西华大学毕业设计说明书 摘要由于数据采集系统的应用范围越来越宽、所涉及到的测量信号和信号源的类型越来越多、对测量的要求也越来越高，国内现在已有不少数据测量和采集的系统，但很多系统存在功能单一、采集通道少、采集速率低、操作复杂，并且对测试环境要求较高等问题。人们需要一种应用范围广、性价比高的数据采集系统。在分析了不同类型的单片机的特点及单片机与PC机通信技术的基础上，设计了单片机控制的采集系统，并通过串口通信实现单片机与PC机之间的通信，实现数据的传送并将数据在PC机上显示，完成单机的多通道数据采集系统的设计及实现。研究了PC机与单片机通信的分布式结构的通信方式及总线特点，设计了基于RS-232总线的多通道的数据采集系统，并给出了该系统硬件、软件实现的方法及该系统的性能测试及分析。基于单片机的多通道数据采集系统是信号输入AD转换为数字信号后由单片机采集，然后利用单片机与PC机的通信将数据送到PC机进行数据的存储、后期处理与显示，实现了数据处理功能强大、显示直观、界面友好、性价比高、应用广泛的特点。关键词：多通道；数据采集；单片机；通信设计：基于单片机分布式数据采集系统设计作者：birdgu联系方式邮箱：lihuaijin1989sina.com需要源文件、上位机文件、仿真图可发消息至QQ注：说明来意，祝君圆满完成设计日期：2013年6月AbstractSince the wide range of data acquisition system, which involves the measurement signal and the type of signal source more and more, surveyors are inceresingly high requirements of the domestic now have a lot of data acquisition and measurement system, but there are many single function systems, collecting less access, low collection rate, complicated operations, and the demands of the test environment and other issues. It requires a broad scope of application, high reliability and low-cost data acquisition system. Based on the analysis of the characteristics of different types of SCM and PC communication technology infrastructure, SCM control of the collection system designed and adopted MCU serial Communication between PC and communications, Data transmission and display of data stored on the PC. Single completed the multi-channel data acquisition system design and implementation. Of the PC and communications distributed MCU bus structure and communication features design based on the RS-232 aircraft multi-channel data acquisition system, and gives the system hardware. Software methods and the performance of the system was tested and analyzed. Based on SCM multi-channel data acquisition system is adopted will come from the sensor signal amplification, linear filtering. After processing maintain synchronous sampling, which converted to digital signal input A/D conversion by SCM acquisition , then, SCM and PC communications data to the data storage, post-processing and display, a powerful data processing, visual shows, friendly interface and high performance-price ratio, a wide rang of features.Key words: Multi-Channel；Data Acquisition；Microcontroller；Communication目录摘要 Abstract1 绪论11.1 研究背景及目的意义11.2 国内外研究现状21.3 该课题研究的主要内容32 数据采集42.1 数据采集系统42.2 器件选择52.2.1 A/D模数转换的选择52.2.2单片机的选择62.2.3 串行通信方式和接口选择82.2.4 显示部分112.2.5 电压表112.3小结113 硬件部分133.1 硬件电路概况133.2 单片机133.3单片机的最小系统143.4 LCD显示电路173.5串行口通信183.6 A/D转换电路213.7小结244 软件部分254.1 单片机程序设计254.2 上位机程序设计264.2.1登陆系统和主界面274.3.2实时曲线305 调试与结果33总结与体会34致 谢35参考文献36附录137附录238村民建房委员会应建立村级农房建设质量安全监督制度和巡查制度，选聘有责任心和具有一定施工技术常识的村民作为义务巡查监督员，开展经常性的巡查和督查。III1 绪论1.1 研究背景及目的意义近年来，数据采集及其应用受到了人们越来越广泛的关注，数据采集系统也有了迅速的发展，它可以广泛的应用于各种领域。数据采集系统起始于20世纪50年代，1956年美国首先研究了用在军事上的测试系统，目标是测试中不依靠相关的测试文件，由非成熟人员进行操作，并且测试任务是由测试设备高速自动控制完成的。由于该种数据采集测试系统具有高速性和一定的灵活性，可以满足众多传统方法不能完成的数据采集和测试任务，因而得到了初步的认可。大概在60年代后期，国内外就有成套的数据采集设备和系统多属于专用的系统。20世纪70年代后期，随着微型机的发展，诞生了采集器、仪表同计算机溶为一体的数据采集系统。由于这种数据采集系统的性能优良，超过了传统的自动检测仪表和专用数据采集系统，因而获得了惊人的发展。从70年代起，数据采集系统发展过程中逐渐分为两类，一类是实验室数据采集系统，一类是工业现场数据采集系统。20世纪80年代随着计算机的普及应用，数据采集系统得到了很大的发展，开始出现了通用的数据采集与自动测试系统。该阶段的数据采集系统主要有两类，一类以仪表仪器和采集器、通用接口总线和计算机组成。这类系统主要应用于实验室，在工业生产现场也有一定的应用。第二类以数据采集卡、标准总线和计算机构成，这一类在工业现场应用较多。20世纪80年代后期，数据采集发生了很大的变化，工业计算机、单片机和大规模集成电路的组合，用软件管理，是系统的成本减低，体积变小，功能成倍增加，数据处理能力大大加强。20世纪90年代至今，在国际上技术先进的国家，数据采集系统已成功的运用到军事、航空电子设备及宇航技术、工业等领域。由于集成电路制造技术的不断提高，出现了高性能、高可靠的单片机数据采集系统（DAS）。数据采集技术已经成为一种专门的技术，在工业领域得到了广泛的应用。该阶段的数据采集系统采用模块式结构，根据不同的应用要求，通过简单的增加和更改模块，并结合系统编程，就可扩展或修改系统，迅速组成一个新的系统。尽管现在以微机为核心的可编程数据采集与处理采集技术的发展方向得到了迅速的发展，而且组成一个数据采集系统只需要一块数据采集卡，把它插在微机的扩展槽内并辅以应用软件，就能实现数据采集功能，但这并不会对基于单片机为核心的数据采集系统产生影响。相较于数据采集板卡成本和功能的限制，单片机具多功能、高效率、高性能、低电压、低功耗、低价格等优点，而单片机又具有精度较高、转换速度快、能够对多点同时进行采集，因此能够开发出能满足实际应用要求的、电路结构简单的、可靠性高的数据采集系统。这就使得以单片机为核心的数据采集系统在许多领域得到了广泛的应用。1.2 国内外研究现状数据采集系统是通过采集传感器输出的模拟信号并转换成数字信号，并进行分析、处理、传输、显示、存储和显示。它起始于20世纪中期，在过去的几十年里，随着信息领域各种技术的发展，在数据采集方面的技术也取得了长足的进步，采集数据的信息化是目前社会的发展主流方向。各种领域都用到了数据采集，在石油勘探、科学实验、飞机飞行、地震数据采集领域已经得到应用。我国的数字地震观测系统主要采用TDE-124C型TDE-224C型地震数据采集系统。近年来，又成功研制了动态范围更大、线性度更高、兼容性更强、低功耗可靠性的TDE-324C型地震数据采集系统。该数据采集对拾震计输出的电信号模拟放大后送至A/D数字化，A/D采用同时采样，采样数据经DSP数字滤波处理后，变成数字地震信号。该数据采集系统具备24位A/D转化位数，采样率有50HZ、100HZ、200HZ。由美国PASCO公司生产的“科学工作室”是将数据采集应用于物理实验的崭新系统，它由3部分组成：（1）传感器：利用先进的传感技术可实时采集技术可实时采集物理实验中各物理量的数据；（2）计算机接口：将来自传感器的数据信号输入计算机，采样速率最高为25万次/S；（3）软件：中文及英文的应用软件。受需求牵引，新一代机载数据采集系统为满足飞行实验应用也在快速地发展。如爱尔兰ACRA公司2000年研发推出的新一代KAM500机载数据采集系统到了2006年。本系统采用16位（A/D）模拟数字变换，总采样率达500K/S,同步时间为+/-250ns，可以利用方式组成高达1000通道的大容量的分布式采集系统。1.3 该课题研究的主要内容本论文研究的是具有构造简单、性能稳定、造价低廉、便于维护等特点，可广泛应用于工业控制、仪器、仪表、机电一体化、智能家居等诸多领域的基于单片机的多通道信号采集系统。在硬件结构上，它主要由单片机(MCU)、A/D转换器、与PC机联接的通信电路、PC机等。在软件结构上，它主要由多路信号采集，PC机与单片机通讯，数据实时动态显示，数据处理及保存等程序。本论文主要对基于单片机的多通道信号采集系统的结构及功能进行分析，并分别设计与实现基于单个单片机的多通道信号采集系统及基于多个单片机的多通道