多通道电压信号采集器.pdf

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1、辽 宁 工 业 大 学单片机与接口技术课程设计(论文)题目:多通道电压信号采集器院(系):电气工程学院专业班级:测控技术与仪器学号:100301016 学生姓名:张轶楠指导教师:(签字)起止时间:2013.6.17-2013.6.28课程设计(论文)任务及评语院(系):电气工程学院教研室:测控技术与仪器学 号100301016学生姓名张轶楠专业班级测控 101注:成绩:平时20%论文质量 60%答辩 20%以百分制计算摘要随着电子科技地不断发展与进步,电压测量成为广大电子领域中必须掌握地过程,并且对设计题目多通道电压信号采集器课程设计(论文)任务工业现场中有很多检测环节输出为模拟电压信号,设计

2、一个能够针对16路模拟电压信号进行巡回检测和现实地装置.设计任务1以单片机为控制核心,对16路电压信号进行采集;2设计相应信号采集电路和切换电路;3设计 4位按键,用于实现手动与自动地切换和设定;4采用 6位数码管进行显示;设计要求:1、分析系统功能,尽可能降低成本,选择合适单片机、数码管显示方式、按键电路和信号采集电路等;2、应用专业绘图软件绘制硬件电路图和软件流程图;3、按规定格式,撰写、打印设计说明书一份,其中程序开发要有详细地软件设计说明,详细阐述系统地工作过程,字数应在4000 字以上.技术参数116 路电压信号中,每一路地巡检周期为1s;2电压变化范围010V,检测精度为1%;3数

3、码管前1 位显示通道号,后3 位显示当前通道电压值.工作计划1、布置任务,查阅资料,理解掌握系统地控制要求.(2天,分散完成)2、选择液位传感器、单片机等元器件型号.(1 天,实验室完成)3、绘制硬件电路图.(1 天,实验室完成)4、按系统地控制要求,编写软件程序.(3天,分散2 天,实验室1 天)5、上机调试、修改程序、答辩.(2 天,实验室完成)6、撰写、打印设计说明书(1天,分散完成)指导教师评语及成绩平时:论文质量:答辩:指导教师签字:总成绩:年月日文档编码:CB9W2V1J10Y9 HM4I6Y2D8R10 ZP3Z6D7L2C7文档编码:CB9W2V1J10Y9 HM4I6Y2D8

4、R10 ZP3Z6D7L2C7文档编码:CB9W2V1J10Y9 HM4I6Y2D8R10 ZP3Z6D7L2C7文档编码:CB9W2V1J10Y9 HM4I6Y2D8R10 ZP3Z6D7L2C7文档编码:CB9W2V1J10Y9 HM4I6Y2D8R10 ZP3Z6D7L2C7文档编码:CB9W2V1J10Y9 HM4I6Y2D8R10 ZP3Z6D7L2C7文档编码:CB9W2V1J10Y9 HM4I6Y2D8R10 ZP3Z6D7L2C7文档编码:CB9W2V1J10Y9 HM4I6Y2D8R10 ZP3Z6D7L2C7文档编码:CB9W2V1J10Y9 HM4I6Y2D8R10 ZP

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11、计地目地是对16 路输入地电压信号进行采集.并将采集到地数据进行处理、传输、显示.本设计是将输入地电压通过A/D 转换,将模拟电压信号转换成数字信号,然后将数字信号传给单片机.经单片机分析处理后,将处理数据传输给显示系统,即由6 位数码管显示.关键词:单片机;模数转换;6 位数码管文档编码:CB9W2V1J10Y9 HM4I6Y2D8R10 ZP3Z6D7L2C7文档编码:CB9W2V1J10Y9 HM4I6Y2D8R10 ZP3Z6D7L2C7文档编码:CB9W2V1J10Y9 HM4I6Y2D8R10 ZP3Z6D7L2C7文档编码:CB9W2V1J10Y9 HM4I6Y2D8R10 ZP

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18、R10 ZP3Z6D7L2C7文档编码:CB9W2V1J10Y9 HM4I6Y2D8R10 ZP3Z6D7L2C7目录第 1 章 绪论 11.1 简介及应用11.2 设计概述 1第 2 章 课程设计方案22.1 系统概述 22.2 系统构成 2第 3 章 硬件设计 33.1 A/D转换33.2 单片机系统53.3 输出显示 7第 4 章 软件设计 84.1 程序设计流程图84.2 流程图介绍9第 5 章 课程设计总结10参考文献11附录 12附录 13文档编码:CB9W2V1J10Y9 HM4I6Y2D8R10 ZP3Z6D7L2C7文档编码:CB9W2V1J10Y9 HM4I6Y2D8R10

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26、问世,将数据采集带入了一个全新地时代.数据采集系统根据不同地应用需求有不同地定义,这使得多功能数据采集系统地发展尤为重要.数据采集是智能仪表,自动控制系统中不可缺少地部分.如果单片机本身带A/D,D/A功能,则不必进行系统扩展.如果芯片本身不带这种功能,则必须扩展A/D,D/A接口,则必须扩展存储系统程序EPROM,以构成一个完整地数据采集系统.芯片地选取应根据应用需要或实验条件进行,一 般 在 教 案 实 验 中 制 作 地 采 样 系 统 由 于 条 件 有 限,其 精 度 要 求 不 能 提 高,如 选ADC0809,DAC590及 EPROMZ764 等进行系统扩展.1.2 设计概述本

27、设计是以单片机为核心通过AD 转换器对16 路电压信号进行采集并转换成数字信号,然后送入单片机,经过单片机处理后由数码管进行显示.另外在系统中加入4 个按键用以实现人机交互完成手动和自动地切换.文档编码:CB9W2V1J10Y9 HM4I6Y2D8R10 ZP3Z6D7L2C7文档编码:CB9W2V1J10Y9 HM4I6Y2D8R10 ZP3Z6D7L2C7文档编码:CB9W2V1J10Y9 HM4I6Y2D8R10 ZP3Z6D7L2C7文档编码:CB9W2V1J10Y9 HM4I6Y2D8R10 ZP3Z6D7L2C7文档编码:CB9W2V1J10Y9 HM4I6Y2D8R10 ZP3Z

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32、 HM4I6Y2D8R10 ZP3Z6D7L2C7文档编码:CB9W2V1J10Y9 HM4I6Y2D8R10 ZP3Z6D7L2C7文档编码:CB9W2V1J10Y9 HM4I6Y2D8R10 ZP3Z6D7L2C7文档编码:CB9W2V1J10Y9 HM4I6Y2D8R10 ZP3Z6D7L2C7文档编码:CB9W2V1J10Y9 HM4I6Y2D8R10 ZP3Z6D7L2C7文档编码:CB9W2V1J10Y9 HM4I6Y2D8R10 ZP3Z6D7L2C7文档编码:CB9W2V1J10Y9 HM4I6Y2D8R10 ZP3Z6D7L2C7文档编码:CB9W2V1J10Y9 HM4I6

33、Y2D8R10 ZP3Z6D7L2C7文档编码:CB9W2V1J10Y9 HM4I6Y2D8R10 ZP3Z6D7L2C7文档编码:CB9W2V1J10Y9 HM4I6Y2D8R10 ZP3Z6D7L2C7文档编码:CB9W2V1J10Y9 HM4I6Y2D8R10 ZP3Z6D7L2C7文档编码:CB9W2V1J10Y9 HM4I6Y2D8R10 ZP3Z6D7L2C7文档编码:CB9W2V1J10Y9 HM4I6Y2D8R10 ZP3Z6D7L2C7文档编码:CB9W2V1J10Y9 HM4I6Y2D8R10 ZP3Z6D7L2C7文档编码:CB9W2V1J10Y9 HM4I6Y2D8R1

34、0 ZP3Z6D7L2C7第 2 章 课程设计方案2.1 系统概述本设计是通过对16 路电压信号地采集,全面巩固A/D 转换器、单片机、键盘和显示地应用.系统功能:通过对多路电压地采集实现实时监测和显示以了解系统地运行状态,进而对系统进行相应地调整.应用场合:需要对多路电压信号采集分析地场合.2.2 系统构成本设计主要由四部分构成:A/D 转换、单片机、键盘和显示.设计构成图如下图 2.1 系统组成AD 转换器地16 个接口分别和外部16 路电压相连接,当任何一个接口地电压信号进入转换器后则开始转换,输入电压信号经过A/D 转换后成为数字信号.方案一是将16 路电压经过一个多路模拟开关后,然后

35、由输出端传给一个AD 转换器,再由转换器将数字信号传给单片机.方案二是直接将16 路电压信号和一个16 路 AD 转换器相连接,然后输出给单片机.方案一考虑了经济方面地因素,但电路连接比方案二复杂,而且增加了器件,使得整个系统地不稳定因素增加,另外造成了AD 转换器地接口地浪费.方案二虽然采用地转换器价格比一要昂贵,但整体利用率高,同时选用地器件地数量少,系统地可靠性较高.所以综合考虑选用方案二.在转换器转换完成后,单片机地控制端给出信号使转换器输出通道打开,然后将数字信号A/D 转换单片机数码管显示键盘文档编码:CB9W2V1J10Y9 HM4I6Y2D8R10 ZP3Z6D7L2C7文档编

36、码:CB9W2V1J10Y9 HM4I6Y2D8R10 ZP3Z6D7L2C7文档编码:CB9W2V1J10Y9 HM4I6Y2D8R10 ZP3Z6D7L2C7文档编码:CB9W2V1J10Y9 HM4I6Y2D8R10 ZP3Z6D7L2C7文档编码:CB9W2V1J10Y9 HM4I6Y2D8R10 ZP3Z6D7L2C7文档编码:CB9W2V1J10Y9 HM4I6Y2D8R10 ZP3Z6D7L2C7文档编码:CB9W2V1J10Y9 HM4I6Y2D8R10 ZP3Z6D7L2C7文档编码:CB9W2V1J10Y9 HM4I6Y2D8R10 ZP3Z6D7L2C7文档编码:CB9W

37、2V1J10Y9 HM4I6Y2D8R10 ZP3Z6D7L2C7文档编码:CB9W2V1J10Y9 HM4I6Y2D8R10 ZP3Z6D7L2C7文档编码:CB9W2V1J10Y9 HM4I6Y2D8R10 ZP3Z6D7L2C7文档编码:CB9W2V1J10Y9 HM4I6Y2D8R10 ZP3Z6D7L2C7文档编码:CB9W2V1J10Y9 HM4I6Y2D8R10 ZP3Z6D7L2C7文档编码:CB9W2V1J10Y9 HM4I6Y2D8R10 ZP3Z6D7L2C7文档编码:CB9W2V1J10Y9 HM4I6Y2D8R10 ZP3Z6D7L2C7文档编码:CB9W2V1J10

38、Y9 HM4I6Y2D8R10 ZP3Z6D7L2C7文档编码:CB9W2V1J10Y9 HM4I6Y2D8R10 ZP3Z6D7L2C7文档编码:CB9W2V1J10Y9 HM4I6Y2D8R10 ZP3Z6D7L2C7文档编码:CB9W2V1J10Y9 HM4I6Y2D8R10 ZP3Z6D7L2C7文档编码:CB9W2V1J10Y9 HM4I6Y2D8R10 ZP3Z6D7L2C7文档编码:CB9W2V1J10Y9 HM4I6Y2D8R10 ZP3Z6D7L2C7文档编码:CB9W2V1J10Y9 HM4I6Y2D8R10 ZP3Z6D7L2C7文档编码:CB9W2V1J10Y9 HM4

39、I6Y2D8R10 ZP3Z6D7L2C7文档编码:CB9W2V1J10Y9 HM4I6Y2D8R10 ZP3Z6D7L2C7文档编码:CB9W2V1J10Y9 HM4I6Y2D8R10 ZP3Z6D7L2C7文档编码:CB9W2V1J10Y9 HM4I6Y2D8R10 ZP3Z6D7L2C7文档编码:CB9W2V1J10Y9 HM4I6Y2D8R10 ZP3Z6D7L2C7文档编码:CB9W2V1J10Y9 HM4I6Y2D8R10 ZP3Z6D7L2C7文档编码:CB9W2V1J10Y9 HM4I6Y2D8R10 ZP3Z6D7L2C7文档编码:CB9W2V1J10Y9 HM4I6Y2D8

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41、3Z6D7L2C7文档编码:CB9W2V1J10Y9 HM4I6Y2D8R10 ZP3Z6D7L2C7文档编码:CB9W2V1J10Y9 HM4I6Y2D8R10 ZP3Z6D7L2C7文档编码:CB9W2V1J10Y9 HM4I6Y2D8R10 ZP3Z6D7L2C7文档编码:CB9W2V1J10Y9 HM4I6Y2D8R10 ZP3Z6D7L2C7文档编码:CB9W2V1J10Y9 HM4I6Y2D8R10 ZP3Z6D7L2C7文档编码:CB9W2V1J10Y9 HM4I6Y2D8R10 ZP3Z6D7L2C7文档编码:CB9W2V1J10Y9 HM4I6Y2D8R10 ZP3Z6D7L

42、2C7文档编码:CB9W2V1J10Y9 HM4I6Y2D8R10 ZP3Z6D7L2C7文档编码:CB9W2V1J10Y9 HM4I6Y2D8R10 ZP3Z6D7L2C7文档编码:CB9W2V1J10Y9 HM4I6Y2D8R10 ZP3Z6D7L2C7文档编码:CB9W2V1J10Y9 HM4I6Y2D8R10 ZP3Z6D7L2C7送入单片机.再由单片机处理后并把数据转化成BCD 码输出给锁存器,当锁存器锁存信号允许打开时由锁存器驱动数码管显示.显示部分由四位数码管组成并采用动态显示,第一位用来显示通道,其余三位则用来显示数值.系统共设置四个按键则用来实现手动和自动功能地切换,四个按键

43、和单片机端口连接,通过给入按键信号分别实现不同地功能包括:跳转至上一个显示、跳转至下一个显示、一直显示当前位、跳转至起始显示,当单片机扫描到按键按下时则程序跳转至相应地程序,由单片机分析处理后给输出部分,然后由显示部分显示用户所需要地数据.第 3 章 硬件设计3.1 A/D转换转换部分是16 路电压信号通过一个ADC0816 进行模数转换后,将输出地八位数字量通过输出端传输给AT89S51.因为 A/D 转换器地工作频率大约为500KHz,而由单片机ALE 口输出信文档编码:CB9W2V1J10Y9 HM4I6Y2D8R10 ZP3Z6D7L2C7文档编码:CB9W2V1J10Y9 HM4I6

44、Y2D8R10 ZP3Z6D7L2C7文档编码:CB9W2V1J10Y9 HM4I6Y2D8R10 ZP3Z6D7L2C7文档编码:CB9W2V1J10Y9 HM4I6Y2D8R10 ZP3Z6D7L2C7文档编码:CB9W2V1J10Y9 HM4I6Y2D8R10 ZP3Z6D7L2C7文档编码:CB9W2V1J10Y9 HM4I6Y2D8R10 ZP3Z6D7L2C7文档编码:CB9W2V1J10Y9 HM4I6Y2D8R10 ZP3Z6D7L2C7文档编码:CB9W2V1J10Y9 HM4I6Y2D8R10 ZP3Z6D7L2C7文档编码:CB9W2V1J10Y9 HM4I6Y2D8R1

45、0 ZP3Z6D7L2C7文档编码:CB9W2V1J10Y9 HM4I6Y2D8R10 ZP3Z6D7L2C7文档编码:CB9W2V1J10Y9 HM4I6Y2D8R10 ZP3Z6D7L2C7文档编码:CB9W2V1J10Y9 HM4I6Y2D8R10 ZP3Z6D7L2C7文档编码:CB9W2V1J10Y9 HM4I6Y2D8R10 ZP3Z6D7L2C7文档编码:CB9W2V1J10Y9 HM4I6Y2D8R10 ZP3Z6D7L2C7文档编码:CB9W2V1J10Y9 HM4I6Y2D8R10 ZP3Z6D7L2C7文档编码:CB9W2V1J10Y9 HM4I6Y2D8R10 ZP3Z

46、6D7L2C7文档编码:CB9W2V1J10Y9 HM4I6Y2D8R10 ZP3Z6D7L2C7文档编码:CB9W2V1J10Y9 HM4I6Y2D8R10 ZP3Z6D7L2C7文档编码:CB9W2V1J10Y9 HM4I6Y2D8R10 ZP3Z6D7L2C7文档编码:CB9W2V1J10Y9 HM4I6Y2D8R10 ZP3Z6D7L2C7文档编码:CB9W2V1J10Y9 HM4I6Y2D8R10 ZP3Z6D7L2C7文档编码:CB9W2V1J10Y9 HM4I6Y2D8R10 ZP3Z6D7L2C7文档编码:CB9W2V1J10Y9 HM4I6Y2D8R10 ZP3Z6D7L2C

47、7文档编码:CB9W2V1J10Y9 HM4I6Y2D8R10 ZP3Z6D7L2C7文档编码:CB9W2V1J10Y9 HM4I6Y2D8R10 ZP3Z6D7L2C7文档编码:CB9W2V1J10Y9 HM4I6Y2D8R10 ZP3Z6D7L2C7文档编码:CB9W2V1J10Y9 HM4I6Y2D8R10 ZP3Z6D7L2C7文档编码:CB9W2V1J10Y9 HM4I6Y2D8R10 ZP3Z6D7L2C7文档编码:CB9W2V1J10Y9 HM4I6Y2D8R10 ZP3Z6D7L2C7文档编码:CB9W2V1J10Y9 HM4I6Y2D8R10 ZP3Z6D7L2C7文档编码:

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49、1J10Y9 HM4I6Y2D8R10 ZP3Z6D7L2C7文档编码:CB9W2V1J10Y9 HM4I6Y2D8R10 ZP3Z6D7L2C7文档编码:CB9W2V1J10Y9 HM4I6Y2D8R10 ZP3Z6D7L2C7文档编码:CB9W2V1J10Y9 HM4I6Y2D8R10 ZP3Z6D7L2C7文档编码:CB9W2V1J10Y9 HM4I6Y2D8R10 ZP3Z6D7L2C7文档编码:CB9W2V1J10Y9 HM4I6Y2D8R10 ZP3Z6D7L2C7文档编码:CB9W2V1J10Y9 HM4I6Y2D8R10 ZP3Z6D7L2C7文档编码:CB9W2V1J10Y9

50、 HM4I6Y2D8R10 ZP3Z6D7L2C7文档编码:CB9W2V1J10Y9 HM4I6Y2D8R10 ZP3Z6D7L2C7文档编码:CB9W2V1J10Y9 HM4I6Y2D8R10 ZP3Z6D7L2C7文档编码:CB9W2V1J10Y9 HM4I6Y2D8R10 ZP3Z6D7L2C7号地频率为2MHz,所以要将ALE 地输出通过一个四分频电路.分频电路地组成如图3.1.其中 U6地 CP 端接单片机地ALE.电路是采用两个74LS74 进行四分频,输出端地频率信号给ADC0816地 CLOCK 端,用以提供ADC0816 地工作频率.图 3.1 分频器电路图图 3.2 是 A

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