單片機技術在數據采集及監測過程中的應用

摘要：應用單片機微型智能系統對輸出數據：電壓、電流及電位的采集測量、顯示和打印。以8031單片機為核心，8031單片機有一個8位的CPU，一個128字節的RAM，21個特殊功能寄存器，4個8位并行I／O口，1個全雙工異步串行端口，2個16位定時器／計數器，5個具有優先級別的中斷源。在8031外接一片程序存儲器就可以構成一個有完整功能的微機應用電路。
關鍵詞：8031單片機；數據采集；A／D轉換

0 引言
軟件方面，指令周期短，同時還具有乘除法指令，多種形式的位操作類指令，邏輯運算類指令也獨具特色。通過信號調制電路，將輸出電流、電壓及電位信號轉換成0到5V的標準信號，再通過串行A／D轉換芯片ADC0834轉換成數字信號供存儲，以顯示和打印。硬件抗干擾方面用到MAX707，對電源起到監控作用，在上電和掉電時自動復位。實時時鐘方面用到DS12887新型時鐘芯片，斷電情況下運行十年以上不丟失數據，計秒、分、時、天、星期、日、月、年，并有閏年補償功能，可以用二進制數碼或BCD碼表示時間日歷和警報。軟件結構設計中采用模塊化程序設計，包含數字濾波，軟件看門狗等軟件抗干擾子程序，為恒電位儀增添了外圍的智能系統，方便用戶分析、處理數據，了解儀器的工作情況，從而進行有效的處理。
主要功能介紹：
(1)信號的數據采集。輸出電壓為0～100V，電流為0～100A，電位為-2～0V，輸出(顯示、打印)保留一位小數。
(2)人機對話功能。通過鍵盤對時間進行更正設定，選擇顯示參數及相應的功能。
(3)打印輸出。
(4)報警功能。當系統出現故障時，如輸出開路、過流等故障，蜂鳴器輸出報警，以提醒用戶排除故障。

1 硬件設計
以8031單片機為核心，8031單片機有一個8位的CPU，一個128字節的RAM，21個特殊功能寄存器，4個8位并行I／O口，1個全雙工異步串行端口，2個16位定時器／計數器，5個具有優先級別的中斷源。在8031外接一片程序存儲器就可以構成一個有完整功能的微機應用電路。