提出了一种基于单片机和LabVIEW的多路数据采集系统设计。

该系统设计旨在实现多路信号的同时采集、处理及实时监控，以适应复杂多变的应用环境。

二、系统概述本系统采用单片机作为核心控制器，结合LabVIEW软件进行数据采集和处理。

系统由多个传感器模块、单片机控制器、数据传输模块以及上位机软件组成。

传感器模块负责实时监测各种物理量，如温度、湿度、压力等，并将采集到的数据传输给单片机控制器。

单片机控制器对数据进行处理和存储，并通过数据传输模块将数据发送至上位机软件进行进一步的处理和显示。

三、硬件设计1. 传感器模块：传感器模块采用高精度、高稳定性的传感器，如温度传感器、湿度传感器等，实现对物理量的实时监测。

传感器模块的输出为数字信号或模拟信号，方便与单片机进行通信。

2. 单片机控制器：采用具有高速处理能力的单片机作为核心控制器，实现对数据的快速处理和存储。

单片机与传感器模块和数据传输模块进行通信，实现数据的实时采集和传输。

3. 数据传输模块：数据传输模块采用无线或有线的方式，将单片机控制器的数据传输至上位机软件。

无线传输方式具有灵活性高、安装方便等优点，但需要考虑信号干扰和传输距离的问题；有线传输方式则具有传输速度快、稳定性好等优点。

四、软件设计1. 单片机程序设计：单片机程序采用C语言编写，实现对传感器数据的实时采集、处理和存储。

同时，程序还需要与上位机软件进行通信，实现数据的实时传输。

2. LabVIEW程序设计：LabVIEW程序采用图形化编程语言编写，实现对单片机传输的数据进行实时处理和显示。

同时，LabVIEW程序还可以实现对数据的存储、分析和报警等功能。

五、系统实现1. 数据采集：传感器模块实时监测各种物理量，并将采集到的数据传输给单片机控制器。