MCS8051數(shù)據(jù)采集監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

1、【W(wǎng)ord版本下載可任意編輯】 MCS8051數(shù)據(jù)采集監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，通常是為了將實(shí)時(shí)定時(shí)采集后，以數(shù)字量形式存儲(chǔ)后開(kāi)展分析，得到分析結(jié)果開(kāi)展顯示打印或報(bào)警。系統(tǒng)通常由傳感器，線性放大器，多路模擬開(kāi)關(guān)，采樣保持器，A/D轉(zhuǎn)換器，單片機(jī)芯片，擴(kuò)展I/O口，存儲(chǔ)器以及外接設(shè)備打印機(jī)，顯示器等組成，其系統(tǒng)框圖如下列圖所示。 基于MCS8051數(shù)據(jù)采集監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 有時(shí)候，系統(tǒng)只是對(duì)某一個(gè)或幾個(gè)信號(hào)開(kāi)展采集和粗略分析，而并不需要十分的分析結(jié)果，此時(shí)需要的采集系統(tǒng)遠(yuǎn)沒(méi)有上述那么復(fù)雜，可以根據(jù)需要開(kāi)展簡(jiǎn)化，得到比較實(shí)用的系統(tǒng)。 在生活中，經(jīng)常有些電器件在工作時(shí)，其電源電壓需要保持在一定的電

2、壓范圍內(nèi)，否則器件容易受損，這時(shí)需要對(duì)電壓開(kāi)展實(shí)時(shí)的檢測(cè)。假設(shè)某個(gè)電子器件的電壓工作范圍為35V,且電壓的變化比較緩慢，需要對(duì)電壓開(kāi)展實(shí)時(shí)的監(jiān)測(cè)，如果電壓不在工作范圍內(nèi)則開(kāi)展報(bào)警，而并不需要得到的電壓數(shù)據(jù)。下面就此例，設(shè)計(jì)一個(gè)既簡(jiǎn)單又實(shí)用的數(shù)據(jù)采集監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。 由于是一路電壓信號(hào)而且變化相對(duì)緩慢，所以不需要傳感器、線性放大器、多路模擬開(kāi)關(guān)和采樣保持器等，報(bào)警部分可以用紅黃綠燈來(lái)顯示電壓是否正常，所以整個(gè)系統(tǒng)只需要一篇A/D轉(zhuǎn)換器、一片單片機(jī)、紅黃綠燈各一個(gè)。 根據(jù)簡(jiǎn)單實(shí)用的原則來(lái)選擇芯片：由于需要的精度不高，ND轉(zhuǎn)換器、選擇8位的ADC0804,單片機(jī)芯片可選擇MCS-51系列的8051芯片（由

3、于軟件程序選擇8051,不需要擴(kuò)展程序存儲(chǔ)器，且比較實(shí)惠）。另外紅黃綠燈各一個(gè)。 電路：由于工作電壓的動(dòng)態(tài)范圍為35V,ADC0804的VFEF2（參考電壓輸入端）接3V電壓，所以輸入的電壓范圍為0-6V,存儲(chǔ)時(shí)OV為OOH,6V為FFH,由256/6*3=128可知3V為80H,同理5V為D5H,ADC0804的CLKI端外接一個(gè)電阻和電容來(lái)提供時(shí)鐘信號(hào)，參數(shù)R=10k，C=150pF.振蕩頻率FCLK=640kHz.轉(zhuǎn)換時(shí)間約為100us.ADC0804轉(zhuǎn)換器具有三態(tài)輸出鎖存器，可直接驅(qū)動(dòng)數(shù)據(jù)總線，故與8051單片機(jī)的接口電路比較簡(jiǎn)單，如下列圖所示。 ADC0804的數(shù)據(jù)輸出線DB70直接與8051的數(shù)據(jù)線PO.O0.7相接1RD,WR和INTR也直接與8051的相應(yīng)端子相接。Pl.l.P1.2,P1.3分別接紅黃綠燈。 軟件設(shè)計(jì)：定時(shí)采集數(shù)據(jù)，每隔五分鐘采數(shù)據(jù)，每次采集十個(gè)樣本點(diǎn)，存儲(chǔ)后開(kāi)展分析，與3V和5v開(kāi)展比較，大于5V時(shí)亮紅燈，小于3V時(shí)亮黃燈，工作電壓正常時(shí)亮綠燈。 根據(jù)上述硬件電路如上圖的要求，建立的程序框圖如下列圖所示。 由該框圖出發(fā)建立的源程序如下： 設(shè)計(jì)過(guò)程中以簡(jiǎn)單實(shí)用為準(zhǔn)則，從整個(gè)設(shè)計(jì)過(guò)程來(lái)看，首先分析系統(tǒng)要求，然后選擇元器件，設(shè)計(jì)電路圖及軟件程序，仿真。所設(shè)計(jì)的系統(tǒng)符合要求，且容易實(shí)