畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）基于單片機(jī)的多路數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)設(shè)計(jì)

1、<p>　　基于單片機(jī)的多路數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)設(shè)計(jì) </p><p>　　[摘要]:數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)是模擬域與數(shù)字域之間必不可少的紐帶，它的存在具有著非常重要的作用。本設(shè)計(jì)采用了單片機(jī)AT89C52來實(shí)現(xiàn)，硬件部分是以單片機(jī)為核心，還包括A/D模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊，顯示模塊，和串行接口部分。該系統(tǒng)下位機(jī)負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)采集并應(yīng)答上位機(jī)機(jī)的命令。4路被測電壓通過模數(shù)轉(zhuǎn)換器ADC0809進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換，實(shí)現(xiàn)對采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行模擬量到數(shù)

2、字量的轉(zhuǎn)換，并將轉(zhuǎn)換后的數(shù)據(jù)通過串行口MAX232傳輸?shù)缴衔粰C(jī)，由上位機(jī)負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)的接受、處理和顯示，并用LED數(shù)碼顯示器來顯示所采集的結(jié)果。軟件部分應(yīng)用VB編寫控制軟件，對數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、模數(shù)轉(zhuǎn)換系統(tǒng)、數(shù)據(jù)顯示、數(shù)據(jù)通信等程序進(jìn)行了設(shè)計(jì)。本設(shè)計(jì)經(jīng)調(diào)試完成了數(shù)據(jù)采集、模數(shù)轉(zhuǎn)換、顯示及上位機(jī)繪圖各項(xiàng)功能。</p><p>　　[關(guān)鍵詞]: 數(shù)據(jù)采集; 89C52單片機(jī); ADC0809; MAX232;</p&g

3、t;<p>　　The Design Of Multi-channel Data Acquisition System Based On SCM</p><p>　　[Abstract]：Data acquisition systems are analog and digital domains essential link between its presence has a very impo

4、rtant role. This design uses a single-chip AT89C52 to achieve, the hardware part is a microcontroller as the core, but also including A / D conversion module, display module, and serial interface section. The system is r

5、esponsible for lower machine data acquisition and PC answering machine commands. 4 measured voltage through the ADC ADC0809 analog to digital conversion, to achie</p><p>　　[Key words]: data acquisition; AT89

6、C52; ADC0809; MAX232;</p><p><b>　　引言</b></p><p>　　研究背景及其目的意義</p><p>　　近年來，數(shù)據(jù)采集及其應(yīng)用受到了人們越來越廣泛的關(guān)注，數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)也有了迅速的發(fā)展，它可以廣泛的應(yīng)用于各種領(lǐng)域。</p><p>　　數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)起始于20世紀(jì)50年代，195

7、6年美國首先研究了用在軍事上的測試系統(tǒng)，目標(biāo)是測試中不依靠相關(guān)的測試文件，由非成熟人員進(jìn)行操作，并且測試任務(wù)是由測試設(shè)備高速自動控制完成的。由于該種數(shù)據(jù)采集測試系統(tǒng)具有高速性和一定的靈活性，可以滿足眾多傳統(tǒng)方法不能完成的數(shù)據(jù)采集和測試任務(wù)，因而得到了初步的認(rèn)可。大概在60年代后期，國內(nèi)外就有成套的數(shù)據(jù)采集設(shè)備和系統(tǒng)多屬于專用的系統(tǒng)。[8]</p><p>　　20世紀(jì)70年代后期，隨著微型機(jī)的發(fā)展，誕生了采集器、

8、儀表同計(jì)算機(jī)溶為一體的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。由于這種數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的性能優(yōu)良，超過了傳統(tǒng)的自動檢測儀表和專用數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，因而獲得了驚人的發(fā)展。從70年代起，數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)發(fā)展過程中逐漸分為兩類，一類是實(shí)驗(yàn)室數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，一類是工業(yè)現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。[8]</p><p>　　20世紀(jì)80年代隨著計(jì)算機(jī)的普及應(yīng)用，數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)得到了很大的發(fā)展，開始出現(xiàn)了通用的數(shù)據(jù)采集與自動測試系統(tǒng)。該階段的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)主要有兩類，一類以儀表

9、儀器和采集器、通用接口總線和計(jì)算機(jī)組成。這類系統(tǒng)主要應(yīng)用于實(shí)驗(yàn)室，在工業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)場也有一定的應(yīng)用。第二類以數(shù)據(jù)采集卡、標(biāo)準(zhǔn)總線和計(jì)算機(jī)構(gòu)成，這一類在工業(yè)現(xiàn)場應(yīng)用較多。20世紀(jì)80年代后期，數(shù)據(jù)采集發(fā)生了很大的變化，工業(yè)計(jì)算機(jī)、單片機(jī)和大規(guī)模集成電路的組合，用軟件管理，是系統(tǒng)的成本減低，體積變小，功能成倍增加，數(shù)據(jù)處理能力大大加強(qiáng)。[8]</p><p>　　20世紀(jì)90年代至今，在國際上技術(shù)先進(jìn)的國家，數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)

10、已成功的運(yùn)用到軍事、航空電子設(shè)備及宇航技術(shù)、工業(yè)等領(lǐng)域。由于集成電路制造技術(shù)的不斷提高，出現(xiàn)了高性能、高可靠的單片機(jī)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)（DAS）。數(shù)據(jù)采集技術(shù)已經(jīng)成為一種專門的技術(shù)，在工業(yè)領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。該階段的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)采用模塊式結(jié)構(gòu)，根據(jù)不同的應(yīng)用要求，通過簡單的增加和更改模塊，并結(jié)合系統(tǒng)編程，就可擴(kuò)展或修改系統(tǒng)，迅速組成一個(gè)新的系統(tǒng)。[8]</p><p>　　盡管現(xiàn)在以微機(jī)為核心的可編程數(shù)據(jù)采集與處理采

11、集技術(shù)的發(fā)展方向得到了迅速的發(fā)展，而且組成一個(gè)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)只需要一塊數(shù)據(jù)采集卡，把它插在微機(jī)的擴(kuò)展槽內(nèi)并輔以應(yīng)用軟件，就能實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)采集功能，但這并不會對基于單片機(jī)為核心的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)產(chǎn)生影響。相較于數(shù)據(jù)采集板卡成本和功能的限制，單片機(jī)具多功能、高效率、高性能、低電壓、低功耗、低價(jià)格等優(yōu)點(diǎn)，而雙單片機(jī)又具有精度較高、轉(zhuǎn)換速度快、能夠?qū)Χ帱c(diǎn)同時(shí)進(jìn)行采集，因此能夠開發(fā)出能滿足實(shí)際應(yīng)用要求的、電路結(jié)構(gòu)簡單的、可靠性高的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。這就使得以單

12、片機(jī)為核心的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)在許多領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。</p><p><b>　　國內(nèi)外研究現(xiàn)狀</b></p><p>　　數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)是通過采集傳感器輸出的模擬信號并轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號，并進(jìn)行分析、處理、傳輸、顯示、存儲和顯示。它起始于20世紀(jì)中期，在過去的幾十年里，隨著信息領(lǐng)域各種技術(shù)的發(fā)展，在數(shù)據(jù)采集方面的技術(shù)也取得了長足的進(jìn)步，采集數(shù)據(jù)的信息化是目前社會的發(fā)展主

13、流方向。各種領(lǐng)域都用到了數(shù)據(jù)采集，在石油勘探、科學(xué)實(shí)驗(yàn)、飛機(jī)飛行、地震數(shù)據(jù)采集領(lǐng)域已經(jīng)得到應(yīng)用。</p><p>　　我國的數(shù)字地震觀測系統(tǒng)主要采用TDE-124C型TDE-224C型地震數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。近年來，又成功研制了動態(tài)范圍更大、線性度更高、兼容性更強(qiáng)、低功耗可靠性的TDE-324C型地震數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。該數(shù)據(jù)采集對拾震計(jì)輸出的電信號模擬放大后送至A/D數(shù)字化，A/D采用同時(shí)采樣，采樣數(shù)據(jù)經(jīng)DSP數(shù)字濾波處理

14、后，變成數(shù)字地震信號。該數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)具備24位A/D轉(zhuǎn)化位數(shù)，采樣率有50HZ、100HZ、200HZ。[8]</p><p>　　由美國PASCO公司生產(chǎn)的“科學(xué)工作室”是將數(shù)據(jù)采集應(yīng)用于物理實(shí)驗(yàn)的嶄新系統(tǒng)，它由3部分組成：（1）傳感器：利用先進(jìn)的傳感技術(shù)可實(shí)時(shí)采集技術(shù)可實(shí)時(shí)采集物理實(shí)驗(yàn)中各物理量的數(shù)據(jù)；（2）計(jì)算機(jī)接口：將來自傳感器的數(shù)據(jù)信號輸入計(jì)算機(jī)，采樣速率最高為25萬次/S；（3）軟件：中文及英文的應(yīng)用

15、軟件。[8]</p><p>　　受需求牽引，新一代機(jī)載數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)為滿足飛行實(shí)驗(yàn)應(yīng)用也在快速地發(fā)展。如愛爾蘭ACRA公司2000年研發(fā)推出的新一代KAM500機(jī)載數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)到了2006年。本系統(tǒng)采用16位（A/D）模擬數(shù)字變換，總采樣率達(dá)500K/S,同步時(shí)間為+/-250ns，可以利用方式組成高達(dá)1000通道的大容量的分布式采集系統(tǒng)。</p><p>　　該課題研究的主要內(nèi)容內(nèi)容&l

16、t;/p><p>　　數(shù)據(jù)采集技術(shù)是信息科學(xué)的重要分支之一, 它研究信息數(shù)據(jù)的采集、存儲、處理以及控制等問題。它是對傳感器信號的測量與處理, 以微型計(jì)算機(jī)等高技術(shù)為基礎(chǔ)而形成的一門綜合應(yīng)用技術(shù)。數(shù)據(jù)采集也是從一個(gè)或多個(gè)信號獲取對象信息的過程。隨著微型計(jì)算機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展和普及,數(shù)據(jù)采集監(jiān)測已成為日益重要的檢測技術(shù),廣泛應(yīng)用于工農(nóng)業(yè)等需要同時(shí)監(jiān)控溫度、濕度和壓力等場合。數(shù)據(jù)采集是工業(yè)控制等系統(tǒng)中的重要環(huán)節(jié),通常采用一些

17、功能相對獨(dú)立的單片機(jī)系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn),作為測控系統(tǒng)不可缺少的部分,數(shù)據(jù)采集的性能特點(diǎn)直接影響到整個(gè)系統(tǒng)?！?lt;/p><p>　　盡管現(xiàn)在以微機(jī)為核心的可編程數(shù)據(jù)采集與處理技術(shù)作為數(shù)據(jù)采集技術(shù)的發(fā)展方向得到了迅速的發(fā)展,并且適于通用微機(jī)(如IBM PC 系列) 使用的板卡級數(shù)據(jù)采集產(chǎn)品也已大量出現(xiàn),組成一個(gè)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)簡單到只需要一塊數(shù)據(jù)采集卡,把它插在微機(jī)的擴(kuò)展槽內(nèi),并輔以應(yīng)用軟件,就能實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)采集功能,但這并不會對基

18、于單片機(jī)為核心的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)產(chǎn)生影響,因?yàn)閱纹瑱C(jī)功能強(qiáng)大、抗干擾能力強(qiáng)、可靠性高、靈活性好、開發(fā)容易等優(yōu)點(diǎn),使得基于單片機(jī)為核心的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)在許多領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用.</p><p>　　傳統(tǒng)的基于單片機(jī)的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)由于沒有上位機(jī)的支持,不管采用什么樣的數(shù)據(jù)存儲器,它的存儲容量都是有限的,所以不得不對存儲的歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行覆蓋刷新,這樣不利于用戶對數(shù)據(jù)進(jìn)行整體分析,因而也不能對生產(chǎn)過程的狀況進(jìn)行準(zhǔn)確的把握。&l

19、t;/p><p>　　本系統(tǒng)采用下位機(jī)負(fù)責(zé)模擬數(shù)據(jù)的采集,從單片機(jī)負(fù)責(zé)采集八路數(shù)據(jù)，并應(yīng)答主機(jī)發(fā)送的命令，上位機(jī)即主機(jī)是負(fù)責(zé)處理接受過來的數(shù)字量的處理及顯示，主機(jī)和從機(jī)之間用RS-232進(jìn)行通信。這樣用戶可以在上位機(jī)上編寫各種程序?qū)ξ募械臄?shù)據(jù)進(jìn)行有效查詢和分析,有利于工業(yè)過程的長期正常運(yùn)行和檢查。該系統(tǒng)采用的是AT89S52單片機(jī)，此芯片功能比較強(qiáng)大，能夠滿足設(shè)計(jì)要求。</p><p>&l

20、t;b>　　方案論證及選擇</b></p><p><b>　　方案一</b></p><p>　　本方案采用AT89C52單片機(jī)、ADC0809作為A/D轉(zhuǎn)換器、RS-232C作為串行口、LED數(shù)碼管作為顯示部分以及用按鍵開關(guān)作為通道切換，每只按鍵接單片機(jī)的一條I/O線，通過對線的查詢可識別各按鍵狀態(tài)。原理圖如圖2.1所示。</p>

21、<p>　　錯誤!未找到引用源。</p><p>　　圖2.1 方案一原理框圖</p><p><b>　　方案二</b></p><p>　　本方案硬件電路采用AT89C51單片機(jī)最小系統(tǒng)、ADC0809模數(shù)轉(zhuǎn)換電路、HD7279鍵盤控制與LED顯示電路、RS-232C串行通信電路四部分組成。該方案較一來說，鍵盤控制比方案一更加方便

22、，且實(shí)現(xiàn)簡單。原理圖如圖2所示。</p><p>　　錯誤!未找到引用源。</p><p>　　圖2.2 方案二原理框圖</p><p><b>　　方案選擇</b></p><p>　　為了節(jié)省資源以及考慮到各器件性價(jià)比方面，選擇方案一作為最終方案。89C51市面上已被許多新型單片機(jī)取代，故采用現(xiàn)階段主流的AT89C5

23、2單片機(jī)。而ADC0809為逐漸逼近式A/D轉(zhuǎn)換器，它是一種速度快、精度較高、成本較低的直接式轉(zhuǎn)換器，其轉(zhuǎn)換時(shí)間在幾微秒到幾百微秒之間。在顯示部分采用動態(tài)掃描顯示法選擇性價(jià)比更高的LED數(shù)碼管。通道選擇方面，通過對硬件的優(yōu)化使得避免使用鍵盤，而只需兩個(gè)按鍵開關(guān)去實(shí)現(xiàn)通道切換。</p><p><b>　　硬件部分</b></p><p>　　該系統(tǒng)是一個(gè)上、下位式多路

24、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，下位機(jī)用單片機(jī)實(shí)現(xiàn)，負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)處理和顯示，上位機(jī)負(fù)責(zé)將采集到的數(shù)據(jù)用坐標(biāo)的形式動態(tài)描繪出結(jié)果。上位機(jī)和下位機(jī)之間用RS-232進(jìn)行通信。該部分由AT89C52、ADC0809、MAX232、LED數(shù)碼顯示器組成。</p><p><b>　　單片機(jī)</b></p><p><b>　　單片機(jī)的概述</b></p><

25、;p>　　單片機(jī)是一種集成的電路芯塊采用了超大規(guī)模技術(shù)把具有運(yùn)算能力（如算術(shù)運(yùn)算、邏輯運(yùn)算、數(shù)據(jù)傳送、中斷處理）的微處理器（CPU）,隨機(jī)存取數(shù)據(jù)存儲器（RAM），只讀程序存儲器（ROM），輸入輸出電路（I/O口），可能還包括定時(shí)計(jì)數(shù)器，串行通信口（SCI），顯示驅(qū)動電路（LCD或LED驅(qū)動電路），脈寬調(diào)制電路(PWM)，模擬多路轉(zhuǎn)換及A/D轉(zhuǎn)換器等電路集成到一塊單片機(jī)上，構(gòu)成一個(gè)最小然而很完善的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。這些電路能在軟件的控制

26、下準(zhǔn)確快速的完成程序設(shè)計(jì)者事先規(guī)定的任務(wù)。總的而言單片機(jī)的特點(diǎn)可以歸納為以下幾個(gè)方面：集成度高、存儲容量大、外部擴(kuò)展能力強(qiáng)、控制功能強(qiáng)、低電壓、低功耗、性能價(jià)格比高、可靠性高這幾個(gè)方面。[9]</p><p>　　單片機(jī)按內(nèi)部數(shù)據(jù)通道的寬度，可分為4位、8位、16位及32位單片機(jī)。它們被應(yīng)用在不同領(lǐng)域里，8位單片機(jī)由于功能強(qiáng)大，被廣泛的應(yīng)用在工業(yè)控制、智能接口、儀表儀器等各個(gè)領(lǐng)域。8位單片機(jī)在中、小規(guī)模應(yīng)用場合仍

27、占主流地位，代表了單片機(jī)的發(fā)展方向，在單片機(jī)應(yīng)用領(lǐng)域發(fā)揮越來越大的作用。隨著移動通訊、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、多媒體技術(shù)等高科技產(chǎn)品進(jìn)入家庭，32位單片機(jī)應(yīng)用得到了長足發(fā)展?？v觀單片機(jī)的發(fā)展過程，可以預(yù)示單片機(jī)的發(fā)展趨勢：</p><p><b>　　微型單片化</b></p><p><b>　　低功耗CMOS</b></p><p>

28、;<b>　　3、與多品種共存</b></p><p>　　4、可靠性和應(yīng)用水平越來越高</p><p>　　單片機(jī)有著微處理器所不具備的功能，它可以獨(dú)立地完成現(xiàn)代工業(yè)控制所要求的智能化控制功能這就是單片機(jī)的最大特點(diǎn)。然而單片機(jī)又不同于單板機(jī)，芯片在沒有開發(fā)前，它只是具備功能極強(qiáng)的超大規(guī)模集成電路，如果賦予它特定的程序，它便是一個(gè)最小的、完整的微機(jī)控制系統(tǒng)。它與單板機(jī)

29、或個(gè)人電腦有著本質(zhì)的區(qū)別，單片機(jī)屬于芯片級應(yīng)用，需要用戶了解單片機(jī)芯片的結(jié)構(gòu)和指令系統(tǒng)以及其它集成電路應(yīng)用技術(shù)和系統(tǒng)設(shè)計(jì)所需要的理論和技術(shù)，用這樣特定的芯片設(shè)計(jì)應(yīng)用程序，從而使芯片具備特定的智能。[9]</p><p><b>　　單片機(jī)最小系統(tǒng)</b></p><p>　　AT89C52是一種低功耗、高性能CMOS8位微控制器，具有8K 在系統(tǒng)可編程Flash 存儲

30、器。使用Atmel 公司高密度非易失性存儲器技術(shù)制造，與工業(yè)80C51 產(chǎn)品指令和引腳完全兼容。片上Flash允許程序存儲器在系統(tǒng)可編程，亦適于常規(guī)編程器。在單芯片上，擁有靈巧的8 位CPU 和在系統(tǒng)可編程Flash，使AT89C52為眾多嵌入式控制應(yīng)用系統(tǒng)提供高靈活、超有效的解決方案。[9]</p><p>　　AT89C52具有以下標(biāo)準(zhǔn)功能： 8k字節(jié)Flash，256字節(jié)RAM，32 位I/O 口線，看門狗

31、定時(shí)器，2 個(gè)數(shù)據(jù)指針，三個(gè)16 位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器，一個(gè)6向量2級中斷結(jié)構(gòu)，全雙工串行口，片內(nèi)晶振及時(shí)鐘電路。另外，AT89C52 可降至0Hz 靜態(tài)邏輯操作，支持2種軟件可選擇節(jié)電模式?？臻e模式下，CPU停止工作，允許RAM、定時(shí)器/計(jì)數(shù)器、串口、中斷繼續(xù)工作。掉電保護(hù)方式下，RAM內(nèi)容被保存，振蕩器被凍結(jié)，單片機(jī)一切工作停止，直到下一個(gè)中斷或硬件復(fù)位為止。[8]單片機(jī)最小系統(tǒng)如圖3.1所示。</p><p>

32、　　錯誤!未找到引用源。</p><p>　　圖3.1 AT89C52最小系統(tǒng)</p><p>　　它一共有40個(gè)引腳，引腳又分為四類。其中有四個(gè)電源引腳，用來接入單片機(jī)的工作電源。工作電源又分主電源、備用電源和編程電源。還有兩個(gè)時(shí)鐘引腳XTAL1、XTAL2。還有由P0口、P1口、P2口、P3口的所有引腳構(gòu)成的單片機(jī)的輸入/輸出（I\O）引腳。最后一種是控制引腳，控制引腳有四條，部分引腳

33、具有復(fù)位功能。</p><p>　　綜上所述，單片機(jī)的引腳特點(diǎn)是：</p><p>　　單片機(jī)多功能，少引腳，使得引腳復(fù)用現(xiàn)象較多。</p><p>　　單片機(jī)具有四種總線形式：P0和P2組成的16位地址地址總線；P0分時(shí)復(fù)用為8位數(shù)據(jù)總線；ALE、PSEN、RST、EA和P3口的INT0、INT1、T0、T1、WR、RD以及P1口的T2、T2EX組成控制總線；而P

34、3口的RXD、TXD組成串行通信總線。</p><p>　　89C52單片機(jī)的主要功能</p><p>　　?與MCS-51單片機(jī)產(chǎn)品兼容</p><p>　　8K字節(jié)在系統(tǒng)可編程Flash存儲器</p><p>　　?1000次擦寫周期</p><p>　　?全靜態(tài)操作：0Hz～33Hz</p><

35、;p>　　?三級加密程序存儲器</p><p>　　?32個(gè)可編程I/O口線</p><p>　　?三個(gè)16位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器</p><p><b>　　?八個(gè)中斷源</b></p><p>　　?全雙工UART串行通道</p><p>　　?低功耗空閑和掉電模式</p>&l

36、t;p><b>　　?掉電后中斷可喚醒</b></p><p><b>　　?看門狗定時(shí)器</b></p><p><b>　　?雙數(shù)據(jù)指針</b></p><p><b>　　?掉電標(biāo)識符</b></p><p><b>　　LED數(shù)碼管

37、顯示器</b></p><p>　　簡單的講，LED數(shù)碼顯示器就是由發(fā)光二極管組成的，LED數(shù)碼顯示器有兩種連接方式：</p><p>　　（1）共陰極接法：把發(fā)光二極管的陰極連在一起構(gòu)成公共陰極，使用時(shí)公共陰極接地。每個(gè)發(fā)光二極管的陽極與輸入端相連。</p><p>　?。?）共陽極接法。把發(fā)光二極管的陽極連在一起構(gòu)成公共陽極，使用時(shí)公共陽極接+5V，

38、每個(gè)發(fā)光二極管的陰極通過電阻與輸入端相連。</p><p>　　為了顯示字符，要為LED顯示器提供顯示段碼（或稱字形代碼），組成一個(gè)“8”字的七段，再加上1個(gè)小數(shù)點(diǎn)位，共計(jì)八段。各段位碼位的對應(yīng)關(guān)系如表3.1所示。[9]</p><p>　　表3.1 段位碼對應(yīng)關(guān)系</p><p>　　本設(shè)計(jì)用四位共陰數(shù)碼管作為顯示部分。</p><p>　

39、　模數(shù)轉(zhuǎn)換器ADC0809</p><p>　　在我們所測控的信號中軍事連續(xù)變化的物理量，而要對這些信號進(jìn)行處理,則需要將其轉(zhuǎn)換為數(shù)字量，A/D轉(zhuǎn)換器就是為了將連續(xù)變化的模擬量轉(zhuǎn)換成計(jì)算機(jī)能接受的數(shù)字量。</p><p>　　按模擬量轉(zhuǎn)換成數(shù)字量的原理可以分為3種：雙積分式、逐次逼近式及并行式A/D轉(zhuǎn)換器。而該系統(tǒng)選用的是ADC0809，下面就具體的介紹一下ADC0809的工作原理。<

40、;/p><p>　　ADC0809是八通道的八位逐次逼近式A/D轉(zhuǎn)換器。由單一的5V電源供電，片內(nèi)帶有鎖存功能的8選1的模擬開關(guān)。由C、B、A的編碼來決定所選的模擬通道。轉(zhuǎn)換時(shí)間為100us。轉(zhuǎn)換誤差為1/2LSB。它的引腳的排列及其功能，其引腳圖見圖3.3。</p><p>　　圖3.3 ADC0809引腳圖</p><p>　　IN7~IN0 ：八個(gè)通道的模擬輸入量

41、。</p><p>　　ADDA、ADDB、ADDC：模擬通道地址線。當(dāng)CBA=000時(shí)，IN0輸入，當(dāng)CBA=111時(shí)，IN7輸入。</p><p>　　ALE：地址鎖存信號。</p><p>　　START：轉(zhuǎn)換啟動信號，高電平有效。</p><p>　　D7~D0：數(shù)據(jù)輸出線。三態(tài)輸出，D7是最高位，D0是最低位。</p>

42、<p>　　OE：輸出允許信號，高電平有效。</p><p>　　CLK：時(shí)鐘信號，最高頻率為 640KHZ。</p><p>　　EOC：轉(zhuǎn)換結(jié)束狀態(tài)信號。上升沿后高電平有效。</p><p>　　Vcc：+5V電源。</p><p>　　Vref：參考電壓。</p><p>　　串口通信RS-232C&

43、lt;/p><p>　　計(jì)算機(jī)與計(jì)算機(jī)或計(jì)算機(jī)與終端之間的數(shù)據(jù)傳送可以采用串行通訊和并行通訊二種方式。由于串行通訊方式具有使用線路少、成本低，特別是在遠(yuǎn)程傳輸時(shí)，避免了多條線路特性的不一致而被廣泛采用。在串行通訊時(shí)，要求通訊雙方都采用一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)接口，使不同的設(shè)備可以方便地連接起來進(jìn)行通訊。 RS-232-C接口（又稱 EIA RS-232-C）是目前最常用的一種串行通訊接口。它是在1970年由美國電子工業(yè)協(xié)會（EIA）

44、聯(lián)合貝爾系統(tǒng)、調(diào)制解調(diào)器廠家及計(jì)算機(jī)終端生產(chǎn)廠家共同制定的用于串行通訊的標(biāo) 準(zhǔn)。它的全名是“數(shù)據(jù)終端設(shè)備（DTE）和數(shù)據(jù)通訊設(shè)備（DCE）之間 串行二進(jìn)制數(shù)據(jù)交換接口技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)”該標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定采用一個(gè)25個(gè)腳的 DB25連接器，對連接器的每個(gè)引腳的信號內(nèi)容加以規(guī)定，還對各種信號的電平加以規(guī)定。</p><p>　?。?）接口的信號內(nèi)容 實(shí)際上RS-232C的25條引線中有許多是很少使用的，在計(jì)算機(jī)與終端通訊中一般只使用

45、3-9條引線。RS-232C最常用的9條引線的信號內(nèi)容。見表3.2所示</p><p>　　表3.2 RS-232C</p><p>　?。?）接口的電氣特性 在RS-232-C中任何一條信號線的電壓均為負(fù)邏輯關(guān)系。即：邏輯“1”，-5— -15V；邏輯“0” +5— +15V 。噪聲容量為2V。即要求接收器能識別低至+3V的信號作為邏輯“0”，高于—3V的信號作為邏輯“1”。</p

46、><p>　?。?）接口的物理結(jié)構(gòu) RS-232C接口連接器一般使用型號為DB-25的25芯插頭座，通常插頭在DCE端,插座在DTE端。一些設(shè)備與PC機(jī)連接的RS-232-C接口,因?yàn)椴皇褂脤Ψ降膫魉涂刂菩盘?只需三條接口線,即“發(fā)送數(shù)據(jù)”、“接收數(shù)據(jù)”和“信號地”。所以采用DB-9的9芯插頭座，傳輸線采用屏蔽雙絞線。</p><p>　?。?）傳輸電纜長度 由RS-232C標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定在碼元畸變

47、小于4%的情況下，傳輸電纜長度應(yīng)為50英尺，其實(shí)這個(gè)4%的碼元畸變是很保守的，在實(shí)際應(yīng)用中，約有99%的用戶是按碼元畸變10-20%的范圍工作的，所以實(shí)際使用中最大距離會遠(yuǎn)超過50英尺。3.5簡介MAX232</p><p>　　MAX232芯片是美信公司專門為電腦的RS-232標(biāo)準(zhǔn)串口設(shè)計(jì)的接口電路,使用+5v單電源供電，可以實(shí)現(xiàn)TTL電平與RS-232C電平相互轉(zhuǎn)換的IC芯片。</p><

48、p>　　MAX內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖如圖3.4所示</p><p>　　圖3.4 MAX內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖</p><p>　　內(nèi)部結(jié)構(gòu)基本可分三個(gè)部分：</p><p>　　第一部分是電荷泵電路。由1、2、3、4、5、6腳和4只電容構(gòu)成。功能是產(chǎn)生+12v和-12v兩個(gè)電源，提供給RS-232串口電平的需要。</p><p>　　第二部分是數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換通道。

49、由7、8、9、10、11、12、13、14腳構(gòu)成兩個(gè)數(shù)據(jù)通道。其中13腳（R1IN）、12腳（R1OUT）、11腳（T1IN）、14腳（T1OUT）為第一數(shù)據(jù)通道。8腳（R2IN）、9腳（R2OUT）、10腳（T2IN）、7腳（T2OUT）為第二數(shù)據(jù)通道。TTL/CMOS數(shù)據(jù)從T1IN、T2IN輸入轉(zhuǎn)換成RS-232數(shù)據(jù)從T1OUT、T2OUT送到電腦DB9插頭；DB9插頭的RS-232數(shù)據(jù)從R1IN、R2IN輸入轉(zhuǎn)換成TTL/CMOS

50、數(shù)據(jù)后從R1OUT、R2OUT輸出。</p><p>　　第三部分是供電。15腳GND、16腳VCC（+5v）。</p><p>　　引腳結(jié)構(gòu)圖如圖3.5所示：</p><p>　　圖3.5 MAX內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖</p><p>　　其中引腳1-6（C1+、V+、C1_、C2+、C2-、V-）用于電源電壓轉(zhuǎn)換，只要在外部接入相應(yīng)電解電容即可；引腳

51、7-10和引腳11-14構(gòu)成兩組TTL信號電平與RS-232C信號電平的轉(zhuǎn)換電路，對應(yīng)引腳可直接與單片機(jī)串行口的TTL電平引腳和PC的RS-232C電平引腳相連。</p><p><b>　　軟件部分</b></p><p>　　該設(shè)計(jì)軟件部分分為下位機(jī)與上位機(jī)兩部分。下位機(jī)用KeilUvision4編寫程序，上位機(jī)用Visual Basic6.0編寫程序。</

52、p><p><b>　　下位機(jī)軟件部分</b></p><p>　　簡介KeilUvision4</p><p>　　Keil提供了包括C編譯器、宏匯編、連接器、庫管理和一個(gè)功能強(qiáng)大的仿真調(diào)試器等在內(nèi)的完整開發(fā)方案，通過一個(gè)集成開發(fā)環(huán)境（UVISION）將這些組合在一起。</p><p>　　Keil有以下幾個(gè)特點(diǎn)：<

53、/p><p>　　全功能的源代碼編輯器；</p><p>　　器件庫用來配置開發(fā)工具設(shè)置；</p><p>　　項(xiàng)目管理器用來創(chuàng)建和維護(hù)用戶的項(xiàng)目；</p><p>　　集成的MAKE工具可以匯編、編譯和連接用戶嵌入式應(yīng)用；</p><p>　　所有開發(fā)工具的設(shè)置都是對話框形式的；</p><p>

54、　　真正的源代碼級的對CPU和外圍器件的調(diào)試器；</p><p>　　高級GDI(AGDI)接口用來在目標(biāo)硬件上進(jìn)行軟件調(diào)試以及和Monitor-51進(jìn)行通信。</p><p>　　4.1.2 下位機(jī)軟件設(shè)計(jì)</p><p>　　根據(jù)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的指標(biāo)要求，由于系統(tǒng)需要實(shí)時(shí)顯示任一通道數(shù)據(jù)采集結(jié)果，所以在顯示完采集數(shù)據(jù)信息后，程序?qū)⒆詣犹谹/D采樣環(huán)節(jié)重復(fù)執(zhí)行。下

55、位機(jī)程序流程圖如圖4.1所示。</p><p>　　圖4.1 下位機(jī)程序流程圖</p><p>　　按照圖4.1所示的程序流程圖，用C語言編譯的程序見附錄C。單片機(jī)AT89C52控制ADC0809實(shí)行數(shù)據(jù)采集與轉(zhuǎn)換的程序通過Keil4進(jìn)行程序的編譯與修改，程序編譯成功后利用STC-ISP軟件把程序的.hex文件下載到單片機(jī)中AT89C52。AT89C52控制ADC0809實(shí)行數(shù)據(jù)采集與轉(zhuǎn)換

56、的程序編譯界面如圖4.2所示。</p><p>　　圖4.2 下位機(jī)程序編譯界面</p><p>　　從圖4.2的左下方的英文字母可以看出程序編譯成功，并且生成“最終程序.hex”文件。將生成的“最終程序.hex”通過STC-ISP軟件下載到AT89C52單片機(jī)中?！白罱K程序.hex”文件下載到AT89C52成功的界面如圖4.3所示。</p><p>　　圖4.3

57、下載成功界面</p><p><b>　　上位機(jī)軟件部分</b></p><p>　　Visual Basic6.0介紹</p><p>　　Visual Basic是Microsoft公司開發(fā)的Windows應(yīng)用程序開發(fā)工具，Visual——“可視化的”，是一種開發(fā)圖形戶界面（GUI）的方法。</p><p>　　英文

58、Visual的意思是“視覺的”，“可視的Basic”這個(gè)名字可能抽象了點(diǎn)，但實(shí)際上它卻是最直觀的編程方法，之所以叫做“可視”，你只要看到VB的界面就會明白，實(shí)際上你無需編程，就可以完成許多步驟。</p><p>　　在VB中引入了控件的概念，在Windows中控件的身影無處不在，如按鈕、文本框等，VB把這些控件模式化，并且每個(gè)控件都有若干屬性用來控制控件的外觀，工作方法，能夠響應(yīng)用戶操作（事件）。</p&g

59、t;<p>　　這樣你就可以象在畫板上一樣，隨意點(diǎn)幾下鼠標(biāo)，一個(gè)按鈕就完成了，這些在以前的編程語言下是要經(jīng)過相當(dāng)復(fù)雜的工作的。</p><p>　　Visual Basic的特點(diǎn)：</p><p>　　可視化的程序設(shè)計(jì)工具</p><p>　　可視化是開發(fā)Windows環(huán)境下圖形用戶界面(GUI)的方法，獲得所見即所得(WYSIWYG—What You

60、 See Is what You Get)的效果。</p><p><b>　　集成開發(fā)環(huán)境。</b></p><p>　　程序的編輯、編譯、調(diào)試和運(yùn)行都在同一環(huán)境下進(jìn)行，不必進(jìn)行環(huán)境的切換。</p><p>　　面向?qū)ο蟮某绦蛟O(shè)計(jì)方法。</p><p>　　VB采用的是面向?qū)ο?、事?消息)驅(qū)動的編程機(jī)制。</p

61、><p>　　結(jié)構(gòu)化的程序設(shè)計(jì)語言。</p><p>　　僅采用順序、選擇和循環(huán)三種結(jié)構(gòu)編制程序，開發(fā)的程序易于閱讀、修改和維護(hù)。</p><p>　　支持多種數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的訪問。</p><p>　　利用ADO（Active Database Object）或數(shù)據(jù)控件可以訪問多種數(shù)據(jù)庫，如Access、Oracle、DBASE、FoxPro、Ex

62、cel、Lotus-1-2-3等。</p><p><b>　　Active技術(shù)</b></p><p>　　可以在VB程序中嵌入其他軟件開發(fā)的程序，這就使VB能開發(fā)集聲音、圖像、動畫、字處理、Web等對象于一體的應(yīng)用程序。</p><p>　　完備的Help聯(lián)機(jī)幫助功能</p><p>　　如果在安裝VB時(shí)安裝了MSD

63、N，就可以隨時(shí)獲得聯(lián)機(jī)幫助。</p><p>　　VB6.0支持開發(fā)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境、分布式環(huán)境及Internet環(huán)境下的應(yīng)用程序，它提供DHTML（Dynamic HTML）設(shè)計(jì)工具，可以設(shè)計(jì)動態(tài)網(wǎng)頁。</p><p>　　其操作頁面如圖4.3所示。</p><p>　　圖4.3 Visual Basic6.0操作界面</p><p><b&

64、gt;　　主窗口</b></p><p>　　應(yīng)用程序窗口,由標(biāo)題欄、菜單欄和工具欄組成</p><p>　　VB的三種工作模式（標(biāo)題欄總顯示當(dāng)前模式）</p><p>　　設(shè)計(jì)模式：創(chuàng)建應(yīng)用程序的大多數(shù)工作都是在設(shè)計(jì)時(shí)完成的。在設(shè)計(jì)時(shí)，可以設(shè)計(jì)窗體、繪制控件、編寫代碼并使用“屬性”窗口來設(shè)置或查看屬性設(shè)置值。</p><p>　

65、　運(yùn)行模式：代碼正在運(yùn)行的時(shí)期，用戶可與應(yīng)用程序交流?？刹榭创a，但不能改動它。 </p><p>　　中斷模式：程序在運(yùn)行的中途被停止執(zhí)行時(shí)。在中斷模式下，用戶可查看各變量及不是屬性的當(dāng)前值，從而了解程序執(zhí)行是否正常。還可以修改程序代碼，檢查、調(diào)試、重置、單步執(zhí)行或繼續(xù)執(zhí)行程序。</p><p>　　窗體(Form)設(shè)計(jì)窗口</p><p>　　窗體設(shè)計(jì)窗口是屏幕

66、中央的主窗口，它可以作為自定義窗口用來設(shè)計(jì)應(yīng)用程序的界面。用戶可以在窗體中添加控件、圖形和圖片來創(chuàng)建所希望的外觀。每個(gè)窗口必須有一個(gè)的窗體名字，建立窗體時(shí)缺省名為Form1,Form2, . . .。</p><p>　　設(shè)計(jì)窗口如圖4.4所示。</p><p><b>　　圖4.4 設(shè)計(jì)窗口</b></p><p>　　代碼(code)窗口&

67、lt;/p><p>　　在設(shè)計(jì)模式中，通過雙擊窗體或窗體上任何對象或通過“工程資源管理器”窗口中的“查看代碼”按鈕來打開代碼編輯器窗口。代碼編輯器是輸入應(yīng)用程序代碼的編輯器。 代碼窗口如圖4.5所示。</p><p><b>　　圖4.5 代碼窗口</b></p><p>　　屬性（properties）窗口</p><p>

68、;　　屬性是指對象的特征，如大小、標(biāo)題或顏色等數(shù)據(jù)。在Visual Basic6.0設(shè)計(jì)模式中，屬性窗口列出了當(dāng)前選定窗體或控件的屬性的值，用戶可以對這些屬性值進(jìn)行設(shè)置。屬性窗口如圖4.6所示。</p><p><b>　　圖4.6 屬性窗口</b></p><p>　　工具箱(ToolBox)窗口</p><p>　　工具箱提供一組工具，用于

69、設(shè)計(jì)時(shí)在窗體中放置控件生成應(yīng)用程序的用戶接口。系統(tǒng)啟動后缺省的General工具箱就會出現(xiàn)在屏幕左邊，上面共有21個(gè)常用“部件”。工具箱窗口如圖4.7所示。</p><p>　　圖4.7 工具箱窗口</p><p><b>　　上位機(jī)軟件設(shè)計(jì)</b></p><p>　　該上位機(jī)軟件編寫主要用到了串口通信和曲線畫圖。通過對下位機(jī)轉(zhuǎn)換好并通過串口

70、傳送至上位機(jī)的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行實(shí)時(shí)繪圖。將下位機(jī)采集到的數(shù)據(jù)通過坐標(biāo)軸動態(tài)顯示出來。該設(shè)計(jì)主要用到Msomm控件一個(gè)，timer控件兩個(gè)，textbox控件四個(gè)，combo控件一個(gè)，picture控件一個(gè)，command控件三個(gè)。主要實(shí)現(xiàn)以下功能：</p><p><b>　　串口采集數(shù)據(jù)；</b></p><p>　　用曲線動態(tài)顯示數(shù)據(jù)；</p><

71、p><b>　　顯示時(shí)間；</b></p><p>　　鼠標(biāo)點(diǎn)擊讀數(shù)（確定所點(diǎn)擊位置的橫縱坐標(biāo)）。</p><p>　　上位機(jī)的操作界面如圖4.8所示。</p><p>　　圖4.8 上位機(jī)操作界面</p><p><b>　　電路制作與調(diào)試</b></p><p>&

72、lt;b>　　電路制作</b></p><p><b>　　5.1.1電路仿真</b></p><p>　　電路的仿真主要通過Proteus軟件進(jìn)行硬件電路的初步設(shè)計(jì)，能夠?qū)Ω髌骷M(jìn)行合理布局，以及驗(yàn)證邏輯是否正確。通過仿真可以避免因電路錯誤而將器件燒毀，并且能夠進(jìn)一步了解軟件程序編寫是否正確，能否實(shí)現(xiàn)功能。仿真步驟如下：</p>&l

73、t;p>　　(1).安裝Proteus仿真軟件。</p><p>　　(2).按照設(shè)計(jì)進(jìn)行布局，畫電路圖，并連線。本設(shè)計(jì)先畫出單片機(jī)，然后將四位數(shù)碼管與單片機(jī)連接，再將ADC0809與單片機(jī)端口連接，進(jìn)而將四個(gè)電位器與ADC0809連接，再將MAX232與RS-232C連接好后與單片機(jī)的P3.0、P3.1口相連。最后接電源和地線。 </p><p>　　(3).認(rèn)真檢查連線是否正確，

74、各端口設(shè)置是否與程序中的一致，是否接電源和地。</p><p>　　(4).將生成的.HEX文件導(dǎo)入單片機(jī)。</p><p>　　(5).點(diǎn)擊PLAY，觀察是否正常顯示及顯示結(jié)果。</p><p>　　(6).改變電位器大小及轉(zhuǎn)換通道，再次觀察是否正常顯示結(jié)果。</p><p>　　如圖5.1為下位機(jī)電路仿真圖。</p><

75、;p>　　圖5.1 下位機(jī)電路仿真</p><p>　　軟件仿真遇到的第一個(gè)問題是點(diǎn)擊Proteus中Play后，四位數(shù)碼管不顯示結(jié)果，且電源供電正常，電路連接正確。經(jīng)測單片機(jī)I/O輸出端口電平后發(fā)現(xiàn)，沒有生成.HEX文件，即將程序下載到單片機(jī)內(nèi)，經(jīng)改后，解決了這個(gè)問題。</p><p>　　軟件仿真遇到的第二個(gè)問題是點(diǎn)擊Proteus中Play后，四位數(shù)碼管顯示結(jié)果不是正常值。經(jīng)檢

76、查發(fā)現(xiàn)下位機(jī)程序顯示模塊程序中的語句邏輯出現(xiàn)了問題，當(dāng)給每個(gè)數(shù)碼管均先用語句熄滅后，再逐個(gè)點(diǎn)亮后，顯示結(jié)果變?yōu)檎Ｖ怠?lt;/p><p>　　軟件仿真遇到的第三個(gè)問題是撥動開關(guān)后，采集信號通道沒有發(fā)生改變。經(jīng)檢查后，發(fā)現(xiàn)開關(guān)另一端應(yīng)接地，而不是高電平。改過之后，能夠?qū)崿F(xiàn)用開關(guān)控制通道。</p><p>　　5.1.2 硬件電路制作</p><p>　　硬件電路制作包括

77、元器件的選擇、電路的焊接以及電路之間的連接。在通過Proteus軟件仿真通過后，將電路所需的元器件整理、列表、領(lǐng)取、購買。之后開始在焊接板上進(jìn)行電路焊接。焊好后，用杜邦線按圖接到相應(yīng)管腳。認(rèn)真檢查電路，確認(rèn)無誤后，開始通電。通電后結(jié)果顯示于數(shù)碼管上，通過調(diào)節(jié)電位器阻值改變電壓大小，并觀察數(shù)碼管顯示結(jié)果是否正常。再按下按鍵開關(guān)以改變通道，之后調(diào)節(jié)該通道電位器繼續(xù)觀察。下位機(jī)硬件實(shí)物圖如圖5.2所示。</p><p>

78、;　　圖5.2 下位機(jī)硬件實(shí)物圖</p><p>　　硬件調(diào)試遇到的第一個(gè)問題是當(dāng)接通電源后，數(shù)碼管顯示結(jié)果不穩(wěn)定，一直閃爍。起初認(rèn)為是軟件延遲時(shí)間過高，在改變延遲值后，數(shù)碼管依舊閃爍。經(jīng)過查詢資料發(fā)現(xiàn)是電流不夠，進(jìn)而給單片機(jī)P0口再接一上拉排阻，且將電源功率增大。這一問題便得到解決。</p><p>　　調(diào)試遇到的第二個(gè)問題是當(dāng)按下按鍵開關(guān)后，電路通道沒有切換。經(jīng)檢查發(fā)現(xiàn)在焊接電路時(shí)兩個(gè)

79、按鍵開關(guān)的一端均接錯，沒有與單片機(jī)的P1.4和P1.5連接。在重新焊接后，功能得到實(shí)現(xiàn)。</p><p>　　硬件電路調(diào)試遇到的第三個(gè)問題是在調(diào)試過程中，某次通電后，發(fā)現(xiàn)數(shù)碼管顯示的數(shù)值一直是174，無論按動開關(guān)還是改變電位器阻值都無法改變數(shù)碼管顯示值。經(jīng)檢查發(fā)現(xiàn)是在之后的焊接中將ADC0809燒壞。之后將整個(gè)電路重新焊接，并采用先焊接底座，之后將芯片插到底座上的方法解決掉這一問題。</p><

80、;p>　　硬件調(diào)試遇到的第四個(gè)問題是將下位機(jī)用串口與上位機(jī)連接后，發(fā)現(xiàn)下位機(jī)采集到的數(shù)據(jù)信息無法上傳到上位機(jī)。遇到這個(gè)問題首先想到的是串口電路是否工作正常，用其他已完善的程序下載到單片機(jī)后，再次與上位機(jī)連接并通過串口調(diào)試工具檢測，發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸正常，結(jié)果正確，便確定了是串口程序出了問題。在反復(fù)檢查下位機(jī)程序、查詢資料后，重新改寫了部分程序。問題便得到了解決。</p><p><b>　　結(jié)論<

81、/b></p><p>　　本設(shè)計(jì)介紹的是基于單片機(jī)的多路數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，用于對4路模擬量進(jìn)行采集，并顯示采集到的數(shù)值。本系統(tǒng)使用ADC0809對模擬量進(jìn)行轉(zhuǎn)換，用ATC89C52單片機(jī)作為系統(tǒng)核心，控制ADC0809以及將采集到的數(shù)據(jù)發(fā)送至上位機(jī)。通過四位共陰數(shù)碼管顯示轉(zhuǎn)換后的數(shù)值，將采集過程中模擬量的變化以及通道的切換用上位機(jī)動態(tài)顯示并以坐標(biāo)的形式繪制出來。</p><p>　　雖

82、然本次設(shè)計(jì)已基本完成設(shè)計(jì)目標(biāo)，但是還有不足之處。主要表現(xiàn)在顯示時(shí)不夠穩(wěn)定，時(shí)而就會出現(xiàn)數(shù)值跳變，這種情況是由于杜邦線與排針連接時(shí)有松動。若采用PCB制板，將復(fù)雜的引腳連接通過制板時(shí)繪制到電路中，這種情況就會得到解決。對信號的采集形式有些單一，若能將其他3路分別采集溫度、濕度、光照強(qiáng)度信號會提高系統(tǒng)的實(shí)用性，可以通過傳感器等器件來實(shí)現(xiàn)對不同信號形式的采集。</p><p><b>　　致謝</b&g

83、t;</p><p><b>　　致謝人：</b></p><p>　　日期：2013年6月4日</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　[1]郭天祥.51單片機(jī)c程序教程[M].哈爾濱：電子工業(yè)出版社,2009.</p><p>　　[2]李建忠.

84、單片機(jī)原理及應(yīng)用（第二版）[M] .西安：西安電子科技大學(xué)社,2008.</p><p>　　[3]譚浩強(qiáng).C語言設(shè)計(jì)（第三版）[M].北京：清華大學(xué)出版社.</p><p>　　[4]童詩白,華成英.模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)[M].北京：高等教育出版社,2000</p><p>　　[5]嚴(yán)潔.單片機(jī)原理及其接口技術(shù)[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社,2010.</p&g

85、t;<p>　　[6] Michael Halvorson. Visual Basic 2010入門到精通[M].張麗蘋,湯涌濤,曹丹陽.北京：清華大學(xué)出版社,2011.</p><p>　　[7]葉紅海,李麗敏.基于單片機(jī)的多路數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J].佳木斯大學(xué)學(xué)報(bào),2008,4:1.</p><p>　　[8]王琳,商周,王學(xué)偉.數(shù)據(jù)采集的發(fā)展及應(yīng)用[J].電測與

86、儀表,2004,464:1.</p><p>　　[9]劉剛,秦永左,朱杰斌.單片機(jī)原理及應(yīng)用[M].北京：北京大學(xué)出版社,2006.</p><p>　　附錄A 英文文獻(xiàn)原文</p><p>　　Data Acquisition: An Introduction</p><p>　　Bruxton Corporation</p>

87、;<p>　　This is an informal introduction digital data acquisition hardware. It is primarily directed towards assisting in the selection of appropriate hardware for recording with the Acquire program.</p><

88、;p><b>　　Overview</b></p><p>　　In principle, data acquisition hardware is quite simple. An A/D converter delivers a sequence of values representing an analog signal to an acquisition program. I

89、n practice, selecting and properly using data acquisition hardware is more complex. This document provides an informal introduction to the topic.</p><p>　　.錯誤!未找到引用源。</p><p>　　Many of the exampl

90、es are taken from patch-clamp recording. This technique requires accurate acquisition of low-level signals (picoamperes) with bandwidth in the audio range (up to 10kHz).</p><p>　　Background</p><p&

91、gt;　　A data acquisition system converts a signal derived from a sensor into a sequence of digital values. The sensor is connected to an amplifier, which converts the signal into a potential. The amplifier is in turn conn

92、ected to a digitizer, which contains an A/D converter. The digitizer produces a sequence of values representing the signal.</p><p>　　Signal Source</p><p>　　The source of most signals to be digit

93、ized is a sensor, connected to an amplifier with appropriate signal conditioning. The amplifier delivers an electrical signal. This signal is then digitized using an A/D converter.</p><p>　　For patch-clamp r

94、ecording, the sensors are solution filled pipettes. The pipette is connected to a patch-clamp amplifier that converts the voltage at the pipette or the current through the pipette to a high-level signal. By convention, t

95、he full-scale output range of a patch-clamp amplifier is ±10V, matching the range of common instrumentation quality digitizers.</p><p><b>　　Digitizer</b></p><p>　　A digitizer co

96、nverts one or more channels of analog signal to a sequence of corresponding digital values. The heart of a digitizer is an A/D converter, a device that samples an analog signal and converts the sample to a digital value.

97、</p><p>　　For example, for recording from a single ion channel, the digitizer might determine the output of the patch clamp amplifier once every 50ms and provide the resulting value to the computer.</p>

98、;<p>　　Sampling Theorem</p><p>　　The purpose of data acquisition is to analyze an analog signal in digital form. For this to be possible, the sequence of values produced by a digitizer must represent

99、the original analog signal.</p><p>　　The sampling theorem states that this is the case. The sampling theorem states that an analog signal can be reconstructed from a sequence of samples taken at a uniform in

100、terval, as long as the sampling frequency is no less than double the signal bandwidth. For example, assume a signal contains frequencies from DC (0Hz) to 10kHz. This signal must be sampled at a rate of at least 20kHz to

101、be reconstructed properly.</p><p>　　As a practical matter, the sampling rate should be several times the minimum sampling rate for the highest frequency of interest. For example, to resolve a 10kHz signal, a

102、 minimum sampling rate of 20kHz is required, but a sampling rate of 50kHz or more should be used in practice.</p><p><b>　　Control</b></p><p>　　Most of this discussion is about digiti

103、zing analog signals for a computer. In many cases, a computer also produces analog control signals. For example, in patch-clamp experiments involving voltage-gated ion channels, the computer is frequently used to produce

104、 an electrical stimulus to activate the channels. These control signals are produced using a D/A (digital to analog) converter.</p><p>　　From Sensors to Signals</p><p>　　Many signal sources cons

105、ist of a sensor and an amplifier. The amplifier converts the output of the sensor into the signal to be digitized.</p><p>　　Preamplifier</p><p>　　Many instrumentation systems are built with a pr

106、eamplifier located as close to the sensor as possible. A separate amplifier converts the preamplifier output to a high-level signal. Placing the preamplifier close to the sensor reduces noise, by allowing the signal to b

107、e amplified before being sent over a cable. Since physical space near the sensor is limited, the preamplifier is as small as possible, with the bulk of the electronics being located in the amplifier.</p><p>

108、　　For example, in a patch clamp setup, the sensor is a solution-filled pipette, the preamplifier is the head stage, and the amplifier is the patch-clamp amplifier itself.</p><p>　　Signal Conditioning</p&g

109、t;<p>　　Many sensors deliver signals that must be transformed before they can be digitized. For example, a microelectrode pipette may be used to measure current, while the digitizer measures potential (voltage). T