单片机原理及应用——数据采集系统设计
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宁波大学信息学院 2013（2）“单片机原理及应用1”实验报告
1 数据采集系统设计
姓名： 学号： 班级： 实验时间：
姓名： 学号： 班级： 实验地点：
一、实验目的
1. 掌握单片机片内ADC及温度传感器的使用及应用程序设计
二、实验内容
应用单片机片内ADC实现数据的采集，使用片内温度传感器实现温度的测量。要求：
1. 应用C8051F020单片机片内温度传感器实现温度的测量，并用数码管显示实测温度值，显示精度为0.1oC。
2. 应用C8051F020单片机内ADC实现两路数据的采集，要求对外部输入0-2V的直流电压进行数据采集，测量精度为5mV，显示精度为0.001V。
3. 两种采集功能可以用按键进行切换，可以用按键控制数据采集的通路。
三、实验说明
通过本实验，掌握单片机片内ADC使用方法，掌握基于单片机的数据采集系统的工作原理与设计方法。
必须用模块化方法进行C语言程序设计。
四、实验仪器和设备
PC机、Keil uVision2软件，C8051F020单片机，EC3在线仿真器。
五、实验原理
1:ADC0的使用方法
（1）：初始化：
a:输入模式：单端 or双端；
b:选定模拟输入通道；
c:确定PGA增益；
d:确定ADC0转换时钟；
e:选定基准电压VREF；
f:选定启动转换的方式； 宁波大学信息学院 2013（2）“单片机原理及应用1”实验报告
2 定时器溢出方式：选择定时器（定时器初始化）
g:确定查询方式还是中断方式
中断方式：需进行中断初始化
(2)：开启ADC0：AD0EN=1
(3)：启动ADC0：
(4) 读取转换结果。
2:温度传感器的传输函数示于图 6.2。当温度传感器被选中（用 AMX0SL 中的 AMX0AD3-0）
时，其输出电压（VTEMP）是 PGA 的输入；PGA 对该电压的放大倍数由用户编程的 PGA 设置
值决定。
而关于电压的公式为：
4096refadVXX=
refV为基准电压，经测量，2.421VrefV=。
六、程序流程图
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4 开始关闭看门狗开启中断设置系统时钟选用外部时钟12M交叉开关初始化ADC初始化外部中断7初始化ZLG芯片初始化数码管显示初始化按键值？1选择通道AID0选择通道AID1选择温度传感器20启动AD转化按键值？0计算返回温度值1或2计算返回电压值显示 宁波大学信息学院 2013（2）“单片机原理及应用1”实验报告
5 七、实验结果与分析
1、测温度：
经过测量，温度显示为26.5℃
2、测电压：
通过AID0的得的数据如下表1所示
输入电压U理/V 实测电压U实/V 绝对误差|U理—U实| /mV
0.30 0.298 2
0.50 0.497 3
0.80 0.799 1
1.30 1.299 1
1.50 1.488 2
1.80 1.799 1
2.00 1.999 1
表 1
通过AID1的得的数据如下表2所示
输入电压U理/V 实测电压U实/V 绝对误差|U理—U实| /mV
0.30 0.297 3
0.50 0.497 3
0.80 0.798 2
1.30 1.299 1
1.50 1.489 1
1.80 1.797 3
2.00 1.998 2
表 2
结果分析：
通过实验，利用单片机内置的温度传感器测出了单片机的温度，但是所测的温度是单片机芯片的温度，并非室温，由于工作状态的单片机会产热，所以此温度会比实际的室温高，通过查询资料得知大概高1.4℃。单片机显示的温度减去1.4℃的值会更接近室温。
实验利用ADC测出了电压值，通过表1和表2的数据可知，在0～2V的范围内，测得的温度精确度很高，绝对误差小于5mV，而且还利用了两个通道测电压。其实这只是单测一次的电压值，从实验的习惯来讲是不太好的，实验次数太少偶然误差比较大，所以将来测电压时，应该多测几次，取平均值，当然此步骤可以在程序内部执行，不必自己测多组再取平均值。
八、源代码
源代码必须有必要的注释，且要与流程图的逻辑关系对应。
主代码：
#include
#include
#include
#include
unsigned char key=0xff;
void display(unsigned long number)//频率显示函数 宁波大学信息学院 2013（2）“单片机原理及应用1”实验报告
6 { unsigned char T1,T2,T3,T4;
T1=number%10;
T2=(number/10)%10;
T3=(number/100)%10;
T4=number/1000;
if(AMX0SL==0X00||AMX0SL==0X01) //测电压时的显示
{ZLG7289_Download(1,7,0,T1);
ZLG7289_Download(1,6,0,T2);
ZLG7289_Download(1,5,0,T3);
ZLG7289_Download(1,4,1,T4);}
else if(AMX0SL==0X0f) //测温度时的显示
{ZLG7289_Download(1,7,0,0);
ZLG7289_Download(1,6,0,T2);
ZLG7289_Download(1,5,1,T3);
ZLG7289_Download(1,4,0,T4);
}
}
void rest() //初始化
{
P3MDOUT=0XFF; //使能P3口，运来运转ZLG7289
XBR2=0X40; //使能交叉开关
AMX0CF=0X00;//单端输入
ADC0CF=0x48;// SAR=1.2mhz
ADC0CN=0x80;//使能ADC0；
EA=0;
EIE2=0X20; //开启外部中断7，并设置其优先级为最高
EIP2=0x20;
EA=1;
REF0CN=0x07; //ADC0 电压基准取自 VREF0 引脚。
}
void keyduqu() interrupt 19 //读取键值
{
key=ZLG7289_Key();
P3IF=0x00;
}
void main()
{
unsigned char i;
unsigned long num=0;
bdwtd();
sysc();
rest();
delay(100);
ZLG7289_Init(40); 宁波大学信息学院 2013（2）“单片机原理及应用1”实验报告
7 for(i=0;i<8;i++) //数码管清0
{
ZLG7289_Download(1,i,0,0);
}
while(1)
{
if(key==0)
{
AMX0SL=0X0F;//温度传感器
}
else if(key==1)
{
AMX0SL=0x00; //选择通道AID0
}
else if(key==2)
{
AMX0SL=0x01; //选择通道AID1
}
if(key==0 || key==1 || key==2)
{
AD0INT==0;
AD0BUSY=1; //启动转换
while(AD0INT==0)//等待转换结束
{};
if(key==1 || key==2)
{
num=(2.44*(ADC0H*256+ADC0L)/4096)*1000; //电压值
}
else
{
num=((2.44*(ADC0H*256+ADC0L))/4096-0.776)*100/0.00286; //温度
}
}
delay(1000);
display(num);
delay(1000);
}
}
相关头文件：
延时函数：
#ifndef _delay_H_
#define _delay_H_
宁波大学信息学院 2013（2）“单片机原理及应用1”实验报告
8 void delay(unsigned char x)
{
unsigned int i,j;
for(i=0;i
{
for(j=0;j<1000;j++);
}
}
#endif
时钟函数：
#ifndef _sysc_h_
#define _sysc_h_
void sysc(void)
{
int i;
OSCXCN =0x77;
for(i=0;i<256;i++);
while(!(OSCXCN & 0X80));
OSCICN = 0x88;
}
#endif
开门狗函数：
#ifndef _bdwtd_H_
#define _bdwtd_H_
void bdwtd(void)
{
EA=0;
WDTCN=0XDE;
WDTCN=0XAD;
EA=1;
}
#endif
