本站原创摘 要对于数据信息的转化和采集是一项非常重要的任务.信号能够以各种各样的方式存在于自然界中,比如：光强、电磁场强度、位移、速度、流量、压力以及温度等等.传感器的功能是将自然界的各种信号转化成数字量,而进行何种处理往往就是单片机等控制器的工作.本论文主要介绍了一种基于51单片机的数据采集系统,主要能够通过模数转换芯片0809转换输入的模拟电压,同时还简要介绍了基于DS18B20温度传感器的温度测量.
【关 键 词】51单片机AD0809DS18B20
1系统分析和总体设计
本论文介绍并设计了一种基于51单片机的数据采集系统,其能够通过AD转化芯片AD0809对模拟信号进行数字化转化,同时还采用了温度传感器DS18B20测量温度.本论文还利用虚拟仪器Labview设计了上位机,使得其数据显示更加直观和方便.我们在设计该系统的时候,一定要考虑到硬件电路的设计,同时还要考虑到软件与硬件的配合,不能够将软件和硬件相互孤立出来.
2主控芯片AT89S52单片机
本论文设计的数据采集器使用的主控芯片是AT89S52单片机.MSC-51单片机是八位的非常实用的单片机.本论文所使用的AT89S52单片机就是基于这款单片机的.MSC-51单片机的基本架构被ATMEL公司购买,继而在其基本内核的基础上加入了许多新的功能,同时扩展了芯片的容量以及加入flash闪存等等.51内核的单片机具有很多优点,因此无论是在工业上还是在一些电子产品上应用都很多.全球也有许多大公司对其进行扩展,加入新的功能.即使是在今天,51单片机仍然在控制系统中占据很大市场.
下面对本论文所使用的单片机作简要介绍.AT89S52单片机实物图如图2-1所示.这款单片机具有最大能够支持的64K外部存储扩展,同时还具有8K字节的Flash空间.该单片机具有4组I/O口,分别是从P0到P3,同时每组端口具有8个引脚.每个引脚除了能够作为普通的输入和输出端口外,还具有其它功能,也就是我们通常所说的引脚复用.其还具有断电保护、看门口、计时器和定时器.51单片机一般的工作电压是5V.AT89S52单片机如图2-1所示：
3A/D转换器
许多信号最后都能够通过传感器转换成电压,我们通过AD转化此模拟电压,就能够相应地还原出原来信号的强弱.单片机采集此信号对其进行处理.51单片机内部没有集成AD转换器,所以我们外接芯片进行处理.
本设计采用的A/D转换器是逐次逼近型的转换器ADC0809.这个转换器是8位的,也就是说其能够测量的最高精度为参考电压除以255.其只有一个AD转换器,但是具有8路开关,8个通道.这就是说,我们能够用一个芯片测量8路模拟电压,但是这8路并不能够同时工作.三态输出锁存器以及OE端能够控制何时进行转化以及何时输出数据.
基于Proteus的仿真如图3-2所示.我们采用一个滑动变阻器来模拟替代相应的AD转换芯片的电压值,我们可以看到,滑动变阻器滑动时数码管会作出相应的改变.主要代码如下：
voidAD（）
{
START等于0；
OE等于0；
START等于1；_nop_（）；START等于0；//正脉冲信号
ALE等于1；ADDA等于0；ADDB等于0；ADDC等于0；；//选通INT0
while（!EOC）；
OE等于1；//输出数据
Smg_Display（P1）；
OE等于0；}
4温度传感器18B20
温度检测的方法有很多,比如采用热电偶等.但是本论文采用的是DS18B20温度传感器.该温度传感器采用的是1-Wire总线,即只采用一根信号线与单片机进行连接.该测温传感器能够测量零下55度到125摄氏度的温度范围,同时分辨率能够达到0.5摄氏度.工作电压范围很宽,一般为3.0至5.5V.
5总结
我们所处在的世界充满了信号,要对这些信号进行捕捉和测量,就要涉及到数据采集器.本论文主要介绍了一种基于51单片机的数据采集系统,主要能够通过模数转换芯片0809转换输入的模拟电压,同时还简要介绍了基于1-Wire总线的温度测量方法.本论文还利用Labview设计了PC端的监控界面,使得其数据显示更加直观和方便.