單片機控制的多參數實時采集與處理系統設計

摘要：本文以AT89C52單片機為核心，采用A／D轉換芯片ADC0809，設計了兩路直流電壓信號實時采集系統，對信號進行采集、轉換、處理、存儲，通過單片機串行口送給PC機，在STC_ISP_V394開發環境的串行調試窗口下實時顯示。文中詳細論述了系統的硬件設計和程序流程圖的結構，此采集和處理系統具有較強的移植性和通用性。
關鍵詞：單片機：A／D轉換；數據采集

0 引言
在現代工業控制系統中，多參數實時采集對監控設備正常運行有著十分重要的作用。多參數信號采集是將監控現場的物理量、化學量或生物量通過相應的傳感器和調理電路把模擬量轉換為易于采集、處理的電壓信號，經過單片機的處理，一方面反饋給控制部件對監控對象進行控制調整，另一方面送給顯示單元，實時顯示采集的信號數據。在航空、汽車、通信、園林等控制領域，多參數實時采集與處理是自動控制系統的核心。但是專用的數據采集設備價格動輒上萬，高速數據采集卡的價格也在千元以上，而且這類設備大多有固定的接口，無法適應千差萬別的被測對象的需求，不具有通用性。本文從應用角度出發，設計分辨率為8位的實時數據采集系統，在STC_ISP_V394軟件環境的支持下，通過PC機實時顯示采集的參數。下位機以AT89C52單片機為控制單元，8路A／D轉換芯片ADC0809采集兩路電壓信號：通道0每隔1s采樣一次，共采集10次；通道l每隔5s采樣一次，共采集20次。采集的數據通過串行通信方式發送到上位機實現實時顯示。本系統利用不同的傳感器取代兩路電壓信號的采集，適用于各種控制電路，具有較強的通用性。

1 系統硬件設計
數據采集與處理系統分為單片機主控模塊、A／D轉換模塊、數碼管顯示模塊、鍵盤控制模塊和串行通訊模塊等五個單元，系統組成框圖如圖1所示。

1．1 A／D轉換模塊
模數轉換采用常用芯片ADC0809，其內部有一個8通道多路開關，由于內部進行轉換的轉換器只有一個，所以只能對8路模擬量信號進行分時轉換，根據鎖存地址線譯碼后的信號，某一時刻只選通8路模擬輸入信號中的一路，以逐次逼近原理進行模一數轉換，轉換時間為100μs，轉換精度為8位。