單片機(jī)控制的多參數(shù)實(shí)時(shí)采集與處理系統(tǒng)設(shè)計(jì)

摘要：本文以AT89C52單片機(jī)為核心，采用A／D轉(zhuǎn)換芯片ADC0809，設(shè)計(jì)了兩路直流電壓信號(hào)實(shí)時(shí)采集系統(tǒng)，對(duì)信號(hào)進(jìn)行采集、轉(zhuǎn)換、處理、存儲(chǔ)，通過(guò)單片機(jī)串行口送給PC機(jī)，在STC_ISP_V394開(kāi)發(fā)環(huán)境的串行調(diào)試窗口下實(shí)時(shí)顯示。文中詳細(xì)論述了系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)和程序流程圖的結(jié)構(gòu)，此采集和處理系統(tǒng)具有較強(qiáng)的移植性和通用性。
關(guān)鍵詞：單片機(jī)：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(shí)時(shí)采集對(duì)監(jiān)控設(shè)備正常運(yùn)行有著十分重要的作用。多參數(shù)信號(hào)采集是將監(jiān)控現(xiàn)場(chǎng)的物理量、化學(xué)量或生物量通過(guò)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(hào)，經(jīng)過(guò)單片機(jī)的處理，一方面反饋給控制部件對(duì)監(jiān)控對(duì)象進(jìn)行控制調(diào)整，另一方面送給顯示單元，實(shí)時(shí)顯示采集的信號(hào)數(shù)據(jù)。在航空、汽車、通信、園林等控制領(lǐng)域，多參數(shù)實(shí)時(shí)采集與處理是自動(dòng)控制系統(tǒng)的核心。但是專用的數(shù)據(jù)采集設(shè)備價(jià)格動(dòng)輒上萬(wàn)，高速數(shù)據(jù)采集卡的價(jià)格也在千元以上，而且這類設(shè)備大多有固定的接口，無(wú)法適應(yīng)千差萬(wàn)別的被測(cè)對(duì)象的需求，不具有通用性。本文從應(yīng)用角度出發(fā)，設(shè)計(jì)分辨率為8位的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，在STC_ISP_V394軟件環(huán)境的支持下，通過(guò)PC機(jī)實(shí)時(shí)顯示采集的參數(shù)。下位機(jī)以AT89C52單片機(jī)為控制單元，8路A／D轉(zhuǎn)換芯片ADC0809采集兩路電壓信號(hào)：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(guò)串行通信方式發(fā)送到上位機(jī)實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)顯示。本系統(tǒng)利用不同的傳感器取代兩路電壓信號(hào)的采集，適用于各種控制電路，具有較強(qiáng)的通用性。

1 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)
數(shù)據(jù)采集與處理系統(tǒng)分為單片機(jī)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(gè)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(gè)8通道多路開(kāi)關(guān)，由于內(nèi)部進(jìn)行轉(zhuǎn)換的轉(zhuǎn)換器只有一個(gè)，所以只能對(duì)8路模擬量信號(hào)進(jìn)行分時(shí)轉(zhuǎn)換，根據(jù)鎖存地址線譯碼后的信號(hào)，某一時(shí)刻只選通8路模擬輸入信號(hào)中的一路，以逐次逼近原理進(jìn)行模一數(shù)轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換時(shí)間為100μs，轉(zhuǎn)換精度為8位。