基于单片机AT89C52的数据采集系统

研 究与应 用 化工自动化及仪表，2010，37(3)：110—112 Control and Instruments in Chemical Industry 基于单片机 AT89 C52的数据采集系统 张燕红，郑仲桥 (常州工学院 电子信息与电气工程学院，江苏 常州 213002) 摘要： 介绍由 AT89C52、RAM、AD574、电源电路、模拟量输入采集处理等模块组成的数据采集系统。应用 12位高精度并行 A／D转换芯片 AD574和八通道故障保护模拟开关实现八路数据采集且利用串行实时时钟芯片 记录数据出现时间。该数据采集系统适用各种现场自动化监测及控制，具有性能稳定、可靠性高、响应速度快等 优 点。 关键词： 数据采集系统；单片机 ；模拟量；开关量 中图分类号：TP274 文献标识码：A 文章编号：1000—3932(2010)03-0110-03 1 引 言 基于单片机的数据采集和处理系统是单片机应 用领域中使用最多的一类系统，主要是实时采集外 界非电量参数，也可以直接采集代表某些状态特性 的开关量。单片机系统对采集到的这些信号进行数 据处理，并根据用户的要求，将处理后的数据送到显 示设备进行显示，也可通过串行口送给其它计算机， 或者通过数／模转换器变换成模拟信号控制外部设 备，输出的开关量也可直接用于控制目的 。本文 所介绍的数据采集系统具有性能稳定、可靠性高、响 应速度快等优点，还可以方便地接人几种控制系统 中。 2 系统总体 方案 气瓶 现场处置方案 .pdf气瓶 现场处置方案 .doc见习基地管理方案.doc关于群访事件的化解方案建筑工地扬尘治理专项方案下载 设计 领导形象设计圆作业设计ao工艺污水处理厂设计附属工程施工组织设计清扫机器人结构设计 根据整个系统的实际工作原理和应用，整个系 统由以下几个重要模块组成：CPU、RAM、AD574、电 源电路、模拟量输人采集处理模块等。其系统框图 如图 1所示。 ==j 电源 模块 鎏叠 荣 图 1 系统框图 3 硬件设计 本系统采用 AT89C52单片机作为中心控制单 元，应用 12位高精度并行A／D转换芯片 AD574和 八通道故障保护模拟开关实现八路数据采集；不仅 记录采集的数据，而且利用串行实时时钟芯片记录 数据出现的时间，有利于用户准确了解和把握生产 过程的状态；与上位机进行通讯，将采样数据和采样 时间存储在上位机文件中，便于数据的查询和分析， 给工业过程的长期运行和检查带来了很大的方 便 。下面主要介绍几个重要模块的硬件电路设 计。 3．1 单片机控制模块 本数据采集系统采用 ATMEL公司生产的 AT89C52，其控制电路如图2所示。 3．2 模拟输入采集与 A／D转换模块 模拟输入量 的采集通过 A／D转换器 AD574 完成，如图3所示。AD574是12位逐次比较型 A／ D转换器，内部包含有与微型计算机接口的逻辑 电路，可以很方便地与多种微型计算机系统相连， AD574内部具有参考电压源和时钟电路，给用户 提供了方便。再加上其转换速度快只有25 s，具 有良好的性能价格比等优点，使得 AD574成为目 前在国内外应用较多的器件之一。AD574采用逐 次比较方式完成转换。当逻辑控制电路接到转换 指令时，立刻启动时钟电路，同时将逐次比较寄存 器SAR清0。这时输入信号首先同A／D转换器的 最高位输 出的电压相 比较 。判断取舍，然后在时 钟的控制下，按顺序进行逐次比较，一直到 A／D转 换器输出的数码都被确定，SAR向逻辑控制电路 送回结束信号时转换结束，时钟脉冲使输出状态 变低。当外部加人读数据指令时，逻辑控制电路 可以发出指令读出数据 。 收稿日期：2009—12-22(修改稿) 基金项目：常州工学院自然科学项目 (YN06061) 第3期 张燕红等．基于单片机AT89C52的数据采集系统 ·l1 1· +5 V 图2 控制电路图 固 一． 干L vl_ STS 27 一 3 12／8 DBll 26 卜 4 CS DBl0 li 广_、 A0 I)B9 25 R C DB8 24 l 、^ n CE DB7 23 ／ 7 22 N ANn 上 8 VC(： I)B6 21 一 +15 V1 ·· 音 }￡ 0【 l、 DB5 20 19 i0_ v V E DB2 18 一 INHI 1 3 BIPOFF DB1 17 lOVIN DBO 16 INLO 14 l5 20VIN DGND A1)574 图3 模拟输入采集与 A／D转换模块 其数据的转换程序如下所示： ORG 0000H MOV R0，#20H；数据区首址 MOV DPTR，#0FFF8H MOVX@DPTR，A；启动A／D转换 LOOP：JB P3．0，LOOP；转换是否结束，未结束，等待 MOVX A，@DPTR；读高8位数据 MOV @R0，A；存高8位数据 INC R0 INC DPTR MOVX A，@DPTR；读低4位数据 ANL A，#OFH；屏蔽高4位 MOV @R0，A；存低 4位数据 END 3．3 通信模块 数据采集系统在数据通信时通过隔离器件 6N135与计算机进行通信，串口通信 标准 excel标准偏差excel标准偏差函数exl标准差函数国标检验抽样标准表免费下载红头文件格式标准下载 选用 Rs． 232通信 协议 离婚协议模板下载合伙人协议 下载渠道分销协议免费下载敬业协议下载授课协议下载 。 在接口电路中还采用了高速光耦器件 6N135。 高速耦合 6N135是 13本东芝公司生产的具有优良 特性的光电耦合器件，内封装一个高度红外放光管 和光敏三极管。它具有体积小、寿命长、抗干扰性 强、隔离高电压、高速度、与，ITI1L逻辑电平兼容等优 点。该器件广泛用于线路隔离、开关电路、数／模转 换、逻辑电路、长线传输、过流保护、高压控制、电平 匹配以及线性放大等方面。 3．4 电源模块 本系统中采用常用的稳压器 7805来实现 +5 V 的稳压电源。其电路图如图4所示。 图4 电源电路图 4 软件设计 数据采集系统的软件包括主程序和数据采集、 数据处理、对象控制等一系列子程序。这里主要介 绍通信模块子程序。 单片机采用中断方式发送和接受数据，当某台 · 112· 化 工 自 动 化 及 仪 表 第37卷 单片机与Pc机发出的地址码一致时就发出应答信 号给Pc机。某一时刻 PC机只与一台单片机传输 数据。单片机与Pc机沟通联络后，先接受数据，再 定时器初始化，f 设置波特率 I I 串行 初¨始化l l 没置发送和接受指针 (a)主程序 将机内数据发往 Pc机。 通信模块的功能通过设计的程序实现，本程序 分为主程序和中断服务程序两部分。如图5所示。 (b)中断程序 图5 通信模块 流程 快递问题件怎么处理流程河南自建厂房流程下载关于规范招聘需求审批流程制作流程表下载邮件下载流程设计 图 5 结束语 数据采集是获取信息的主要手段，数据采集技 术是信息科学的主要组成部分，它是以传感器技术、 信号检测与处理、电子电路学、计算机控制技术等方 面技术为基础而形成的一个综合应用技术学科，目 前各种各样的数据采集系统已得到广泛应用，新型 数据采集系统仍不断涌现。并且随着科学技术的发 展，尤其是计算机技术的发展与普及，数据采集技 术将有更为广阔的发展前景 。 参考文献： 尤佳宁，方禹之，刘中元．用 AVRMEGA16单片机控制实现 的数据采集系统[J]．化工自动化及仪表，2006，33(3)：35 — 38． 冯建华 ，等．单片机应用系统设计与产品开发[M]．北京：人 民邮电出版社，2004． 李中华．一种远程数据采集模块的设计[J]．化工自动化及 仪表，2003，30(2)：48—53． 何立民．单片机应用系统设计[M]．北京：北京航空航天大 学出版社，1990． 朱晓荣，周东辉．一种实用的分布式数据采集和控制系统 [J]．电子产品世界，2003，(8)：34—36． Data Collecting System Based on SCM AT89C52 ZHANG Yan—hong，ZHENG Zhong—qiao (School ofElectronic Inform~tion&Electric Engineering，Changzhou Institute of Technology， Changzhou 213002，China) Abstract：The data acquisition system was introduced which was composed of AT89C52，RAM，AD574，power cir- cuit，analog quantity input acquisition module，etc．The 8 ways data acquisition system was realized by using 12 bits high—precision parallel A／D converter chip AD574 and 8-channel fault protection analog switch．The serial real—time clock chip was used to record the time that data appeared．The data acquisition system is suitable for a variety of on- site automatic monitoring and control，with stable performance，high reliability，fast response and SO on． Key words：data acquisition system；SCM；analog quantity；switch quantity · 简 讯 · 艾默生和壳牌公司签署多年关于技术和服务的全球框架协议 美国德克萨斯州奥斯丁市(2010年2月10日)一艾默生公司(股票代码：EMR)所属业务部艾默生过程管理宣布与壳牌公 司签署一项为期5年的全球性框架协议，作为主要自动化承包商(MAC)为壳牌未来全球的新建项目提供服务。 基于此协议，艾默生将为主要自动化系统(MAS)提供工程和支持服务：包括分布式控制系统(DCS)和安全设备系统。该合 同包括为现有系统提供持续维护，并向改造工厂和新建工厂提供新系统。 壳牌公司拥有将 MAC战略应用于下游业务的多年经验，并一直在扩展 MAC概念，进而建立以此为中心的涉及整个企业的 自动化战略。 “全球框架协议标志着壳牌公司拥有一个新的完整解决方案。”壳牌上游投资组合经理 Nick Curley说，“它是长期的、复杂 的、协作的、达成双方重要价值的基于绩效关系的协议。在未来全球关键性的工程中，我们将持续关注并超越这种方法。” 1j 1j 1J