單片機控制的多參數(shù)實時采集與處理系統(tǒng)設(shè)計
摘要:本文以AT89C52單片機為核心,采用A/D轉(zhuǎn)換芯片ADC0809,設(shè)計了兩路直流電壓信號實時采集系統(tǒng),對信號進行采集、轉(zhuǎn)換、處理、存儲,通過單片機串行口送給PC機,在STC_ISP_V394開發(fā)環(huán)境的串行調(diào)試窗口下實時顯示。文中詳細論述了系統(tǒng)的硬件設(shè)計和程序流程圖的結(jié)構(gòu),此采集和處理系統(tǒng)具有較強的移植性和通用性。
關(guān)鍵詞:單片機:A/D轉(zhuǎn)換;數(shù)據(jù)采集
0 引言
在現(xiàn)代工業(yè)控制系統(tǒng)中,多參數(shù)實時采集對監(jiān)控設(shè)備正常運行有著十分重要的作用。多參數(shù)信號采集是將監(jiān)控現(xiàn)場的物理量、化學(xué)量或生物量通過相應(yīng)的傳感器和調(diào)理電路把模擬量轉(zhuǎn)換為易于采集、處理的電壓信號,經(jīng)過單片機的處理,一方面反饋給控制部件對監(jiān)控對象進行控制調(diào)整,另一方面送給顯示單元,實時顯示采集的信號數(shù)據(jù)。在航空、汽車、通信、園林等控制領(lǐng)域,多參數(shù)實時采集與處理是自動控制系統(tǒng)的核心。但是專用的數(shù)據(jù)采集設(shè)備價格動輒上萬,高速數(shù)據(jù)采集卡的價格也在千元以上,而且這類設(shè)備大多有固定的接口,無法適應(yīng)千差萬別的被測對象的需求,不具有通用性。本文從應(yīng)用角度出發(fā),設(shè)計分辨率為8位的實時數(shù)據(jù)采集系統(tǒng),在STC_ISP_V394軟件環(huán)境的支持下,通過PC機實時顯示采集的參數(shù)。下位機以AT89C52單片機為控制單元,8路A/D轉(zhuǎn)換芯片ADC0809采集兩路電壓信號:通道0每隔1s采樣一次,共采集10次;通道l每隔5s采樣一次,共采集20次。采集的數(shù)據(jù)通過串行通信方式發(fā)送到上位機實現(xiàn)實時顯示。本系統(tǒng)利用不同的傳感器取代兩路電壓信號的采集,適用于各種控制電路,具有較強的通用性。
1 系統(tǒng)硬件設(shè)計
數(shù)據(jù)采集與處理系統(tǒng)分為單片機主控模塊、A/D轉(zhuǎn)換模塊、數(shù)碼管顯示模塊、鍵盤控制模塊和串行通訊模塊等五個單元,系統(tǒng)組成框圖如圖1所示。
1.1 A/D轉(zhuǎn)換模塊
模數(shù)轉(zhuǎn)換采用常用芯片ADC0809,其內(nèi)部有一個8通道多路開關(guān),由于內(nèi)部進行轉(zhuǎn)換的轉(zhuǎn)換器只有一個,所以只能對8路模擬量信號進行分時轉(zhuǎn)換,根據(jù)鎖存地址線譯碼后的信號,某一時刻只選通8路模擬輸入信號中的一路,以逐次逼近原理進行模一數(shù)轉(zhuǎn)換,轉(zhuǎn)換時間為100μs,轉(zhuǎn)換精度為8位。
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