32路数据采集系统设计.docVIP

西南科技大学 课 程 设 计 报 告 课程名称： 设计名称： 姓 名： 学 号: 班 级： 指导教师： 起止日期： 课 程 设 计 任 务 书 学生班级： 学生姓名： 学号： 设计名称： 起止日期： 指导教师： 设计要求： 1.输入：单端32路（0~10V），双端16路（±5V） 2.输入阻抗≥10M欧 3.放大器增益可选X1，X10，X100，X1000 4.AD分辨率12位，中断工作方式 5.通信接口RS232 画出系统原理图，所用器件需附上引脚图，并对原理图做简要说明： 1.多路开关选通逻辑计算 2.放大器增益计算 3.中断请求工作原理 4.单双端切换方法 计算当单端输入3.95V时，数字输出二进制码为多少？ 计算当双端输入+1.25V和-1.25V时，数字输出的偏移二进制码为多少？ 课 程 设 计 学 生 日 志 时间 设计内容 2011.10 选取设计题目，查找相关资料 2011.10 进行构思,设计 2011.11 根据设计内容,编写实验报告 2011.12 对实验报告过行整理,精简 2011.12 答辩 课 程 设 计 考 勤 表 周 星期一 星期二 星期三 星期四 星期五 课 程 设 计 评 语 表 指导教师评语： 成绩： 指导教师： 年 月 日 32路数据采集系统设计 设计目的和意义 本设计主要完成了基于AT89S51单片机控制的 本片机控制多路数据采集系统，着重介绍该系统的工作原理及硬件与软件设计，本的主要组成如下（1）多路数据输入单元。 （2）采样保持电路的A/D转换单元。 （3）硬件和单片机的连接电路。 （4）单片机输出的数据锁存和D/A转换单元。 系统原理框图 多路数据采集系统的方案及总体设计，包括主体电路的设计和单片机控制电路的设计（要用到单片机的控制整个系统），因此要完成单片机应用系统的硬、软件设计并完成软件调试，以满足整个系统的要求。 整个系统的设计包括硬件设计和软件设计两部分。硬件设计多路开关运算放大采样保持模数转换单片机数模转换转换开关保护电路软件主程序A/D和D/A程序多路开关控制I/O接口控制硬件设计多路数据采集系统的硬件部分分为多路数据输入部分，采样保持部分，A/D转换部分，硬件和单片机的连接电路部分D/A转换部分。 （1）多路数据输入部分 在不要求高速采样的场合，一般采用共享的A/D转换通道，分时对各路模拟量进行模/数转换，目的是简化电路，降低成本。用模拟多路开关来轮流切换模拟量与A/D转换器间的通道，使得在一个特定的时间内，只允许一路模拟信号输入到A/D转换器，从而实现分时转换的目的。 一般模拟多路开关有2N个模拟输入端，N个通道选择端，由N个选通信号控制选择其中一个开关闭合，使对应的模拟输入端与多路开关的输出端接通，让该路模拟信号通过。有规律地周期性改变N个选通信号，可以按固定的序列周期性闭合各个开关，构成一个周期性分组的分时复用输出信号，由后面的A/D转换器分时复用对各通道模拟信号进行周期性的转换。在数据采集时，来自传感器的模拟信号，一般都是比较弱的电平信号，因此需要放大电路把输入的模拟信号进行适当的放大。放大器的作用是将这些微弱的输入信号进行放大，以便充分利用A/D转换器的满量程分辨率。为了充分利用A/D转换器的分辨率（A/D转换器输出的数字位数），就要把模拟输入信号放大到与A/D转换器满量程电压相应得电平值。 （2）采样保持部分 模拟信号进行A/D转换时，从启动转换到转换结束输出数字量，需要一定的转换时间。在这个转换时间内，模拟信号要基本保持不变。否则转换精度没有保证，特别当输入信号频率较高时，会造成很大的转换误差。要防止这种误差的产生，必须在A/D转换开始时将输入信号的电平保持住，而在A/D