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

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)計了兩路直流電壓信號實(shí)時采集系統(tǒng)，對信號進(jìn)行采集、轉(zhuǎn)換、處理、存儲，通過單片機(jī)串行口送給PC機(jī)，在STC_ISP_V394開發(fā)環(huán)境的串行調(diào)試窗口下實(shí)時顯示。文中詳細(xì)論述了系統(tǒng)的硬件設(shè)計和程序流程圖的結(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)時采集對監(jiān)控設(shè)備正常運(yùn)行有著十分重要的作用。多參數(shù)信號采集是將監(jiān)控現(xiàn)場的物理量、化學(xué)量或生物量通過相應(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，經(jīng)過單片機(jī)的處理，一方面反饋給控制部件對監(jiān)控對象進(jìn)行控制調(diào)整，另一方面送給顯示單元，實(shí)時顯示采集的信號數(shù)據(jù)。在航空、汽車、通信、園林等控制領(lǐng)域，多參數(shù)實(shí)時采集與處理是自動控制系統(tǒng)的核心。但是專用的數(shù)據(jù)采集設(shè)備價格動輒上萬，高速數(shù)據(jù)采集卡的價格也在千元以上，而且這類設(shè)備大多有固定的接口，無法適應(yīng)千差萬別的被測對象的需求，不具有通用性。本文從應(yīng)用角度出發(fā)，設(shè)計分辨率為8位的實(shí)時數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，在STC_ISP_V394軟件環(huán)境的支持下，通過PC機(jī)實(shí)時顯示采集的參數(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：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)通過串行通信方式發(fā)送到上位機(jī)實(shí)現(xiàn)實(shí)時顯示。本系統(tǒng)利用不同的傳感器取代兩路電壓信號的采集，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
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8通道多路開關(guān)，由于內(nèi)部進(jìn)行轉(zhuǎn)換的轉(zhuǎn)換器只有一個，所以只能對8路模擬量信號進(jìn)行分時轉(zhuǎn)換，根據(jù)鎖存地址線譯碼后的信號，某一時刻只選通8路模擬輸入信號中的一路，以逐次逼近原理進(jìn)行模一數(shù)轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換時間為100μs，轉(zhuǎn)換精度為8位。