数据采集系统实验报告报告.doc

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任务要求
,输入电压范围0~5V,分辨率８位,转换时间100us,具有显示(数码管)测量结果(用10进制显示直流电压值或交流电压峰值）的功能;
，用来分别重现4路被采信号的波形(供示波器观测)
摘 　 要
本数据采集系统是基于单片机ＡT89Ｃ５1来完成的,4路的模拟电压通过通用的8位A/Ｄ转换器ADC08０9转换成数字信号后，由单片机进行数据处理,并将处理后的数据送ＬED显示器显示。再经过常用的8位D/A转换器DAC０832将数字数据转换成模拟量,供示波器观测。
一、系统的方案选择和论证
根据题目基本要求，可将其划为如下几个部分：
４路模拟信号Ａ/D转换
单片机数据处理
ＬED显示测量结果
D／Ａ转换模拟量输出
系统框图如图1所示：
图 Error! Bookmark not defined.　单片机数据采集系统框图
１、４路模拟信号A/D转换
由于被测电压范围为0~5V,分辨率为8位,转换时间为100uｓ,所以Ａ/D转换部分,本系统选择常用的８路8位逐次逼近式A/D转换器ＡＤＣ０809。
ADC０8０9芯片有28条引脚,采用双列直插式封装。下面说明各引脚功能。　
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IN０~ＩN7:8路模拟量输入端。
2－1～2-8:８位数字量输出端。
AＤDA、ＡDDＢ、AＤDC：3位地址输入线,用于选通8路模拟输入中的一路。
ALE:地址锁存允许信号，输入,高电平有效。　
START： A／Ｄ转换启动信号,输入，高电平有效。
ＥＯＣ: A／D转换结束信号,输出,当A／D转换结束时,此端输出一个高电平(转换期间一直为低电平)。　
OE:数据输出允许信号，输入,高电平有效。当A/Ｄ转换结束时,此端输入一个高电平,才能打开输出三态门,输出数字量。
ＣLＫ:时钟脉冲输入端。要求时钟频率不高于6４0ＫHZ。
RＥF(＋)、RＥＦ(-）：基准电压。
Vcc:电源,单一＋5Ｖ。
GNＤ:地。　
ADC0８０9的工作过程是:首先输入3位地址,并使ＡLE=１,将地址存入地址锁存器中。此地址经译码选通8路模拟输入之一到比较器。ＳTＡRT上升沿将逐次逼近寄存器复位。下降沿启动 Ａ／Ｄ转换,之后ＥOＣ输出信号变低，指示转换正在进行。直到A/D转换完成,EOC变为高电平,指示A/D转换结束,结果数据已存入锁存器，这个信号可用作中断申请。当OＥ输入高电平　时，输出三态门打开,转换结果的数字量输出到数据总线上。
2、单片机数据处理
选择美国ATMEL公司的ＣMOS8位单片机AT89C５１,~6V,具有低电压低功耗性能和高性价比,兼容标准ＭＣＳ－51指令系统，4Kbｙｔes的ＰＥＲOＭ和128ｂytｅs的RAM，片内置通用的8位中央处理器(ＣＰU)和Flash存储单元。
AT89C51是一种带有4 ＫB闪烁可编程可擦除只读存储器的低电压,高性能CMOS 8位微处理器，可为很多嵌入式控制系统提供灵活且价廉的方案。所以，本设计采用ATＭEＬ公司的AＴ８9Ｃ51作为程序的主控芯片。　
AT89Ｃ51数据总线是由P０口提供的，P０口本身能以多种方式提供数据总线和地址总线。当ALＥ输出信号为高电平时，Ｐ0将输出的数据锁入总线驱动器中作为地址的低8位，然后和P2送出来的高８位地址一起组成一个完整的16位地址,以寻址到外部的64ＫＢ的地址空间。AＴ８9C51的地址总线比较简单（只有3个：ＲＤ、ＷR、ＰSEN),其中ＲＤ是用来读取外部数据内存的控制线，WR是用来写数据到外部数据内存的控制线，PＳEN是用来存取外部程序内存的读取控制线。
3、ＬEＤ显示测量结果
这里选择的是广州周立功单片机发展有限公司自行设计的数码管显示驱动及键盘扫描管理芯片ZLＧ7289B，它可直接驱动　8 位共阴式数码管(或　６4 只独立 ＬEＤ) ,同时还可以扫描管理多达64　只按键。ZLG728９B 内部含有显示译码器,可直接接受 BCD 码或　16 进制码,并同时具有 ２　种译码方式。此外,还具有多种控制指令，如消隐
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﹑闪烁﹑左移﹑右移﹑段寻址等。ZLG7２89B采用　SPI 串行总线与微控制器接口,仅占用少数几根 I/Ｏ口线。利用片选信号，多片 ZLＧ7289B 还可以并接在一起使用,能够方便地实现多于　８ 位的显示或多于 64只按键的应用。
4、D／Ａ转换模拟量输出
　 在本设计中D/A转换的作用是使得采集处理过的数据通过Ｄ／Ａ转换电路后送示波器进行观察。这里选择了DＡC０８32这一Ｄ/A转换器。它是一个8位D／A转换芯片,唯一电源供电，从＋5V～＋15V均可正常工作，其引脚功能说明如下:
DＩ0~ＤI７：数