李佳琪　張可菊

摘 要：由于數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的應(yīng)用范圍越來(lái)越寬、所涉及到的測(cè)量信號(hào)和信號(hào)源的類型越來(lái)越多、對(duì)測(cè)量的要求也越來(lái)越高。國(guó)內(nèi)外現(xiàn)在已有不少數(shù)據(jù)測(cè)量和采集的系統(tǒng)，但很多系統(tǒng)存在功能單一、采集通道少、采集速率低、操作復(fù)雜，并且對(duì)測(cè)試環(huán)境要求比較高等問(wèn)題。人們需要一種應(yīng)用范圍廣、性價(jià)比高的多路數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。

關(guān)鍵詞：多路數(shù)據(jù)；采集；測(cè)量信號(hào)

1 引言

隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的應(yīng)用也日益廣泛。數(shù)據(jù)采集是工業(yè)控制系統(tǒng)中至關(guān)重要的一個(gè)環(huán)節(jié)，在生產(chǎn)過(guò)程中，往往需要隨時(shí)檢測(cè)各個(gè)環(huán)節(jié)的溫度、濕度、流量及壓力等參數(shù)。同時(shí)，還要對(duì)某個(gè)檢測(cè)點(diǎn)的任意參數(shù)進(jìn)行隨機(jī)查詢，將所得到的檢測(cè)結(jié)果提取出來(lái)以便進(jìn)行比較做出決策，調(diào)整控制方案。此外，在科研過(guò)程中，運(yùn)用數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)可獲得大量的動(dòng)態(tài)信息，也是獲取科學(xué)數(shù)據(jù)的重要手段之一。數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)直接影響控制系統(tǒng)的決策。

2 多路數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的發(fā)展

數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，從某種意義上來(lái)說(shuō)，應(yīng)該是用計(jì)算機(jī)控制的多路數(shù)據(jù)自動(dòng)檢測(cè)或巡回檢測(cè)，并能對(duì)數(shù)據(jù)實(shí)行存儲(chǔ)、處理、分析計(jì)算以及從檢測(cè)的數(shù)據(jù)中提取可用的信息，供顯示、記錄、打印或描繪的系統(tǒng)。

在我國(guó)，對(duì)于多路信息采集系統(tǒng)的應(yīng)用比較廣泛，一般的工廠應(yīng)用的多路信息采集系統(tǒng)主要采集的有溫度與濕度，并且以往的設(shè)計(jì)中使用的單片機(jī)通常為傳統(tǒng)的51系列單片機(jī)，加上一塊A/D轉(zhuǎn)換芯片，一般使用ADC0809作為A/D轉(zhuǎn)換使用，這樣的設(shè)計(jì)會(huì)使得成本提高，并且硬件部分的外形也會(huì)變大，不方便集成化管理。

3 多路數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的原理

本設(shè)計(jì)以單片機(jī)STC89C51為主控芯片，通過(guò)該芯片的A/D轉(zhuǎn)換功能，對(duì)濕度信號(hào)、照度返回的電壓信號(hào)進(jìn)行轉(zhuǎn)換，DS18B20傳感器是數(shù)字式溫度傳感器，相對(duì)于傳統(tǒng)溫度傳感器精度高、穩(wěn)定性好、電路簡(jiǎn)單、控制方便，在這里使用DS18B20溫度傳感器進(jìn)行對(duì)溫度的測(cè)量，經(jīng)過(guò)信息處理后顯示在LCD1602上，并且進(jìn)行定時(shí)的刷新與數(shù)據(jù)的采集。本設(shè)計(jì)為基于單片機(jī)的多路信息采集系統(tǒng)，主要實(shí)現(xiàn)可以對(duì)光照度信息進(jìn)行檢測(cè)，并通過(guò)A/D轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換為數(shù)字量對(duì)單片機(jī)控制進(jìn)行顯示；可以對(duì)環(huán)境的濕度進(jìn)行檢測(cè)，通過(guò)A/D轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換為數(shù)字量，經(jīng)過(guò)單片機(jī) 處理后將濕度信息顯示在顯示器上；通過(guò)溫度傳感器對(duì)環(huán)境溫度進(jìn)行檢測(cè)，檢測(cè)后的溫度通過(guò)單片機(jī)進(jìn)行處理后，顯示在顯示器上；可以進(jìn)行按鍵的掃描與執(zhí)行，可以通過(guò)按鍵對(duì)三個(gè)檢測(cè)部分的報(bào)警值進(jìn)行設(shè)置，當(dāng)超值時(shí)，產(chǎn)生報(bào)警；可以通過(guò)顯示器對(duì)三路信息進(jìn)行顯示與刷新，可以實(shí)時(shí)進(jìn)行人機(jī)交互；超限報(bào)警功能。系統(tǒng)總框圖如圖1所示。

4 顯示電路的設(shè)計(jì)

在數(shù)字測(cè)量?jī)x表和各種數(shù)字系統(tǒng)中，都需要將數(shù)字量直觀的顯示出來(lái)，一方面供人們直接讀取測(cè)量和運(yùn)算的結(jié)果；另一方面用于監(jiān)視數(shù)字系統(tǒng)的工作情況。因此，數(shù)字顯示電路的設(shè)計(jì)是許多數(shù)字設(shè)備不可缺少的部分。

顯示部分使用LCD1602作為顯示器件，顯示溫度、濕度、光照度信息，LCD1為液晶顯示器LCD1602，單片機(jī)的P0口進(jìn)行相互間的數(shù)據(jù)通信，通過(guò)P2.5～P2.7對(duì)LCD進(jìn)行讀寫(xiě)操作的控制，電位器PR1為調(diào)節(jié)顯示對(duì)比度的電位器，BL-與BL+為L(zhǎng)CD的背光端，用來(lái)控制背光的開(kāi)啟與關(guān)閉，可以通過(guò)一個(gè)三極管作為開(kāi)關(guān)管對(duì)背光燈進(jìn)行控制。顯示接口電路圖如圖2所示。

[參考文獻(xiàn)]

[1]涂時(shí)亮，周航慈.單片機(jī)軟件設(shè)計(jì)技術(shù).科學(xué)文獻(xiàn)出版社重慶分社，2002.

[2]黃集昌.傳感器工作原理及應(yīng)用實(shí)例.人民郵電出版社，1998.

[3]李永敏，謝長(zhǎng)生.檢測(cè)儀器電子電路.西安工業(yè)大學(xué)出版社，1996.

[4]楊振江，季建華.A/D、D/A轉(zhuǎn)換器接口技術(shù).西安電子科技大學(xué)出版社，1996.