基于单片机的多路信号采集器的设计Word格式.doc
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基于单片机的多路信号采集器的设计Word格式.doc
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燕山大学毕业设计(论文)任务书
学院:
里仁学院系级教学单位:
电子工程系
学
号
081308061027
学生
姓名
专业
班级
电子信息工程08-1班
题
目
题目名称
题目性质
1.理工类:
工程设计();
工程技术实验研究型(√);
理论研究型();
计算机软件型();
综合型()
2.文管理类();
3.外语类();
4.艺术类()
题目类型
1.毕业设计(√)2.论文()
题目来源
科研课题()生产实际()自选题目(√)
主
要
内
容
以单片机为控制核心,利用模数转换器,设计信号采集器,并可以与微机系统进行通信,把检测得到的数据传送到微机中进行保存。
基
本
求
1、独立完成系统软硬件设计,并搭电路验证。
2、独立完成控制软件的编写、调试。
3、完成系统调试。
参
考
资
料
1.《凌阳16位单片机应用基础》,罗亚非编著,北京航空航天大学出版社
2.《嵌入式语音技术及凌阳16位单片机应用》,李晶皎编著,北航出版社
周次
第1~4周
第5~8周
第9~12周
第13~16周
第17~18周
应
完
成
的
收集资料
熟悉课题
内容
设计思路
电路设计
程序设计
搭电路调试
改进
同前
论文撰写
课题总结
答辩
指导教师:
李刚
职称:
讲师2012年2月28日
系级教学单位审批:
练秋生
2012年2月28日
摘要
数据采集器是目前工业控制中应用较多的一类产品,常常利用PC或工控机对各种数据进行采集。
数据采集技术是信息科学的重要分支,是传感器、信号获取、存储与处理等信息技术结合。
本文采用了TI公司生产的11路12位串行模数转换芯片TLC2543和宏晶公司生产的增强型80C51系列单片机STC12C5A60S2组成了一个基于单片机的多路信号采集系统。
这个数据采集系统可将数据的采集结果通过TLC2543的A/D转换后,将模拟信号转换成数字信号并以直观的十进制形式显示在LCD1602液晶显示器上。
还可以通过MAX232芯片与PC进行串口数据通信,达到在PC机上实时的显示、存储和处理采样数据的目的。
在数据采集部分,加入了变阻器用来采集变阻器上的电压值,此电压值为该数据采集系统的模拟输入信号。
关键词数据采集;
A/D转换;
TLC2543;
LCD1602
I
燕山大学本科生毕业设计(论文)
Abstract
Dataacquisitionistheindustrialcontrolapplicationmorethanaclassofproducts,oftenusingPCorcomputeronavarietyofdatacollection.Dataacquisitiontechnologyisanimportantbranchofinformationscience,sensor,signalacquisition,storageandprocessingofinformationtechnology.ThispaperusesTIcompany1112bitserialA/Dconversionchip,TLC2543andtheHoeJohnproducedenhanced80C51seriessingle-chipSTC12C5A60S2toformamulti-channelsignalacquisitionsystembasedonsinglechipmicrocomputer.ThedataacquisitionsystemcanbedataacquisitionbyTLC2543A/Dconverter,convertstheanalogsignalsintodigitalsignalsandtovisuallydisplaythedecimalformLCD1602liquidcrystaldisplay.ThroughtheMAX232chipandthePCserialdatacommunications,wecanachievethePCreal-timedisplay,storageandprocessingofsamplingdataforthepurpose.Inthedatacollectionpart,therheostatisusedtocollectthevoltageacrossthevaristorvoltagevalue,thevalueofthedataacquisitionisanalogsignalinputofthesystem.
KeywordsDataacquisition;
A/Dconversion;
TLC2543;
LCD1602
目录
摘要 I
Abstract II
第1章绪论 1
1.1课题背景 1
1.2选题的依据和意义 1
1.3国内外研究现状 1
1.4本文主要研究内容 3
第2章STC12C5A60S2单片机的介绍 4
2.1STC12C5A60S2单片机的说明 4
2.1.1芯片特性 4
2.1.2STC12C5A60S2单片机硬件组成结构 5
2.1.3STC12C5A60S2单片机引脚功能 5
2.2本章小结 7
第3章系统模块分析 8
3.1A/D转换模块 8
3.1.1A/D转换芯片的选择 8
3.1.2TLC2543芯片的说明 9
3.1.3TLC2543工作原理 11
3.2LCD显示模块 13
3.2.1LCD1602的说明 13
3.2.2LCD1602的显示原理 15
3.3串口通信模块 16
3.3.1MAX232与RS232C的说明 16
3.3.2串口通信模块工作原理 20
3.4整体电路图 22
3.5本章小结 22
第4章系统软件分析 23
4.1程序流程图分析 23
4.1.1初始化程序 23
4.1.2A/D转换的实现 24
4.1.3LCD显示的实现 26
4.2系统运行结果 28
4.2.1TLC2543与LCD1602在Proteus上的仿真 28
4.2.2PC上数据的显示 30
4.3本章小结 32
结论 33
参考文献 34
致谢 36
附录1 37
附录2 41
附录3 46
附录4 50
附录5 68
III
第2章STC12C5A60S2单片机的介绍
第1章绪论
1.1课题背景
数据采集技术作为信息科学的主要分支,他不仅应用在智能仪器中,而且在现代工业生产、国防军事及科学研究等方面都得到广泛应用,无论是过程控制、状态检测、或者是故障诊断、质量检测,都离不开数据采集系统。
随着科学技术的进步,特别是以传感器技术、通信技术和计算机技术为基础的现代信息技术的发展,以及测试理论的不断发展,数据采集技术的发展也是日新月异[1]。
1.2选题的依据和意义
在冶金、化工、医学、和电器性能测试等许多场合需要同时对多通道快变的模拟信号进行采集、预处理、暂存和向上位机传送、再由上位机进行数据分析和处理,信号波形显示、自动报表生成等处理,这些都需要数据采集系统来完成,但很多数据采集系统存在功能单一、采集通道少、采集速率低、操作复杂、并且对操作环境要求较高等问题。
人们需要一种应用范围广、性价比高的数据采集系统。
数据采集系统的任务,就是采集传感器输出的模拟信号转换成计算机能识别的信号,并送入计算机,然后将计算得到的数据进行显示或打印,以便实现对某些物理量的监测,其中一些数据还将被生产过程中的计算机控制系统用来控制某些物理量。
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。
1.3国内外研究现状
美国FLUKE公司的262XA系列数据采集器是一种小型、便携、操作简单、使用灵活的数据采集器。
它可单独使用又可与计算机连接使用,它具有多种测试功能,多种数据存储功能和控制方式。
在国内,由于数据采集技术不断发展,市场上出现各种新型的数据采集器。
例如北京凯文斯系统集成系统有限公司的E16(单端),可编程增益为1,2,4,8倍,分辨率为十六位,采用率为16位,采样最高频率决定于微机的CPU及处理速度,一般60~80KHZ。
国内的数据采集器与国外的数据采集器相比,在技术上仍有一定的差距。
目前国内的数据采集器在高精度、高速度、实时数据采集和数据采集器的现场处理能力等方面仍有不足,不能满足运动控制、爆炸检测、医疗设备、快速生产过程和变电站自动化等领域的要求。
从近来国外公司展示的新产品可以看出,主要的发展可以概括为体积小、功能多样和使用方便等三个方面。
此外,数据采集系统的应用特点还反映在如下几个方面:
第一,它既是一台数据采集器,又是一台功能较全的机器状态分析仪,不仅有常用的时域分析和频域FIT分析,而且还可以做倒谱、细化、包络谱和时频域分析等功能。
第二,它既是采集器,又可以兼做其它仪器来用。
如法国迈威公司的MOVILOG数据采集器,就可作为一台动平衡仪来用,它不但可以做单一平面的动平衡,还可以做六个平面的动平衡。
第三,储存量大,从低频到高频频率测量范围宽,能适应机器从低速到高速的各种监测范围需要。
第四,可利用振动传感器或过程传感器或电量传感器等输入多种物理量,如振动加速度、位移、相位、转速、温度、压力、流量、电压、电流和功率等,形成多参数监测系统。
第
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- 关 键 词:
- 基于 单片机 信号 采集 设计