课程设计 基于STC89C52的单片机的数据采集及显示道.docVIP

第 1 章 概述1.1 设计目的及意义 本设计的主要目的是实现单片机的数据采集及显示功能，为实现该功能，进行了有关的硬件电路设计与软件编程设计。硬件电路设计中，运用protel99，在已给实验板和实验板原理图的基础上，选择实验板上所用于本设计的器件，并进行了设计硬件原理图的设计以及实验的硬件连接。软件编程设计中，运用keil3编程环境，对设计要实现的功能进行编程，整体程序可分成一个主程序和多个子程序，子程序有基于ADC0832的A/D转换程序、基于AT89C52的标度转换程序和基于74LS164的静态显示程序。通过自己完成设计，让我们对数据采集有了清晰的认识，对单片机数据采集及处理数据的原理也有了更深的了解，达到学习与实践相结合，学以致用的目的。1.2 设计内容 本设计运用单片机 STC89C52 进行数据采集的设计，让电压模拟量（0-5V） ，送入单片机，进行数据处理之后，通通过模拟量/数字量转换芯片（ADC0832）过移位寄存器（74LS164），静态显示在 LED 显示数码管上。实验的模拟量数据是通过一个可调电位器输出 0-5V 的模拟量，显示是 0-100 摄氏度的静态显示。 第 2 章 总体方案设计2.1 数据采集系统功能 数据采集系统是结合基于计算机的测量软硬件产品来实现灵活的、用户自定义的测量系统。数据采集系统通过采集传感器输出的模拟信号并转换成数字信号，并进行分析、处理、传输、显示、存储和显示。它起始于 20 世纪中期，在过去的几十年里，随着信息领域各种技术的发展，在数据采集方面的技术也取得了长足的进步，采集数据的信息化是目前社会的发展主流方向。各种领域都用到了数据采集，在石油勘探、科学实验、飞机飞行、地震数据采集领域已经得到应用。 数据采集技术是对传感器信号的测量与处理 以微型计算机等高技术为基础而形成的一门综合应用技术。数据采集也是从一个或多个信号获取对象信息的过程。随着微型计算机技术的飞速发展和普及数据采集监测已成为日益重要的检测技术广泛应用于工农业等需要同时监控温度、湿度和压力等场合。数据采集是工业控制等系统中的重要环节通常采用一些功能相对独立的单片机系统来实现作为测控系统不可缺少的部分数据采集的性能特点直接影响到整个系统。 尽管现在以微机为核心的可编程数据采集与处理技术作为数据采集技术的发展方向得到了迅速的发展并且适于通用微机使用的板卡级数据采集产品也已大量出现组成一个数据采集系统简单到只需要一块数据采集卡把它插在微机的扩展槽内并辅以应用软件就能实现数据采集功能但这并不会对基于单片机为核心的数据采集系统产生影响因为单片机功能强大、抗干扰能力强、可靠性高、灵活性好、开发容易等优点使得基于单片机为核心的数据采集系统在许多领域得到了广泛的应用。 本系统采用A/D转换器送入模拟信号而单片机负责处理接受过来的数字量的处理及显示，主机和板卡之间用RS-232进行通信。这样就可以在计算机上编程序然后下载到单片机内进行处理。系统框图如图2.1所示： MAX232 A/ 单 单 D 片 片 键盘 转 机 机 采 换 集 器 信 号 LED 显示器 图2.1系统框图2.2 方案论证2.2.1 单片机的选择 单片机是一种面向大规模的集成电路芯片，是微型计算机中的一个重要的分支。此系统是由 CPU、随即存取数据存储器、只读程序存储器、输入输出电路（I/O 口），还包括串行通信口、显示驱动电路（LED 驱动电路）、脉宽调制电路、模拟多路转换器及 A/D 转换器等电路集成到一个单块芯片上，构成了一个最小但完善的计算机任务。单片机要使用特定的组译和编译软件编译程序，再用keiluvision2 把程序下载到单片机内。 而本设计选用的是 STC89C52。2.2.2 A/D 模数转换器选择 A/D 转换器是将模拟量转换为数字量的器件。A/D 转换器的种类很多，就位数来说，可以分为 8 位、10 位、12 位和 16 位等。位数越高其分辨率就越高，价格也就越贵。A/D 转换器型号很多，而其转换时间和转换误差也各不相同。 1逐渐逼近式 A/D 转换器：它是一种速度快、精度较高、成本较低的直接式转换器，其转换时间在几微秒到几百微秒之间。 2双积分 A/D 转换器：它是一种间接式的 A/D 转换器，优点是抗干扰能力强，精度比较高，缺点是数度很慢，适用于对转换数度要求不高的系统。 3并行式 A/D 转换器：它又被称为 flash（快速）型，它的转换数度很高，但她采用了很多个比较器，而 n 位的转换就需要 2n-1 个比较器，因此电路规模也极大，价格也很贵，只适用于视频 A/D 转换器等数度特别高的领域。 本设计选用的是逐渐逼近式 A/D 转换器——ADC0832。2.2.3 串行口选择 该串行口选用了标准 RS-232C 接口，它是电平与 T