劉舒拉

西安航專(zhuān)電氣工程系，陜西西安 710077

多通道數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)設(shè)計(jì)

劉舒拉

西安航專(zhuān)電氣工程系，陜西西安 710077

本系統(tǒng)利用A/D轉(zhuǎn)換器件采集三個(gè)通道的模擬信號(hào)并轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，下位機(jī)讀取數(shù)字信號(hào)并將采集次數(shù)信息連同得到的數(shù)字信號(hào)一起保存在片外存儲(chǔ)器中。上位機(jī)讀取鍵盤(pán)信息，如果需要顯示數(shù)據(jù)，就向下位機(jī)發(fā)送請(qǐng)求信號(hào)，下位機(jī)再?gòu)钠獯鎯?chǔ)器讀取相應(yīng)的數(shù)據(jù)傳遞給上位機(jī)，上位機(jī)則將數(shù)據(jù)送入液晶顯示器進(jìn)行顯示。

巡回檢測(cè)；雙機(jī)通信；片外存儲(chǔ)器；液晶顯示

scan test; Dual machine communication; external memory; LCD

1、系統(tǒng)組成

該數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的框圖如圖1所示。該系統(tǒng)主要由A/D轉(zhuǎn)換電路、下位機(jī)、上位機(jī)、片外存儲(chǔ)器、LCD顯示器、鍵盤(pán)等部分構(gòu)成。共同完成三路數(shù)據(jù)的采集和存儲(chǔ)及顯示工作。

圖1 系統(tǒng)框圖

2、硬件電路設(shè)計(jì)

硬件電路主要包括：A/D轉(zhuǎn)換電路、外部存儲(chǔ)器電路、LCD顯示電路、鍵盤(pán)電路，它們都以單片機(jī)為核心，現(xiàn)在分別進(jìn)行介紹。

2.1 A/D轉(zhuǎn)換電路

該電路主要完成將三個(gè)通道的模擬量轉(zhuǎn)換為數(shù)字量，采用ADC0809作為轉(zhuǎn)換器件。三個(gè)模擬量均為電壓信號(hào)，其值都在0～5V之間，如果是其他形式的模擬量，需要先轉(zhuǎn)換為電壓信號(hào)，三個(gè)模擬量分別加在IN0、IN1、IN2三個(gè)模擬量輸入端，如圖2所示。

圖2 ADC0809與單片機(jī)的連接

2.2 外部存儲(chǔ)器電路

外部存儲(chǔ)器采用24C128，該芯片是一個(gè)128K位的串行CMOS E2PROM。內(nèi)部包含16384個(gè)字節(jié)，每個(gè)字節(jié)8位，該芯片采用CATALYST公司的先進(jìn)CMOS技術(shù)，減少了器件的功耗。該器件通過(guò)I2C總線接口進(jìn)行操作。24C128的管腳較少，與控制器件的連接十分簡(jiǎn)單，采用單電源供電，使用方便。24C128與下位機(jī)的連接如圖3所示。

圖3 24C128與下位機(jī)的連接

圖7 軟件流程圖

下位機(jī)采用單片機(jī)89C51，將24C128的SDA端與下位機(jī)的P1.0連接，實(shí)現(xiàn)串行地址和數(shù)據(jù)的發(fā)送，將24C128的SCL端與下位機(jī)的P1.1連接，用下位機(jī)的P1.1作為24C128的串行時(shí)鐘。

2.3 雙機(jī)通信電路

雙機(jī)通信實(shí)現(xiàn)下位機(jī)與上位機(jī)的雙向數(shù)據(jù)傳送，如圖4所示。

圖4 雙機(jī)通信電路

雙機(jī)通信利用單片機(jī)的串行口進(jìn)行，上位機(jī)向下位機(jī)發(fā)送啟動(dòng)信號(hào)及讀取數(shù)據(jù)請(qǐng)求信號(hào)，下位機(jī)收到信號(hào)后，進(jìn)行相應(yīng)的操作。

2.4 LCD顯示電路

LCD顯示電路依次顯示三個(gè)通道的數(shù)據(jù)，顯示的格式是：

其中“N O”表示采集次數(shù)；“C H”表示 通道號(hào)；“X.X”表示電壓值（一位整數(shù)，一位小數(shù)）。

顯示電路如圖5所示：

圖5 LCD顯示電路

L C D顯示電路采用液晶顯示器件RT12864M，RT12864M是一種圖形液晶顯示器，它主要由行驅(qū)動(dòng)/列驅(qū)動(dòng)和128*64全點(diǎn)陣液晶顯示器組成?？赏瓿蓤D形顯示，也可顯示8*4個(gè)（16*16點(diǎn)陣）漢字。內(nèi)置8192個(gè)中文漢字庫(kù)，RT12864提供了并口和串口兩種數(shù)據(jù)傳輸?shù)慕涌诜绞?。這里采用串口方式。

2.5 鍵盤(pán)電路

鍵盤(pán)電路包括啟動(dòng)鍵，顯示鍵，如圖6所示：

圖6 鍵盤(pán)電路

該電路由四個(gè)獨(dú)立式按鍵組成，其中S1為啟動(dòng)采集鍵，按下時(shí)表示開(kāi)始對(duì)三個(gè)通道分別采集一次；S2為顯示鍵，按下時(shí)表示要將測(cè)試結(jié)果顯示在LCD上，至于要顯示第幾次采集的結(jié)果則由S3表示；S3為加一按鈕，每按下一次會(huì)自動(dòng)加一，次數(shù)在0～9之間巡回變化。如果需要顯示的次數(shù)大于采集到的次數(shù)，下位機(jī)將返回出錯(cuò)信息；S4為確認(rèn)鍵，當(dāng)按下時(shí)上位機(jī)就將需要顯示的信息通知下位機(jī)，下位機(jī)則將數(shù)據(jù)從片外存儲(chǔ)器中取出送到上位機(jī)，并由上位機(jī)送到LCD進(jìn)行顯示。

3、軟件設(shè)計(jì)

軟件包括上位機(jī)程序和下位機(jī)程序兩部分，流程圖如圖7所示。

4、結(jié)束語(yǔ)

多通道數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)能實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的多次采集，分批存儲(chǔ)，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，使用方便的特點(diǎn)，不僅可以顯示當(dāng)前的多通道數(shù)據(jù)信息，還能顯示前幾次的數(shù)據(jù)，而且通過(guò)對(duì)軟件的升級(jí)，還能實(shí)現(xiàn)平均值，最大、最小值的顯示，具有一定的可擴(kuò)展性。

[1]曹天漢.單片機(jī)原理與接口技術(shù)[M].北京:電子工業(yè)出版社.2006

[2]馬家辰,孫玉德,張穎.MCS-51單片機(jī)原理及接口技術(shù).哈爾濱:哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社. 1998

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[4]謝志萍.傳感器與檢測(cè)技術(shù).北京:電子工業(yè)出版社.2004

Multi-channel data acquisition system design

Liu Shu la
Xi’an Aero technical college, Shann’ xain, Xi710077

This system uses A/D conversion device to acquisitive three channel simulation signals and convert them to digital signals. The lower level computer reads digital signal and saves it into external memory, the upper computer reads keyboard information and transmits requisition information to the lower level computer if the signal needed to display, if it is true, the lower level computer will read the corresponding data and transfer it to the upper computer, then the upper computer will send the data into LCD to display.

10.3969/j.issn.1001-8972.2011.12.050