馬凱

【摘要】 隨著現(xiàn)代工業(yè)技術的進步和發(fā)展，機電設備向著大型化、自動化、復雜化、高速化的方向發(fā)展。一旦這些設備發(fā)生故障，將會造成很大的經(jīng)濟損失，因此對設備運行故障進行預測和分析的數(shù)據(jù)采集控制器提出了更高的要求。因此本文就基于單片機的數(shù)據(jù)采集與控制系統(tǒng)進行了綜述。

【關鍵詞】 單片機 數(shù)據(jù)采集 控制系統(tǒng)

一、前言

數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)是將現(xiàn)場采集到的數(shù)據(jù)進行處理、傳輸、存儲、顯示等操作。在科學技術迅速發(fā)展的大背景下，數(shù)據(jù)采集技術已經(jīng)被公認為時現(xiàn)代科學研究以及技術發(fā)展的重要課題之一。當前，許多學者與專家都投身于單片機的數(shù)據(jù)采集與控制系統(tǒng)的研究與開發(fā)當中，并取得了一些成果，有力的推動了我國數(shù)據(jù)采集技術的發(fā)展。

二、我夠基于單片機數(shù)據(jù)采集與控制系統(tǒng)的研究現(xiàn)狀

2.1 基于AT89C52單片機數(shù)據(jù)采集與LED顯示系統(tǒng)的設計

集美大學周海峰等人利用AT89C52單片機作為控制核心研發(fā)了一套數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，并將采集到并轉(zhuǎn)換的數(shù)據(jù)用LED進行顯示。該系統(tǒng)由數(shù)據(jù)采集模塊、系統(tǒng)控制模塊、A/D轉(zhuǎn)換模塊、顯示模塊和鍵盤模塊等幾個部分組成。在系統(tǒng)硬件設計方面，該系統(tǒng)利用AT89C52單片機作為中心控制單元，采用變電阻箱模擬溫度信號，再利用數(shù)據(jù)采集卡完成四路數(shù)據(jù)采集，并且以特定的通訊協(xié)議采用RS-232串行方式與單片機進行通訊，再通過串行實時時鐘芯片DS1302記錄數(shù)據(jù)出現(xiàn)的時間，利用數(shù)據(jù)存儲器件X25265進行暫時儲存，之后將儲存數(shù)據(jù)經(jīng)過單片機處理后顯示在LED平上。切換采集數(shù)據(jù)出現(xiàn)時間與數(shù)據(jù)值可以由鍵盤控制實現(xiàn)。該系統(tǒng)軟件設計利用的是匯編語言編寫，主要功能有串口收發(fā)、4路A/D顯示、LED顯示等。其中LED顯示是經(jīng)過轉(zhuǎn)化后的采樣值，并且通過串口機進行通訊。經(jīng)過對軟硬件進行綜合調(diào)試與測試后表明，該系統(tǒng)仿真基本能夠達到要求，很好的實現(xiàn)了設計功能。

2.2 基于MCS-51系列單片機的數(shù)據(jù)采集與控制系統(tǒng)

伍道明利用MCS-51系列單片機作為主機系統(tǒng)開發(fā)了一種單回路控制器系統(tǒng)進行數(shù)據(jù)采集與控制工作。該系統(tǒng)采用常規(guī)單片機外圍電路設計方法，利用V/F變換器替代A/D變換器，并且同時具有LED動態(tài)顯示系統(tǒng)的功能，并且能夠配備手動鍵盤操作。由于該設計的目的就是想通過接不同的傳感器采集各種非電物理量，從而能夠使其擁有更廣闊的使用空間，因此傳感器是該系統(tǒng)的關鍵部件。該系統(tǒng)還進行了系統(tǒng)的軟件抗干擾設計，很好的補充和完善了硬件抗干擾功能，這使得該系統(tǒng)在噪聲環(huán)境下能夠順利運行。該系統(tǒng)中的軟件抗干擾包括數(shù)據(jù)采集中的軟件抗干擾、控制失靈的軟件抗干擾以及程序運行失常的軟件抗干擾三類。經(jīng)過測試表面，該系統(tǒng)是一個實用的基于單片機的數(shù)據(jù)采集與控制系統(tǒng)。

2.3 基于Atmega單片機的數(shù)據(jù)采集與控制系統(tǒng)

廣州軍區(qū)廣州總醫(yī)院的陳宇珂等人以單片機Atmega為核心開發(fā)了一種串行數(shù)據(jù)采集機控制系統(tǒng)，該系統(tǒng)能夠利用串行口語具備串行口的醫(yī)療設備通信，從而控制系統(tǒng)可發(fā)指令給醫(yī)療設備實現(xiàn)系統(tǒng)控制。該系統(tǒng)利用Atmega的串行口實現(xiàn)串行通訊，因此具有較高的數(shù)據(jù)傳輸速度，能夠很好的滿足數(shù)據(jù)及質(zhì)量的快速傳輸。經(jīng)過實驗驗證，該系統(tǒng)能夠穩(wěn)定運行，并且充分發(fā)揮單片機的優(yōu)勢，系統(tǒng)電路簡單實用，體積小，功耗低，并且擁有很好的性價比，因此在小型便攜式醫(yī)學儀器的開發(fā)上有很好的應用前景。

2.4 基于單片機C8051F005數(shù)據(jù)采集與控制系統(tǒng)

第二炮兵青州士官學校的董巍巍等人基于高速單片機C8051F005設計了一種功能齊全，數(shù)據(jù)處理方式靈活的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。該系統(tǒng)包括前端傳感器、單片機、液晶顯示器以及USB通信接口幾個部分。其中單片機是整個系統(tǒng)的核心，通過內(nèi)部集成的單片機完成信號轉(zhuǎn)換，再通過數(shù)字量進行運算處理，從而控制液晶顯示器進行顯示。所具備的USB通信接口是對數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的擴展功能，使得可以與PC相連，同時還可以提供電源。另外，該系統(tǒng)應用程序是處于應用層的上層軟件，向用戶提供了用戶界面，從而使的通過應用程序?qū)υO備進行實時控制。

三、結(jié)束語

基于單片機的數(shù)據(jù)采集控制系統(tǒng)能夠充分發(fā)揮單片機的強大功能，具有可靠、靈活、易開發(fā)、便于擴展等優(yōu)勢，因此，基于單片機的數(shù)據(jù)采集與控制系統(tǒng)的研究與開發(fā)仍然是一個火熱的課題，將會在推動我國高新企業(yè)的進一步發(fā)展發(fā)揮非常重要的作用。

參 考 文 獻

[1] 樓然苗，李光飛.51系列單片機設計實例[M]. 北京：北京航空航天大學出版社，2003

[2] 靳達. 單片機應用系統(tǒng)開發(fā)實例導航[M]. 北京：人民郵電出版社，2003

[3] 李朝青. 單片微機原理及應用技術[M]. 天津：南開大學出版社，1999