基于單片機的簡單數(shù)字采集系統(tǒng)的設計

摘 "要：單片機系統(tǒng)采集的信號有的是模擬電壓信號、模擬電流信號、PWM信號、數(shù)字邏輯信號等。現(xiàn)在，絕大多數(shù)傳感器輸出的信號都是模擬信號量，電流和電壓。所以模擬信號的采集應用最為廣泛，處理過程也相對復雜。相比于模擬信號PWM信號和數(shù)字邏輯信號的采集比較直接，單片機能夠直接處理這類信號，無需額外的器件進行信號轉換。

關鍵詞：單片機;采集系統(tǒng);數(shù)字系統(tǒng);

文章編號：1674-3520（2015）-10-00-01

一、引言

在數(shù)字技術飛速發(fā)展的今天，將各種模擬信號轉化為數(shù)字信號并進行相應的處理不僅可以提高系統(tǒng)性能還可以充分利用數(shù)字信號的各種處理算法來提高系統(tǒng)的靈活性和可靠性。隨著單片機的運算速度的提高，在一些由單片機構成的較小系統(tǒng)中對信號進行實時處理己經(jīng)成為可能，并且越來越受到人們的重視。這就要求作為最底層的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)既要具有很高的采樣速率。又要能提供更豐富的原始數(shù)據(jù)信息。系統(tǒng)經(jīng)常需要采集各種模擬量信號、數(shù)字量信號，并對它們進行相應的處理。

二、電路原理

在通信過程中，多路信號要傳輸，為使它們能夠區(qū)別，選用不同頻率的載波信號。在測量中，通常噪聲含有各種頻率，將信號調制到某一個載波頻率上，只讓載波頻率為中心的一個很窄的頻帶內的信號通過，就可以有效的抑制噪聲，這一過程稱之為調制。在接收端，對已調制的信號恢復出原來的信號的過程稱之解調。簡單的解調方式有非相干解調（檢波）。非相干解調方法是信號通過一個檢波二極管，再經(jīng)過一低通濾波器就可以獲得原始的模擬信號，優(yōu)點是降低接收機成本，提高整機的通信可靠性。根據(jù)題目的基本要求，可將其劃分如下幾個部分：

（一）8路模擬信號采集與通信控制器

（二）二進制數(shù)字調制器

（三）解調器

（四）3dB帶寬30～50kHz的帶通濾波器作為模擬信道

（五）時鐘頻率可變的測試發(fā)生器

（六）接收斷采集結果顯示電路

系統(tǒng)的原理框圖如圖1所示。

圖1 "系統(tǒng)原理總圖

三、電路實現(xiàn)

欠壓產生原因比較簡單，主要是由于蓄電池存電量不足或低溫長時間啟動時引起的;而過壓產生的原因則比較復雜，可分為瞬變性過壓和非瞬變性過壓兩大類。瞬變性過壓是指電系工作時，瞬時性出現(xiàn)的高于電源額定電壓的現(xiàn)象。根據(jù)過壓的方向與電源電壓的方向相同與否，又分為正向瞬變過電壓和反向瞬變過電壓兩種。電源電路為整個電路提供電源，是電路設計不可缺少的一部分。電源電路的穩(wěn)定性決定著整個電路的可靠程度。在本設計中，整個電路需要+5V電源。

電源電路是把市電交流220V經(jīng)過變壓器降壓為交流9V，再通過二極管整流、電容濾波、三端集成穩(wěn)壓器7805穩(wěn)壓后輸出正5V直流電源。

四、總結

本設計是基于單片機的數(shù)據(jù)采集與傳輸系統(tǒng)，通過這次設計，我了解了數(shù)據(jù)采集與傳輸系統(tǒng)的概念和基本原理，掌握了AT89C52芯片的原理和編程技巧，同時還熟悉了通訊的原理。

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