精密模擬量數(shù)據(jù)采集器設(shè)計報告

1、8通道精密模擬量數(shù)據(jù)采集器設(shè)計報告單片機原理課程設(shè)計報告姓名：潘偉松 學(xué)號：2080611137同組姓名：林玉璇 黃曉紅 班級： 081班 學(xué)號： 11號 20號一 方案的選定（參考設(shè)計方案如圖1所示）目標(biāo)：設(shè)計一能采集8個通道的模擬量的精密數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。主要技術(shù)指標(biāo)：（1）模擬量通道數(shù)：8；（2）AD轉(zhuǎn)換分辨率：14位（數(shù)據(jù)實質(zhì)是12位，加符號位和過量程指示位，總共14位）；（3）模擬量輸入范圍：0-4.8V；（3）數(shù)據(jù)通信與顯示方式：采集到的數(shù)據(jù)通過串口發(fā)送到上位計算機，由計算機顯示數(shù)據(jù)；（4）上位計算機與數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)（下位機）通信方式：串口通信，主從通信方式，上位機為主機，下位機為從機。

2、由上位機發(fā)起通信，下位機響應(yīng)，將采集到的8路數(shù)據(jù)一并發(fā)送到計算機中。二硬件系統(tǒng)框圖及原理分析：分析硬件系統(tǒng)框圖圖1 參考設(shè)計方案系統(tǒng)允許有8路模擬信號輸入。在單片機的控制下，任意一時刻，多路模擬開關(guān)選通其中一路模擬信號送入雙積分AD轉(zhuǎn)換器ICL7109。ICL7109將模擬量轉(zhuǎn)換成數(shù)字量，單片機讀取數(shù)字量。通過控制模擬開關(guān)，8路模擬信號依次接入AD轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換成數(shù)字量。當(dāng)8路模擬信號全部轉(zhuǎn)換完畢，數(shù)據(jù)存放在單片機的RAM中，單片機將轉(zhuǎn)換的數(shù)字量通過串口發(fā)送到計算中。三. 軟件設(shè)計：1. 分析主程序設(shè)計及部分功能程序/* 文件：C52_ICL7109.c 說明：基于ICL7109的8通道精密模擬量

3、數(shù)據(jù)采集器， 通過上位機發(fā)送0xAA后,MCU將數(shù)據(jù)發(fā)回上位機*/#include#define uchar unsigned char#define uint unsigned intsbit LBEN=P20;/低電平使能端。當(dāng)MODE和CE/LOAD均為低電平時，此信號將作為低位（B1B8）輸出選通信號；sbit HBEN=P21;/高字節(jié)使能端。當(dāng)MODE和CE/LOAD均為高電平時，此信號將作為高位字節(jié)（B8B12）以及POL，OR輸出的輔助選通信號；sbit LOAD=P22;/低電平時，數(shù)據(jù)正常輸出sbit RUN_HOLD=P23;/輸入高電平，每經(jīng)8192個時鐘脈沖均完成一次

4、轉(zhuǎn)換sbit STATUS=P32;/狀態(tài)輸出，轉(zhuǎn)換結(jié)束時，該引腳發(fā)出轉(zhuǎn)換結(jié)束信號uchar StatusFlag=0;/轉(zhuǎn)換結(jié)束標(biāo)志位uchar DataTemp16,DataSend16;/uchar U_COMMAND;/串口發(fā)送命令uchar Channel_Table8=0x00,0x01,0x02,0x03,0x04,0x05,0x06,0x07;uchar XT_Channel=0;/通道計數(shù)變量/* 初始化程序*/void INIT(void) TMOD = 0x20; SCON = 0x50; TH1 = 0xFD; TL1 = 0xFD;PCON = PCON|0x00;I

5、T0 = 1;PX0 = 1;/外部中斷0優(yōu)先 EX0 = 1;ES = 1;EA = 1; TR1 = 1;P1 = 0x00;RUN_HOLD=1;/*主函數(shù)*/void main()uchar i=0; INIT();while(1)if(StatusFlag=1)ES=0; StatusFlag=0; for(i=0;i16;i+)DataSendi=DataTempi;/*串口中斷函數(shù)*/void UART(void) interrupt 4uchar i; if(RI=1) RI=0;U_COMMAND=SBUF;if(U_COMMAND=0xAA)for(i=0;i16;i+)

6、SBUF=DataSendi;while(TI=0);TI=0;/* ICL7109數(shù)據(jù)讀取*/void ICL7109_CON() interrupt 0ES=0;STATUS=1;RUN_HOLD=0;/讀高字節(jié)數(shù)據(jù)LOAD=0;HBEN=0; DataTemp2*XT_Channel=P0 & 0x3f; /0011 1111暫存數(shù)據(jù)，前兩位為POL，OR輔助選通信號HBEN=1;LOAD=1;/讀低字節(jié)數(shù)據(jù)LOAD=0;LBEN=0; DataTemp2*XT_Channel+1=P0;LBEN=1;LOAD=1; XT_Channel+;if(XT_Channel=8) /判斷是否轉(zhuǎn)

7、換完成 XT_Channel=0;StatusFlag=1;P1=Channel_TableXT_Channel;RUN_HOLD=1;ES=1; 2.電路原理圖參考設(shè)計（1）布線圖（2）原理圖3.分析顯示程序設(shè)計思路設(shè)計要點：（1）電路中所用電阻必須全部采用5環(huán)電阻；（2）電路中的電容CAZ、CINT和CREF必須采用聚丙乙烯電容（CBB電容）；（CBB電容外觀）（3）電位器W1需用多圈電位器（多圈電位器外觀）（4）串口通信協(xié)議9600波特，8位數(shù)據(jù)位，1位停止位，無校驗方式，主從通信方式，計算機為主機，單片機為從機。主機發(fā)送命令：AA（十六進制數(shù)）從機回復(fù)數(shù)據(jù)：其中，CHX(H)為第X通道

8、數(shù)據(jù)的高6位，CHX(L)為第X通道數(shù)據(jù)的低8位。上位機的串口通信允許通過“串口調(diào)試助手”軟件來完成。四 軟件調(diào)試：說明軟件調(diào)試過程所出現(xiàn)的問題及解決方法。對軟件設(shè)計應(yīng)考慮的特殊問題單片機應(yīng)考慮：在RAM中開辟兩個數(shù)據(jù)區(qū)，一個數(shù)據(jù)區(qū)（假設(shè)為DATABLOCK1）用于即時存放轉(zhuǎn)換過來的8個通道的數(shù)據(jù)，另一個數(shù)據(jù)區(qū)（假設(shè)為DATABLOCK2）用于存放發(fā)送到上位計算機的數(shù)據(jù)。為了保證數(shù)據(jù)的統(tǒng)一，當(dāng)單片機將8個通道的模擬量全部轉(zhuǎn)換完畢后（轉(zhuǎn)換的數(shù)據(jù)已存放在DATABLOCK1），須先將串口中斷關(guān)閉，然后將DATABLOCK1中的數(shù)據(jù)全部復(fù)制到DATABLOCK2，復(fù)制完畢后在打開串口中斷。這樣保證返

9、回到計算機中的數(shù)據(jù)是完整的數(shù)據(jù)。五. 課程設(shè)計的體會這個課程設(shè)計我本來是負責(zé)寫程序的，但是程序不怎么會寫，所以和另外兩個組員一起寫。其實畫pcb圖和焊接元件我才是比較熟手一點。這個設(shè)計我是基本了解它的工作原理的，但是細節(jié)的東西就還有一些不會的。工作原理就是：上位機（計算機）向下位機（單片機）發(fā)起通信，下位機向上位機傳送采集到8路的數(shù)據(jù)。通信方式是串口通信的主從通信方式。 在焊好板子之后，我拿過來一看，就發(fā)現(xiàn)焊點很大，然后線路有點細。測試后，果然發(fā)現(xiàn)有一些線路斷了，我想要是我布線的話，我會布粗一點，因為板子面積還是足夠大的。 調(diào)試過程中，發(fā)現(xiàn)接受的數(shù)據(jù)不對。經(jīng)過分析和向其他人請教，我們發(fā)現(xiàn)焊錯了兩個CBB電容，有些地線也沒接好。改過之后，終于可以接收到數(shù)據(jù)。 通過實驗，發(fā)現(xiàn)了單片機其實還有很多東西沒弄懂，程序也不熟練，做項目更是缺乏經(jīng)