单片机 数据采集系统 实验报告
数据采集实验报告
基于Labwindows/CVI 的数据采集实验报告一、实验目的通过软件Labwindows/CVI 编写仪器面板，将外部信号接于数据采集卡的模拟输入0号通道，外部信号由单片和AD9850组成的信号发生器发出。
当在仪器面板上单击“开始”按钮时，信号发生器所发出的信号显示在面板上。
仪器面板如下图所示。
二、实验器材PC 机一台，单片机开发箱，信号发生器，数据采集卡，示波器，220V 交流电源，导线若干等。
三、实验原理1.显示波形的原理框图如下：信号 采集卡 计算机 LabWindows/CVI 软件在上图所示的框图中，计算机对采集卡发出指令，启动采集卡，计算机将采集的信号数据进行存储、处理和显示，从而将波形显示在面板上。
采集卡将被测信号转为离散的数字信号，并保存在计算机的数组中，计算机通过Labwindows/CVI软件将保存在数组中的离散数字信号显示在图形控件中。
2.主要程序流程图开始主函数加载显示图形用户界面调用StartCallback函数定义所用通道数定义采样频率nidaqAICreateTask ( ) // 创建采样任务nidaqAIConfigScanClockRate ( ) // 设置扫描速率nidaqAIConfigBuffer ( ) // 设置缓冲区大小nidaqAIStart( ) // 采样任务开始nidaqAIRead ( ) // 从缓冲中读取数据nidaqAIStop ( ) //结束采样任务DeleteGraphPlot( ) // 先清除Graph 上已有的图形PlotY( ) // 把从缓冲中读到的数据画到Graph上（显示波形）调用CloseCallback函数QuitUserInterface (0) // 退出界面四、实验步骤1.面板设计（1）启动Labwindows/CVI，在工程窗口中如下操作：File—New—User Interface（*.uir）进入用户界面编辑窗口，在用户界面编辑窗口中如下操作：Create—Panel创建新仪器面板，并取名为PANEL，标题签设为“数据采集显示仪”，调整好面板的标题字体的样式和面板的颜色大小等等。
单片机实验数据采集_AD转换
单片机实验报告姓名： XX班级： XXXXX学号： XXXXXXX专业：电气工程与自动化实验1 名称：数据采集_A/D转换一、实验目的⑴掌握A/D转换与单片机接口的方法；⑵了解A/D芯片0809 转换性能及编程方法；⑶通过实验了解单片机如何进行数据采集。
二、实验设备装有proteus和keil软件的电脑一台三、实验说明及实验原理：A/D 转换器大致分有三类：一是双积分A/D 转换器，优点是精度高，抗干扰性好，价格便宜，但速度慢；二是逐次逼近式A/D转换器，精度、速度、价格适中；三是并联比较型A/D转换器，速度快，价格也昂贵。
实验用ADC0809属第二类，是8位A/D转换器。
每采集一次一般需100μs。
由于ADC0809A/D 转换器转换结束后会自动产生EOC 信号（高电平有效），取反后将其与8031 的INT0 相连，可以用中断方式读取A/D转换结果。
ADC0809 是带有8 位A/D转换器、8 路多路开关以及微处理机兼容的控制逻辑的CMOS组件。
它是逐次逼近式A/D转换器，可以和单片机直接接口。
(1) ADC0809 的内部逻辑结构由图1.1 可知，ADC0809 由一个8 路模拟开关、一个地址锁存与译码器、一个A/D 转换器和一个三态输出锁存器组成。
多路开关可选通8 个模拟通道，允许8 路模拟量分时输入，共用A/D 转换器进行转换。
三态输出锁器用于锁A/D 转换完的数字量，当OE 端为高电平时，才可以从三态输出锁存器取走转换完的数据。
(2) ADC0809 引脚结构ADC0809各脚功能如下：D7 ~ D0：8 位数字量输出引脚。
IN0 ~ IN7：8位模拟量输入引脚。
VCC：+5V工作电压。
GND：地。
REF（+）：参考电压正端。
REF（-）：参考电压负端。
START：A/D转换启动信号输入端。
ALE：地址锁存允许信号输入端。
（以上两种信号用于启动A/D转换）.EOC：转换结束信号输出引脚，开始转换时为低电平，当转换结束时为高电平。
基于单片机的实验室数据采集系统的设计
基于单片机的实验室数据采集系统的设计
随着科技的不断发展，实验室数据采集系统在科学研究和工程实践中扮演着越来越重要的角色。
本文将介绍一种。
实验室数据采集系统是指通过传感器将实验室中的数据采集并传输到计算机或其他设备中进行处理和分析的系统。
为了设计一款高效可靠的实验室数据采集系统，我们选择了单片机作为主要控制器。
在本系统中，我们选用了一款性能稳定可靠的单片机作为主控制器，其具有较高的运算速度和良好的扩展性。
同时，我们还选择了多种传感器来采集实验室中的各类数据，如温度、湿度、压力等。
在系统的硬件设计中，我们采用了模块化设计的思路，将主控制器、传感器和通信模块分别设计成独立的模块，以提高系统的可维护性和易扩展性。
同时，我们还采用了多种接口标准，如USB、RS232等，以便于与计算机或其他设备进行数据交互。
在系统的软件设计中，我们采用了嵌入式C语言进行编程。
通过编写相应的程序，我们可以实现数据的采集、存储和传输等功能。
同时，为了提高系统的稳定性和可靠性，我们还加入了异常处理和数据校验等功能。
在实际应用中，该实验室数据采集系统具有很大的应用前景。
它可以广泛应用于各类实验室中，如化学实验室、物理实验室、生物实验室等。
通过采集和分析实验数据，研究人员可以更好地理解实验现象，推动科学研究的进展。
总之，基于单片机的实验室数据采集系统的设计是一个具有挑战性和实用性的工程项目。
通过合理的硬件设计和软件编程，我们可以实现高效可靠的数据采集和处理。
这将为科学研究和工程实践提供强有力的支持，推动科技创新和社会发展。
基于ARM多路采集系统实验报告汇总
前言多路数据采集系统在现代工业中是必不可少的。
基于单片机的多路数据采集系统是一种对单片机性能要求中等，结构简单，实用性较强的低端电子产品，单片机作为核心器件，以其体积小、成本低、速度快、升级容易等优点具有很好的现实意义。
单片机实现的数据采集系统的应用越来越多的被采用.本文介绍了基于ARM的数据采集的硬件设计和软件设计，数据采集系统是模拟域与数字域之间必不可少的纽带，它的存在具有着非常重要的作用。
本文介绍的重点是数据采集系统，而该系统硬件部分的重心在于单片机。
数据采集与通信控制采用了模块化的设计，数据采集与通信控制采用了ARM单片机来实现，硬件部分是以ARM为核心，还包括A/D模数转换模块，显示模块，和串行接口部分。
该系统从机负责数据采集并应答主机的命令。
8路被测电压通过模数转换器ADC0809进行模数转换，实现对采集到的数据进行模拟量到数字量的转换，并将转换后的数据通过串行口MAX232传输到上位机，由上位机负责数据的接受、处理和显示，并用LED数码显示器来显示所采集的结果。
软件部分应用keil编写控制软件，对数据采集系统、模数转换系统、数据显示、数据通信等程序进行了设计。
关键词：数据采集 ARM ADC0809 MAX232目录前言 (1)第1章绪论 (3)§1.1研究背景及其目的意义 (3)§1.2课题设计内容及要求 (5)§1.3硬件设计方案 (6)§1.4 软件设计方案 (7)第2章多路数据采集系统的硬件设计 (10)§2.1 ARM芯片控制模块 (10)§2.2 模拟电压采集接口模块 (12)§2.3 LCD显示模块 (14)第3章多路数据采集系统的软件设计 (17)§3.1 主程序流程的设计 (17)§3.1.1 开关量检测的软件设计 (18)§3.1.2 LCD显示的软件设计 (18)§3.2定时中断的软件设计 (19)§3.2.1 AD转换的软件设计 (20)§3.2.2 键盘扫描的软件设计 (21)结论 (22)参考文献 (23)致谢 (23)附录 (24)第一章绪论1.1研究背景及其目的意义近年来，数据采集及其应用受到了人们越来越广泛的关注，数据采集系统也有了迅速的发展，它可以广泛的应用于各种领域。
数据采集存储系统实验报告
数据采集存储系统陈俣兵任加勒蔡露薇摘要：本系统以C8051F360单片机最小系统为核心，结合FPGA及高速A/D数据采集模块，可靠地实现对一路外部信号进行采集、存储及FFT频谱分析。
系统硬件可以分为模拟部分和数字部分。
模拟电路主要包括信号调理电路、锁相环模块及A/D模块、D/A模块。
调理电路主要调节信号的幅度及直流偏置，以满足A/D对输入信号1~2V的幅度要求。
锁相环模块为A/D模块提供时钟信号，以实现对输入信号的整周期采样，防止频谱泄露。
数字部分主要由FPGA实现，用于数据的存储、传输等。
本系统对锁相环的使用实现了采样频率对输入信号的跟踪，大大增加了输入信号频率变化范围。
测试显示本系统谐波分量测量误差小于1%，系统稳定可靠。
关键字：FFT C8051F360 FPGA 锁相环一、方案选择与论证1.系统整体方案比较与选择方案一：采用扫频外差法。
将输入信号和扫频本振产生的信号混频，使变频后信号不断移入窄带滤波器，进而逐个选出被测频谱分量。
这种方法的优点是扫频范围大，但对硬件电路要求较高，分辨率不高，难以满足题目要求。
方案二：采用单片机来实现。
采用单片机系统控制AD转换器将交流电压电流信号存入缓冲区后，由CPU进行频谱分析以及功率计算。
此方案可以使控制模块的设计较为简单。
但是，频谱分析的计算（如FFT）具有数据量大，乘法运算居多的特点。
此弊端只能通过减少采样点数或外扩运算芯片来解决，前者会降低测量精度，而后者会增加外围硬件设计的复杂程度。
方案三：C8051F360单片机结合FPGA及锁相环模块实现。
利用锁相环模块对输入信号频率进行跟踪，能够实现对信号每个周期采集相同点的数据，保证了单片机进行频谱分析（FFT运算）时，数据的正确性。
利用FPGA设计两个双口RAM，一个用于存储采集的外部信号数据，另一个用于存储单片机进行FFT运算过程中的大量数据。
此方案硬件电路十分简单，且能够按需求方便地改变采集的数据量大小，提高运算结果的精度。
单片机数据采集控制系统设计报告
单片机数据采集控制系统设计报告前言单片机的应用介绍（1）在智能仪器仪表中的应用：在各类仪器仪表中引入单片机，使仪器仪表智能化，提高测试的自动化程度和精度，简化仪器仪表的硬件结构，提高其性能价格比。
（2）在机电一体化中的应用：机电一体化产品是指集机械、微电子技术、计算机技术于一本，具有智能化特征的电子产品。
（3）在实时过程控制中的应用：用单片机实时进行数据处理和控制，使系统保持最佳工作状态，提高系统的工作效率和产品的质量。
（4）在人类生活中的应用：目前国外各种家用电器已普通采用单片机代替传统的控制电路。
（5）在其它方面的应用：单片机除以上各方面的应用，它还广泛应用于办公自动化领域、商业营销领域、汽车及通信、计算机外部设备、模糊控制等各领域中。
1、课程设计的目的和要求1.1 课程设计的目的运用单片机原理及其应用等课程知识,根据题目要求进行软硬件系统的设计和调试,从而加深对本课程知识的理解, 把学过的比较零碎的知识系统化，比较系统的学习开发单片机应用系统的基本步骤和基本方法，使学生应用知识能力、设计能力、调试能力以及报告撰写能力等有一定的提高。
1.2 课程设计要求：用8051单片机设计数据采集控制系统，基本要求如下：（1）可实现8路数据的采集，假设８路信号均为0-5V的电压信号；（2）采集数据可通过数码管显示，显示格式为：[通道号] 电压值，如[0 1] 4.5（3）可通过键盘设置采集方式；（单点采集、多路巡测、采集时间间隔*）（4）具有异常数据声音报警功能：对第一路数据可设置正常数据的上限值和下限值，当采集的数据出现异常，发出报警信号。
DAC0832芯片内有两级输入寄存器，使DAC0832具备双缓冲、单缓冲和直通三种输入方式，以便适于各种电路的需要(如要求多路D/A异步输入、同步转换等)。
D/A转换结果采用电流形式输出。
要是需要相应的模拟信号，可通过一个高输入阻抗的线性运算放大器实现这个供功能。
运放的反馈电阻可通过RFB端引用片内固有电阻，还可以外接。
数据采集系统实验报告报告
选择美国ATMEL公司的CMOS8位单片机AT89C51，其工作电压为2.7~6V，具有低电压低功耗性能和高性价比，兼容标准MCS-51指令系统，4Kbytes的PEROM和128bytes的RAM，片内置通用的8位中央处理器（CPU）和Flash存储单元。
AT89C51是一种带有4 KB闪烁可编程可擦除只读存储器的低电压，高性能CMOS 8位微处理器，可为很多嵌入式控制系统提供灵活且价廉的方案。所以，本设计采用ATMEL公司的AT89C51作为程序的主控芯片。
一、
根据题目基本要求，可将其划为如下几个部分：
4路模拟信号A/D转换
单片机数据处理
LED显示测量结果
D/A转换模拟量输出
系统框图如图1所示：
图1单片机数据采集系统框图
1
由于被测电压范围为0~5V，分辨率为8位，转换时间为100us，所以A/D转换部分，本系统选择常用的8路8位逐次逼近式A/D转换器ADC0809。
Vcc：电源输入线(+5v~+15v)
Vref：基准电压输入线(-10v~+10v)
AGND：模拟地,摸拟信号和基准电源的参考地.
DGND：数字地,两种地线在基准电源处共地比较好
二、
本系统硬件电路包括以下几个部分：
AT89C51外围电路（如时钟电路、复位电路等）
AT89C51和ADC0809接口电路
3
这里选择的是广州周立功单片机发展有限公司自行设计的数码管显示驱动及键盘扫描管理芯片ZLG7289B，它可直接驱动8位共阴式数码管（或64只独立LED），同时还可以扫描管理多达64只按键。ZLG7289B内部含有显示译码器，可直接接受BCD码或16进制码，并同时具有2种译码方式。此外，还具有多种控制指令，如消隐﹑闪烁﹑左移﹑右移﹑段寻址等。ZLG7289B采用SPI串行总线与微控制器接口，仅占用少数几根I/O口线。利用片选信号，多片ZLG7289B还可以并接在一起使用，能够方便地实现多于8位的显示或多于64只按键的应用。
最新电子系统设计实验报告多路数据采集系统设计单片机设计类终稿
电子系统设计报告题目:多路数据采集系统设计(单片机设计类摘要:本设计采用ATmega16单片机作为数据采集系统的控制核心,系统分为数据采集模块、A/D转换模块、软件控制模块、键盘模块和显示模块。
该系统硬件部分的重心在于单片机,首先数据采集模块采集由外接电路传输过来的两路不同电压,再通过A/D转换模块进行模数转换,实现对采集到的数据进行模拟量到数字量的转换,并将转换后的数据通过数码管显示出来,通过按键可以控制要采集哪路的模块。
该系统软件部分应用编写控制软件,对数据采集系统、模数转换系统、数据显示等程序进行了设计。
关键词:ATmega16单片机;数据采集;A/D转换。
Abstract:This design uses the ATmega16 MCU as the control core of a data acquisition system, system is divided into data acquisition module, A / D conversion module, the software control module, keyboard module and display module. The hardware of the system is the focus of scm. The first data acquisition module by the external circuit transmission over two different voltage, then through A / D conversion module for analog-digital conversion, to achieve the data collection for analog to digital conversion, and stores the converted data through the digital tube display, through the buttons can control which road to acquisition module. The system software application software of control, data acquisition system,A / D conversion system, data display program design.key words: ATmega16 MCU;Data acquisition;A / D conversion.一、设计目的和要求设计一个2路数据采集系统,需要采集的模拟信号为电压信号,用电位器构成的分压电路来模拟。
8路数据采集系统(数字电压)单片机课程设计报告
单片机课程设计报告班级：通信一班姓名：马楠学号：6007206095目录一、8051单片机系统简介二、硬件电路原理图设计及说明三、程序流程四、程序代码五、实验总结一、8051单片机系统简介单片微型计算机简称为单片机，又称为微型控制器，是微型计算机的一个重要分支。
单片机是70年代中期发展起来的一种大规模集成电路芯片，是CPU、RAM、ROM、I/O接口和中断系统于同一硅片的器件。
80年代以来，单片机发展迅速，各类新产品不断涌现，出现了许多高性能新型机种，现已逐渐成为工厂自动化和各控制领域的支柱产业之一。
MCS-51是标准的40引脚双列直插式集成电路芯片l P0.0~P0.7 P0口8位双向口线（在引脚的39~32号端子）。
l P1.0~P1.7 P1口8位双向口线（在引脚的1~8号端子）。
l P2.0~P2.7 P2口8位双向口线（在引脚的21~28号端子）。
l P3.0~P3.7 P3口8位双向口线（在引脚的10~17号端子）AT89S51单片机及其引脚说明AT89S51是美国ATMEL公司生产的低功耗，高性能CMOS 8位单片机，片内含4KB 的可系统编程的Flash只读程序存储器，器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存储技术生产，兼容标准8051指令系统及引脚。
它集Flash程序存储器既可在线编程（ISP）也可用传统方法进行编程及通用 8位微处理器于单片芯片中，具有高性价比。
AT89S51是一个有40个引脚的芯片，引脚配置如图2 AT89S51引脚配置所示。
图2 AT89S51引脚配置AT89S51芯片的40个引脚功能为：VCC 电源电压。
GND 接地。
RST 复位输入。
当RST变为高电平并保持2个机器周期时，将使单片机复位。
WDT溢出将使该引脚输出高电平，设置SFR AUXR的DISRTO位（地址8EH）可打开或关闭该功能。
DISKRTO位缺省为RESET输出高电平打开状态。
XTAL1 反向振荡放大器的输入及内部时钟工作电路的输入。
基于单片机的温度数据采集系统实验报告（可编辑）
基于单片机的温度数据采集系统实验报告班级电技101班姓名田波平学号1012020108指导老师仲老师题目基于单片机的温度数据采集系统一．设计要求1．被测量温度范围0120℃温度分辨率为05℃2．被测温度点2个每5秒测量一次3．显示器要求通道号2位温度4位精度到小数点后一位显示方式为定点显示和轮流显示4．键盘要求1定点显示设定2轮流显示设定3其他功能键二．设计内容1．单片机及电源模块设计单片机可选用AT89S51及其兼容系列电源模块可以选用7805等稳压组件本机输入电压范围9-12v2．存储器设计扩展串行I2C存储器AT24C02要求AT24C02的SCK接P32AT24C02的SDA接P34 2．传感器及信号转换电路温度传感器可以选用PTC热敏电阻信号转换电路将PTC输出阻值转换为0-5V3．AD转换器设计AD选用ADC0832要求ADC0832的CS端接P35ADC0832的DI端接P36ADC0832的DO端接P37ADC0832的CLK端接P21 4．显示器设计6位共阳极LED显示器段选a-h由P0口控制位选由P22-P27控制数码管由2N5401驱动5．键盘电路设计6个按键P22-P27接6个按键P34接公共端采用动态扫描方式检测键盘6．系统软件设计系统初始化模块键盘扫描模块数据采集模块标度变换模块显示模块等三．设计报告要求设计报告应按以下格式书写1封面2设计任务书3目录4正文5参考文献其中正文应包含以下内容1系统总体功能及技术指标描述2各模块电路原理描述3系统各部分电路图及总体电路图用PROTEL绘制4软件流程图及软件清单5设计总结及体会四参考资料1李全利单片机原理及接口技术高等教育出版社20042于永51单片机常用模块与综合系统设计实例精讲电子工业出版社2007 目录项目研究意义项目研究内容1 单片机及电源模块设计2存储器设计3AD转换器设计4显示器设计5键盘电路设计6系统软件设计三．项目心得参考文献项目的研究意义 21世纪的今天科学技术的发展日新月异科学技术的进步同时也带动了测量技术的发展现代控制设备不同于以前它们在性能和结构发生了翻天覆地的变化我们已经进入了高速发展的信息时代测量技术是当今社会的主流广泛地深入到应用工程的各个领域温度是工业农业生产中常见的和最基本的参数之一在生产过程中常需对温度进行检测和监控采用微型机进行温度检测数字显示信息存储及实时控制对于提高生产效率和产品质量节约能源等都有重要的作用伴随工业科技农业科技的发展温度测量需求越来越多也越来越重要但是在一些特定环境温度监测环境范围大测点距离远布线很不方便这时就要采用无线方式对温度数据进行采集本设计是以Atmel公司的AT89C52单片机作为控制核心通过ADC0832模数转换对所测的温度进行数字量变化且通过数码管进行相应的温度显示因为采用微型机进行温度检测数字显示信息存储及实时控制对于提高生产效率和产品质量节约能源等都有重要的作用并且温度参数对工业生产的重要性所以温度测量系统的精确度和智能化一直受到企业的重视所以学习并研究温度测量及相关知识可做为一个较为实用的课题的方向能获得较实用的知识和方法因此温度测控技术是一个很实用也很重要的技术值得去研究掌握它应用的领域也相当广泛可以应用到消防电气的非破坏性温度检测电力电讯设备的过热故障预知检测空调系统的温度检测各类运输工具之组件的过热检测保全与监视系统之应用医疗与健诊的温度测试化工机械等设备温度过热检测因此前景是相当的可观研究内容1 单片机及电源模块设计单片机 AT89C52简介如图51-1所示为AT89C52芯片的引脚图兼容标准MCS-51指令系统的AT89S52单片机是一个低功耗高性能CHMOS的单片机片内含4KB在线可编程Flash存储器的单片机它与通用80C51系列单片机的指令系统和引脚兼容AT89C52单片机片内的Flash可允许在线重新编程也可用通用非易失性存储编程器编程片内数据存储器内含128字节的RAM有40个引脚32个外部双向输入输出IO端口具有两个16位可编程定时器中断系统是具有6个中断源5个中断矢量2级中断优先级的中断结构震荡器频率0到33MHZ因此我们在此选用12MHZ 的晶振是比较合理的具有片内看门狗定时器具有断电标志POF等等AT89S51具有PDIPTQFP和PLCC三种封装形式[8] 图51-1 AT89S52引脚图上图就是PDIP封装的引脚排列下面介绍各引脚的功能52 AT89C52引脚说明P0口8位开漏级双向IO口P0口可作为通用IO口但须外接上拉电阻作为输出口每各引脚可吸收8各TTL的灌电流作为输入时首先应将引脚置1P0也可用做访问外部程序存储器和数据存储器时的低8位地址数据总线的复用线在该模式下P0口含有内部上拉电阻在FLASH编程时P0口接收代码字节数据在编程效验时P0口输出代码字节数据需要外接上拉电阻P1口8位双向I0口内部含有上拉电阻P1口可作普通IO口输出缓冲器可驱动四个TTL负载用作输入时先将引脚置1由片内上拉电阻将其抬到高电平P1口的引脚可由外部负载拉到低电平通过上拉电阻提供电流在FLASH并行编程和校验时P1口可输入低字节地址在串行编程和效验时P15MO-SIP16MISO和P17SCK 分别是串行数据输入输出和移位脉冲引脚P2口具有内部上拉电阻的8位双向IO口P2口用做输出口时可驱动4各TTL 负载用做输入口时先将引脚置1由内部上拉电阻将其提高到高电平若负载为低电平则通过内部上拉电阻向外部输出电流CPU访问外部16位地址的存储器时P2口提供高8位地址当CPU用8位地址寻址外部存储时P2口为P2特殊功能寄存器的内容在FLASH并行编程和校验时P2口可输入高字节地址和某些控制信号P3口具有内部上拉电阻的8位双向口P3口用做输出口时输出缓冲器可吸收4各TTL的灌电流用做输入口时首先将引脚置1由内部上拉电阻抬位高电平若外部的负载是低电平则通过内部上拉电阻向输出电流在与FLASH并行编程和校验时P3口可输入某些控制信号P3口除了通用IO口功能外还有替代功能如表53-1所示表53-1 P3口的替代功能引脚符号说明P30 RXD 串行口输入P31 TXD 串行口输出P32 INT0 外部中断0 P33 INT1 外部中断1 P34 T0 T0定时器的外部的计数输入P35 T1 T1定时器的外部的计数输入P36 WR 外部数据存储器的写选通P37 RD 外部数据存储器的读选通RST复位端当振荡器工作时此引脚上出现两个机器周期的高电平将系统复位ALE 当访问外部存储器时ALE允许地址锁存是一个用于锁存地址的低8位字节的书粗脉冲在Flash 编程期间此引脚也可用于输入编程脉冲在正常操作情况下ALE以振荡器频率的16的固定速率发出脉冲它是用作对外输出的时钟需要注意的是每当访问外部数据存储器时将跳过一个ALE脉冲如果希望禁止ALE操作可通过将特殊功能寄存器中位地址为8EH那位置的0来实现该位置的1后ALE仅在MOVE或MOVC指令期间激活否则ALE引脚将被略微拉高若微控制器在外部执行方式ALE禁止位无效外部程序存储器读选取通信号当AT89S51在读取外部程序时每个机器周期将PSEN激活两次在此期间内每当访问外部数据存储器时将跳过两个信号Vpp访问外部程序存储器允许端为了能够从外部程序存储器的0000H至FFFFH单元中取指令必须接地然而要注意的是若对加密位1进行编程则在复位时的状态在内部被锁存执行内部程序应接VCC不当选择12V编程电源时在Flash编程期间这个引脚可接12V编程电压XTAL1振荡器反向放大器输入端和内部时钟发生器的输入端XTAL2振荡器反相放大器输出端[9] 电源模块电源电路电源变压器是将交流电网220V的电压变为所需要的电压值交流电经过二极管整流之后方向单一了但是电流强度大小还是处在不断地变化之中这种脉动直流一般是不能直接用来给集成电路供电的而要通过整流电路将交流电变成脉动的直流电压由于此脉动的直流电压还含有较大的纹波必须通过滤波电路加以滤除从而得到平滑的直流电压滤波的任务就是把整流器输出电压中的波动成分尽可能地减小改造成接近稳恒的直流电但这样的电压还随电网电压波动一般有±10左右的波动负载和温度的变化而变化因而在整流滤波电路之后还需要接稳压电路稳压电路的作用是当电网电压波动负载和温度变化时维持输出直流电压稳定220V交流电通过9V变压器变为9V的交流电9V交流电通过四个二极管的全桥整流后变为9V直流电然后经过电解电容470μF进行一级滤波以去除直流电里面的杂波防止干扰9V直流电出来后再经过三端稳压器LM7805稳压成为稳定的5V 电源其中7805的Vin脚是输入脚接9V直流电源正极GND是接地脚接9V直流电源负极Vout为输出脚它和接地脚的电压就是5V了5V电源出来再经过电解电容的二级滤波使5V电源更加稳定可靠同时在5V稳压电源加上一个10K的电阻和一个红色发光二极管当上电后红色发光二极管点亮表示电源工作正常此时一个稳定输出5V的电源已经设计好对于本设计它完全能够满足单片机及集成块所需电源的要求电源原理存储器设计本设计采用的是AT24C02外扩存储器工作电压18V～55V输入输出引脚兼容5V应用在内部结构128x8 1K 256x8 2K 512x8 4K 1024x8 8K 2048x8 16K二线串行接口输入引脚经施密特触发器滤波抑制噪声双向数据传输协议兼容400KHz18V25V27V36V支持硬件写保护高可靠性读写次数1000000 次–数据保存100 年引脚说明串行时钟信号引脚 SCL 在 SCL 输入时钟信号的上升沿将数据送入 EEPROM 件并在时钟的下降沿将数据读出串行数据输入输出引脚 SDA SDA 引脚可实现双向串行数据传输该引脚为开漏输出可与其它多个开漏输出器件或开集电极器件线或连接24C04 仅使用 A2A1 作为硬件连接的器件地址输入引脚在一个总线上最多可寻址四个 4K 器件A0 引脚内部未连接器件操作时钟及数据传输SDA引脚通常被外围器件拉高SDA引脚的数据应在 SCL 为低时变化当数据在SCL 为高时变化将视为下文所述的一个起始或停止命令起始命令当 SCL 为高SDA由高到低的变化被视为起始命令必须以起始命令作为任何一次读写操作命令的开始参见图5停止命令当 SCL为高SDA 由低到高的变化被视为停止命令在一个读操作后停止命令会使 EEPROM 进入等待态低功耗模式参见图5应答所有的地址和数据字节都是以 8 位为一组串行输入和输出的每收到一组 8 位的数据后EEPROM都会在第9 个时钟周期时返回应答信号每当主控器件接收到一组8 位的数据后应当在第9 个时钟周期向EEPROM 返回一个应答信号收到该应答信号后EEPROM 会继续输出下一组8 位的数据若此时没有得到主控器件的应答信号EEPROM 会停止读出数据直到主控器件返回一个停止命令来结束读周期等待模式24C010*******特有一个低功耗的等待模式可以通过以下方法进入该模式 a 上电收到停止位并且结束所有的内部操作后器件复位在协议中断下电或系统复位后器件可通过以下步骤复位1连续输入 9 个时钟2在每个时钟周期中确保当SCL 为高时SDA 也为高3建立一个起始条件总线时序程序设计如下void start 开始信号sda 1delaysck 1delaysda 0delayvoid stop 结束信号sda 0delaysck 1delaysda 1delayvoid respons 应答uchar isck 1delay while sda 1 i 250 isck 0delayvoid init 初始化sda 1delaysck 1delayvoid write_byte uchar date 写字节uchar itemptemp datefor i 0i 8itemp temp 1sck 0delaysda CYdelaysck 1delaysck 0delaysda 1delayuchar read_byte 读字节sck 0delaysda 1delayfor i 0i 8isck 1delayk k 1 sdasck 0delayreturn kvoid write_add uchar addressuchar date 写入外存储器中startwrite_byte 0xa0responswrite_byte addressresponswrite_byte datestopuchar read_add uchar address 从外存储器中读出数据uchar datestartwrite_byte 0xa0responswrite_byte addressresponsstartwrite_byte 0xa1responsdate read_bytestopreturn date3AD转换器设计ADC0832是美国国家半导体公司生产的一种8位分辨率双通道AD转换芯片由于它体积小兼容性强性价比高而深受单片机爱好者及企业欢迎其目前已经有很高的普及率学习并使用ADC0832可是使我们了解AD转换器的原理有助于我们单片机技术水平的提高ADC0832具有以下特点● 8位分辨率●双通道AD转换●输入输出电平与TTLCMOS相兼容● 5V电源供电时输入电压在05V之间●工作频率为250KHZ转换时间为32μS●一般功耗仅为15mW● 8P14PDIP双列直插PICC多种封装●商用级芯片温宽为0°C to 70°C工业级芯片温宽为40℃ to 85℃引脚图引脚功能如下 ADC0832为8位分辨率AD转换芯片其最高分辨可达256级可以适应一般的模拟量转换要求其内部电源输入与参考电压的复用使得芯片的模拟电压输入在05V之间芯片转换时间仅为32μS据有双数据输出可作为数据校验以减少数据误差转换速度快且稳定性能强独立的芯片使能输入使多器件挂接和处理器控制变的更加方便通过DI数据输入端可以轻易的实现通道功能的选择功能时序图当ADC0832未工作时其CS输入端应为高电平此时芯片禁用CLK和DODI的电平可任意当要进行AD转换时须先将CS使能端置于低电平并且保持低电平直到转换完全结束此时芯片开始转换工作同时由处理器向芯片时钟输入端CLK输入时钟脉冲DODI端则使用DI端输入通道功能选择的数据信号在第1个时钟脉冲的下沉之前DI端必须是高电平表示启始信号在第23个脉冲下沉之前DI 端应输入2位数据SGLOdd用于选择通道功能当此2位数据为10时只对CH0进行单通道转换当2位数据为11时只对CH1进行单通道转换当2位数据为00时将CH0作为正输入端INCH1作为负输入端IN-进行输入当2位数据为01时将CH0作为负输入端IN-CH1作为正输入端IN进行输入在完成输入启动位通道选择之后就可以开始读出数据转换得到的数据会被送出二次一次高位在前传送一次低位在前传送连续送出在程序读取二个数据后我们可以加上检验来看看数据是否被正确读取下面程序如下 unsigned char GetValue0832 bit Channel AD转换后的数据unsigned char idata1 0data2 0clk 0d0 1di 1cs 0cs 0时ADC0832有效clk 1delayclk 0第一个脉冲开始位d0 1di 1clk 1delayclk 0第二个脉冲模式选择di Channeld0 channel通道选择clk 1delayclk 0 第三个脉冲通道选择d0 1di 1for i 0i 8i 第一次读数从高到低时钟下降沿有效clk 1clk 0if d0 1di 1data1 0x80 ifor i 0i 8i 第二次从低到高读数下降沿有效if d0 1di 1data2 0x01 iclk 1delayclk 0cs 1d0 1di 1clk 1if data1 data2return data1键盘电路设计6个按键P22-P27接6个按键P34接公共端采用动态扫描方式检测键盘 uint keyscanuchar tempP33 0temp P20xf0if temp 0xf0Delayms 10temp P20xf0if temp 0xf0switch tempcase 0x70return 1breakcase 0xb0return 2breakcase 0xd0return 3breakcase 0xe0return 4break显示模块采用6个共阳极数码管采用动态扫描的方式进行显示电路图如下图6显示模块 void Display void 显示温度的函数P27 0 选中第一个位选P0 LED[ucADC2100] 显示Delayms 1delay1 200P27 1P26 0 选中第一个位选P0 LED[ucADC210010]显示Delayms 1delay1 200P26 1P25 0 选中第一个位选P0 LED[ucADC210]-0x80 显示Delayms 1delay1 200P25 1P24 0 选中第一个位选P0 LED[ucADC21010] 显示Delayms 1delay1 200void display2 uchar auchar b 显示通道的函数P23 0P0 LED[a]Delayms 5delay1 200P23 1P22 0P0 LED[b]Delayms 5delay1 200P22 1软件设计其他应用到的程序 void main voiduint numwrite 0flag 0channel 0ucADC read_add 2TMOD 0x01ET0 1EA 1TH0 65536-50000 256TL0 65536-50000 256TR0 1while 1num keyscanswitch numcase 1channel 0 breakcase 2channel 1 breakcase 3flag 1breakcase 4flag 0breakucADC GetValue0832 channelDisplay display2 channel1if write 1write 0write_add 2ucADCvoid t0 interrupt 1定时器0TH0 65536-50000 256TL0 65536-50000 256tcntif tcnt 100tcnt 0write 1if flag 1channel channel三．项目心得系统基本实现了设计要求通过这次课程设计使我更加熟练的掌握了AT89C52AT24C02ADC0832等芯片的使用熟悉了领用C51语言编写程序控制单片机参考文献 1李全利单片机原理及接口技术高等教育出版社20042于永51单片机常用模块与综合系统设计实例精讲电子工业出版社2007。
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单片机数据采集系统实验报告
1、被测量温度范围：0-120℃，温度分辨率为0.5℃。
2、被测温度点：2个，每5秒测量一次。
3、显示器要求：通道号2位，温度4位（精度到小数点后一位）。
显示方式为定点显示和轮流显示。
4、键盘要求：
（1）定点显示设定；（2）轮流显示设定；（3）其他功能键。
设计内容：
1、单片机及电源模块设计：
单片机可选用AT89S51及其兼容系列，电源模块可以选用7805等稳压组件，本机输入电压范围9-12v。
2、存储器设计：
扩展串行I2C存储器AT24C02。
要求：
AT24C02的SCK接P3.2
AT24C02的SDA接P3.4
2、传感器及信号转换电路：
温度传感器可以选用PTC热敏电阻，信号转换电路将PTC输出阻值转换为0-5V。
3、A/D转换器设计：
A/D选用ADC0832。
要求：
ADC0832的CS端接P3.5
ADC0832的DI端接P3.6
ADC0832的DO端接P3.7
ADC0832的CLK端接P2.1
4、显示器设计：
6位共阳极LED显示器，段选（a-h）由P0口控制，位选由
P2.2-P2.7控制。
数码管由2N5401驱动。
5、键盘电路设计：
6个按键，P2.2-P2.7接6个按键，P3.4接公共端，采用动态扫描方式检测键盘。
6、系统软件设计：
系统初始化模块，键盘扫描模块，数据采集模块，标度变换模块、显示模块等。
设计报告要求：
设计报告应按以下格式书写：
（1）封面；
（2）设计任务书；
（3）目录；
（4）正文；
（5）参考文献。
其中正文应包含以下内容：
（1）系统总体功能及技术指标描述；
（2）各模块电路原理描述；
（3）系统各部分电路图及总体电路图（用PROTEL绘制）；（4）软件流程图及软件清单；
（5）设计总结及体会。