李佳琪　張可菊

摘 要：由于數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的應(yīng)用范圍越來越寬、所涉及到的測量信號和信號源的類型越來越多、對測量的要求也越來越高。國內(nèi)外現(xiàn)在已有不少數(shù)據(jù)測量和采集的系統(tǒng)，但很多系統(tǒng)存在功能單一、采集通道少、采集速率低、操作復(fù)雜，并且對測試環(huán)境要求比較高等問題。人們需要一種應(yīng)用范圍廣、性價比高的多路數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。

關(guān)鍵詞：多路數(shù)據(jù)；采集；測量信號

1 引言

隨著計算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的應(yīng)用也日益廣泛。數(shù)據(jù)采集是工業(yè)控制系統(tǒng)中至關(guān)重要的一個環(huán)節(jié)，在生產(chǎn)過程中，往往需要隨時檢測各個環(huán)節(jié)的溫度、濕度、流量及壓力等參數(shù)。同時，還要對某個檢測點的任意參數(shù)進(jìn)行隨機(jī)查詢，將所得到的檢測結(jié)果提取出來以便進(jìn)行比較做出決策，調(diào)整控制方案。此外，在科研過程中，運(yùn)用數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)可獲得大量的動態(tài)信息，也是獲取科學(xué)數(shù)據(jù)的重要手段之一。數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)直接影響控制系統(tǒng)的決策。

2 多路數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的發(fā)展

數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，從某種意義上來說，應(yīng)該是用計算機(jī)控制的多路數(shù)據(jù)自動檢測或巡回檢測，并能對數(shù)據(jù)實行存儲、處理、分析計算以及從檢測的數(shù)據(jù)中提取可用的信息，供顯示、記錄、打印或描繪的系統(tǒng)。

在我國，對于多路信息采集系統(tǒng)的應(yīng)用比較廣泛，一般的工廠應(yīng)用的多路信息采集系統(tǒng)主要采集的有溫度與濕度，并且以往的設(shè)計中使用的單片機(jī)通常為傳統(tǒng)的51系列單片機(jī)，加上一塊A/D轉(zhuǎn)換芯片，一般使用ADC0809作為A/D轉(zhuǎn)換使用，這樣的設(shè)計會使得成本提高，并且硬件部分的外形也會變大，不方便集成化管理。

3 多路數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的原理

本設(shè)計以單片機(jī)STC89C51為主控芯片，通過該芯片的A/D轉(zhuǎn)換功能，對濕度信號、照度返回的電壓信號進(jìn)行轉(zhuǎn)換，DS18B20傳感器是數(shù)字式溫度傳感器，相對于傳統(tǒng)溫度傳感器精度高、穩(wěn)定性好、電路簡單、控制方便，在這里使用DS18B20溫度傳感器進(jìn)行對溫度的測量，經(jīng)過信息處理后顯示在LCD1602上，并且進(jìn)行定時的刷新與數(shù)據(jù)的采集。本設(shè)計為基于單片機(jī)的多路信息采集系統(tǒng)，主要實現(xiàn)可以對光照度信息進(jìn)行檢測，并通過A/D轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換為數(shù)字量對單片機(jī)控制進(jìn)行顯示；可以對環(huán)境的濕度進(jìn)行檢測，通過A/D轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換為數(shù)字量，經(jīng)過單片機(jī) 處理后將濕度信息顯示在顯示器上；通過溫度傳感器對環(huán)境溫度進(jìn)行檢測，檢測后的溫度通過單片機(jī)進(jìn)行處理后，顯示在顯示器上；可以進(jìn)行按鍵的掃描與執(zhí)行，可以通過按鍵對三個檢測部分的報警值進(jìn)行設(shè)置，當(dāng)超值時，產(chǎn)生報警；可以通過顯示器對三路信息進(jìn)行顯示與刷新，可以實時進(jìn)行人機(jī)交互；超限報警功能。系統(tǒng)總框圖如圖1所示。

4 顯示電路的設(shè)計

在數(shù)字測量儀表和各種數(shù)字系統(tǒng)中，都需要將數(shù)字量直觀的顯示出來，一方面供人們直接讀取測量和運(yùn)算的結(jié)果；另一方面用于監(jiān)視數(shù)字系統(tǒng)的工作情況。因此，數(shù)字顯示電路的設(shè)計是許多數(shù)字設(shè)備不可缺少的部分。

顯示部分使用LCD1602作為顯示器件，顯示溫度、濕度、光照度信息，LCD1為液晶顯示器LCD1602，單片機(jī)的P0口進(jìn)行相互間的數(shù)據(jù)通信，通過P2.5～P2.7對LCD進(jìn)行讀寫操作的控制，電位器PR1為調(diào)節(jié)顯示對比度的電位器，BL-與BL+為LCD的背光端，用來控制背光的開啟與關(guān)閉，可以通過一個三極管作為開關(guān)管對背光燈進(jìn)行控制。顯示接口電路圖如圖2所示。

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