基于基于ADC0809和和51单片机的多路数据采集系统设计单片机的多路数据采集系统设计[图图]
给出了采用8051单片机为核心来实现多路数据采集与通信控制的设计方法。该方法将8路被测电压通过通用
ADC0809模数转换来实现对采集到的数据进行模拟量到数字量的转换,然后由单片机对数据进行处理,再将数
据通过串行口传输到PC机上,同时采用MAX232接口芯片来实现MCU与PC机间的电平匹配,最后由PC机完成
数据的接收和显示。
“数据采集”是指将温度、压力、流量、位移等模拟物理量采集并转换成数字量后,再由计算机进行存储、处理、显示和打印的
过程,相应的系统称为数据采集系统。
本文的主要任务是对0~5V的直流电压进行测量并送到远端的PC机上进行显示。由于采集的是直流信号,对于缓慢变化的信
号不必加采样保持电路,因此选用市面上比较常见的逐次逼近型ADC0809芯片,该芯片转换速度快,价格低廉,可以直接将
直流电压转换为计算机可以处理的数字量。同时选用低功耗的LCD显示器件来满足其在终端显示采集结果的需求。终端键盘控
制采用尽可能少的键来实现控制功能,为了防止键盘不用时的误操作,设计时还设置了锁键功能,在键盘的输入消抖方面,则
采用软件消抖方法来降低硬件开销,提高系统的抗干扰能力。软件设计方面则采用功能模块化的设计思想;键盘
1 数据采集系统的硬件结构数据采集系统的硬件结构
数据采集系统的硬件结构一般由信号调理电路、多路切换电路、采样保持电路、A/D转换器以及单片机等组成。本文主要完成
功能的系统硬件框图如图1所示。
多路数据采集系统设计" height="153"
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2 ADC0809模数转换器简介模数转换器简介
2.1 ADC0809的结构功能的结构功能
本数据采集系统采用计算机作为处理器。电子计算机所处理和传输的都是不连续的数字信号,而实际中遇到的大都是连续变化
的模拟量,模拟量经传感器转换成电信号后,需要模/数转换将其变成数字信号才可以输入到数字系统中进行处理和控制,因
此,把模拟量转换成数字量输出的接口电路,即A/D转换器就是现实信号转换的桥梁。
目前,世界上有多种类型的A/D转换器,如并行比较型、逐次逼近型、积分型等。本文采用逐次逼近型A/D转换器,该类A/D
转换器转换精度高,速度快,价格适中,是目前种类最多,应用最广的A/D转换器。逐次逼近型A/D转换器一般由比较器、
D/A转换器、寄存器、时钟发生器以及控制逻辑电路组成。
ADC0809就是一种CMOS单片逐次逼近式A/D转换器,其内部结构如图2所示。该芯片由8路模拟开关、地址锁存与译码器、
比较器、8位开关树型D/A转换器、逐次逼近寄存器、三态输出锁存器等电路组成。因此,ADC0809可处理8路模拟量输入,
且有三态输出能力。该器件既可与各种微处理器相连,也可单独工作。其输入输出与TTL兼容。
ADC0809是8路8位A/D转换器(即分辨率8位),具有转换起停控制端,转换时间为100μs采用单+5V电源供电,模拟输入电压范
围为0~+5V,且不需零点和满刻度校准,工作温度范围为-40~+85℃功耗可抵达约15mW。
ADC0809芯片有28条引脚,采用双列直插式封装,图3所示是其引脚排列图。各引脚的功能如下:
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