基于單片機的數據采集系統設計

李博侖　趙心宇

摘要：數據采集系統主要研究數據的采集、存儲、處理以及控制等問題。而單片機具有體積小、控制功能強、易擴展等優勢，所以研究基于單片機的數據采集系統具有非常重要的意義。本文以AT89C51芯片單片機為例，探討了基于單片機的數據采集系統。

關鍵詞：AT89C51；采集；存儲；控制

1 設計思路

本文數據采集系統的設計采用了單片機與PC機相連的結構。具體的系統框圖如下：

通過該系統圖我們可以明顯的看出，該基于單片機的數據采集系統的主要思路是：將采集的脈沖量，模擬量，開關量送到單片機AT89C51芯片進行處理，然后再通過LED顯示將其顯示出來。電源給AT89C51進行送電，單片機和通訊模塊實現信息的傳輸。

本系統的主程序設計為：送電——系統初始化——數據采集——送LCD顯示——數據存儲——傳送電壓標志開——傳送電壓到串口，然后再進行設計采集，完成整個流程。送電——系統初始化——數據采集——送LCD顯示——數據存儲——傳送電流標志開——傳送電流到串口，然后再進行設計采集，完成整個流程。送電——系統初始化——數據采集——送LCD顯示——數據存儲——傳送脈沖標志開——傳送脈沖到串口，然后再進行設計采集，完成整個流程。

2 硬件設計

本設計的硬件主要主控制器：單片機AT89C51芯片；A/D轉換芯片TLC0838；通信部分芯片MAX232；顯示部分采用LCD液晶顯示；鍵盤的接入采用獨立式接法；電源使用5V電源供電。

選用單片機AT89C51芯片的原因是其具有較多的優點，主要包括：集成度非常高，并且體積小，可靠性非常高；單片機的控制功能非常強；同時具有電壓低，功耗低的特點。另外，其易擴展的特點也會為以后增加功能提供便利。綜上來說，采用單片機具有優異的性價比。

A/D轉換芯片TLC0838的主要特點包括如下：其分辨率是8位的；和微處理器進行接口非常方便，并且還可以獨立使用；同時該A/D轉換芯片還可以滿量程工作；供電可與選擇的單片機芯片一直為5V供電，范圍在0-5V之間；該A/D轉換芯片的輸入和輸出可與有效的和TTL、CMOS電平兼容；250KHz的時鐘頻率，轉換時間是32μs；總的調整誤差為±1LSB。

通訊部分所有芯片MAX232的特點主要包括：可以有效的完成雙重功能，包括發送轉換和接收轉換；單一電源+5V供電；它的電路設計與連接非常簡單，并且功能比較齊全。

另外，選用LCD液晶顯示的原因是LCD芯片功耗低并且價格便宜，能夠實現所設計的功能。

3 軟件設計

軟件設計的主程序如下。

#include

#include"key.h"

#include"LCD.h"

#include"define.h"

#include"rs232.h"

void main（）

{

voidmain（void）{//初始工作

unsigned int i =？0；

init_devices（）；//系統初始化，寄存器初值設置，中斷設置等

while（1）

{

Read ADCON（）_；//調用A/D轉換子程序

lcd_display（）； //送顯示

{ // 對采集值進行存儲

I2C_write（i，temperature）； //最大每組存儲1000個數值

I2C_write（i+1，humidity）；

I2C_write（i+2，manometer）；

if（i>=3000）

i = 0；

}

4 總結

單片機因其價格低，編程容易，可靠性好，控制功能強，易擴展等特點，廣受自動化設計者的青睞。而基于單片機的數據采集系統設計也已經有非常多的成熟例子，本文從總體上分析了基于單片機的數據采集系統設計的框架和原理，為后續數據采集系統的設計提供了一定的理論支持。在以后的設計中，要做好單片機芯片的選擇，數據采集系統軟件的設計工作，才能讓基于單片機的數據采集系統更加穩定，更容易使用。

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作者簡介：

1.李博侖，男，單位：南京郵電大學，自動化系；

2.趙心宇，男，單位：南京郵電大學，自動化系。