數(shù)據(jù)采集控制系統(tǒng)

本文格式為Word版，下載可任意編輯——數(shù)據(jù)采集控制系統(tǒng)電子設(shè)計培訓報告

——單片機多路數(shù)據(jù)采集控制系統(tǒng)—軟件仿真

一、課程設(shè)計的目的

運用單片機原理及應用等課程知識，根據(jù)題目要求進行軟件仿真的設(shè)計和調(diào)試，從而加深對本程序知識的理解，把學過的比較零碎的知識系統(tǒng)化，比較系統(tǒng)的學校開發(fā)單片機的應用系統(tǒng)的基本步驟和基本方法，使學生應用知識能力、設(shè)計能力、調(diào)試能力以及報告撰寫能力等有一定的提高。

二、課程設(shè)計要求

用8051單片機設(shè)計數(shù)據(jù)采集控制系統(tǒng)，基本要求如下：1、可實現(xiàn)8路數(shù)據(jù)采集，假設(shè)8路信號均為0-5v的電壓信號；2、采集數(shù)據(jù)可通過lcd顯示，顯示格式為：[通道號]：4.5v

3、可通過鍵盤設(shè)置采集方式；（單點采集、多路巡測、采集時間間隔）

4、具有異常數(shù)據(jù)聲音報警功能：對第一路數(shù)據(jù)可設(shè)置正常數(shù)據(jù)的上限值和下限值，當采集的數(shù)據(jù)出現(xiàn)異常，發(fā)出報警信號。選做功能：1、異常數(shù)據(jù)音樂報警

2、可輸出8路順序控制信號，設(shè)每路順序控制信號為一位，順序控制流程為

三、方案設(shè)計

根據(jù)設(shè)計要求，采用的方案如下：硬件部分實現(xiàn)對8路數(shù)據(jù)采集和顯示的功能，包括MCS-51單片機、ADC0808、LCD1602；軟件部分實現(xiàn)單片機對8路輸入數(shù)據(jù)的采集以及對LCD的顯示操作。

主要設(shè)計思想：單片機P1與ADC0808相連，P0與LCD連接。模擬信號通過IN0——IN7輸入到ADC0808中轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，P1獲得此值后，經(jīng)過處理得到每位的數(shù)據(jù)后，通過P0口寫數(shù)據(jù)到LCD屏上。硬件設(shè)計：1.MCS51單片機

MCS-51單片機的內(nèi)部資源主要有并行I/O接口、定時器/計數(shù)器、串行接口以及中斷系統(tǒng)。其外部引腳如圖2所示。

圖2MCS-51單片機

2.數(shù)據(jù)采集、模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊

這一模塊主要有ADC0808轉(zhuǎn)化器和電位器組成成。ADC0808是CMOS單片型逐次迫近式A/D轉(zhuǎn)換器，它由8路模擬開關(guān)、地址鎖存與譯碼器、比較器、8位開關(guān)樹型A/D轉(zhuǎn)換器、逐次迫近寄放器、規(guī)律控制和定時電路組成。該部分構(gòu)成如圖3所示。

圖3模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊

2.1輸入輸出端

1.IN0～IN7：8路模擬量輸入端。

2.OUT1～OUT8：8位數(shù)字量輸出端。2.2傳輸通道選擇端

ADDA、ADDB、ADDC：3位地址輸入線，用于選通8路模擬輸入中的一路。2.3使能端

1.ALE：地址鎖存允許信號，輸入，高電平有效。

2.START：A/D轉(zhuǎn)換啟動脈沖輸入端，輸入一個正脈沖（至少100ns寬）使其啟動（脈沖上升沿使0809復位，下降沿啟動A/D轉(zhuǎn)換）。

3.EOC：A/D轉(zhuǎn)換終止信號，輸出，當A/D轉(zhuǎn)換終止時，此端輸出一個高電平（轉(zhuǎn)換期間一直為低電平）。

4.OE：數(shù)據(jù)輸出允許信號，輸入，高電平有效。當A/D轉(zhuǎn)換終止時，此端輸入一個高電平，才能開啟輸出三態(tài)門，輸出數(shù)字量。

5.CLK：時鐘脈沖輸入端。要求時鐘頻率不高于640KHZ。6.REF（+）、REF（-）：基準電壓。3.LCD顯示電路

顯示模塊選用1602型LCD顯示模塊。1602型LCD顯示模塊具有體積小，功耗低，顯示內(nèi)容豐富等特點。1602型LCD可以顯示2行16個字符，有8位數(shù)據(jù)總線D0-D7和RS,R/W,EN三個控制端口，工作電壓為5V，并且具有字符對比度調(diào)理和背光功能。其外部引腳如圖4所示。

圖4LCD1602

3.1各引腳功能

1.VSS:電源地。2.VDD:電源正極。3.VEE:液晶顯示偏壓信號。4.RS:數(shù)據(jù)/命令選擇端。5.R/W:讀寫選擇端。6.E:使能信號。

7.D0-D7:數(shù)據(jù)輸入/輸出口。

4.異常數(shù)據(jù)警報模塊

當出現(xiàn)異常數(shù)據(jù)時（即數(shù)據(jù)超過設(shè)定上限或下限值），出現(xiàn)亮燈警報與音樂警報，具體電路圖如圖5所示。

圖5警報電路

四、軟件設(shè)計

設(shè)計思想：ADC0809的使能控制端連接在單片機P3口，操作時由程序控制。當A/D轉(zhuǎn)換終止后由單片機將P1口A/D轉(zhuǎn)換后的數(shù)據(jù)附給P0口，進而由連接在P0口的LCD顯示。對各子程序及主程序功能描述、流程圖在以下做具體介紹。

五、調(diào)試及結(jié)果

根據(jù)方案設(shè)計結(jié)果，進行了硬件電路在Proteaus下的仿真。

當通過電位器調(diào)理AD轉(zhuǎn)換器輸入端的電壓時，模擬電壓值經(jīng)過AD轉(zhuǎn)換后，經(jīng)由單片機將轉(zhuǎn)換后的電壓值發(fā)送至P0口，供LCD進行顯示。

1.對8路電壓進行采集，經(jīng)由AD轉(zhuǎn)換器進行轉(zhuǎn)化，轉(zhuǎn)化后的16進制數(shù)存于單片機

的內(nèi)部存儲器中。

2.對轉(zhuǎn)換后的電壓進行顯示。將內(nèi)部存儲器中存儲的轉(zhuǎn)化后的電壓對應的16進制

數(shù)付給P0口，由LCD進行顯示。調(diào)理電位器LCD的顯示數(shù)據(jù)也會發(fā)生變化。3.對鍵盤的控制，按下Menu鍵：開啟多路循環(huán)采集；Add/Cut鍵：單路采集時，

進行換路加/減1。

4.檢測警報，當出現(xiàn)異常數(shù)據(jù)時（即數(shù)據(jù)超過設(shè)定上限或下限值），出現(xiàn)亮燈警報

并播放音樂警報。

六、終止語

經(jīng)過兩周的課程設(shè)計，加深了我對單片機的實際應用方面的了解。作為一個人電子專業(yè)的學生，不進行自主的實踐，永遠也學不到真東西。對于proteus，之前我們有一定的基礎(chǔ)，所以遇到的麻煩也不多，基本就很快解決了。之后就是程序的編寫，根據(jù)課設(shè)任務(wù)的要

求，寫出程序基本流程，按著程序流程圖一步一步的得到能實現(xiàn)數(shù)據(jù)輸入輸出的程序，其中遇到好多問題，實在琢磨不出，就請教了一下同學，然后加以修改。問題隨之又來，當我將寫好的程序進行實物仿真時，結(jié)果有點不同，沒有得到期望的結(jié)果，最終經(jīng)過查閱資料將程序、Proteus仿真、硬件的端口一一對應，才得出了爭確的結(jié)果。理論知識同樣很重要，有些問題都是由于基礎(chǔ)知識把握不好才出現(xiàn)的?？傊?，要想做好一個硬件，理論知識基礎(chǔ)，動手能力也必需過關(guān)，二者缺一不可，我會繼續(xù)努力學習這方面的知識，通過類似課設(shè)這種方式鍛煉自己，達到學以致用。

附錄一

LCDENEQUP1.5LCDRSEQUP1.6LCDRWEQUP1.7

TENEQU35H;時間調(diào)整個位上的數(shù)ONEEQU36H;時間調(diào)整小數(shù)位上的數(shù)ORG0000HLJMPMAINORG0030H

MAIN:NOP

MOVR1,#2FH;R1存儲通道號代碼

MOVR2,#0EFH;R2存儲開啟通道號地址

MOVDPTR,#1FFFH;使ADCS置0，運行ADC0808

LOOP:MOVA,R1;通道號代碼增01HINCAMOVR1,A

CJNEA,#36H,LOOP2LJMPMAIN

LOOP2:MOVA,R2;通道號地址增20HADDA,#20HMOVR2,AMOVA,R2

MO@DPTR,A;;啟動A/D轉(zhuǎn)換

;/**********************延遲****************************