李青

摘?要：本文介紹了多路信號采集顯示系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)。信號采集與通信控制采用的是單片機AT89C52來實現(xiàn)的，A/D模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊，顯示模塊，串口接口模塊和單片機共同組成了本系統(tǒng)的硬件部分，多路被采集的信號被傳感器采集送入A/D模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊，經(jīng)過A/D模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊由模擬信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號，然后經(jīng)過AT89C52的處理，再通過RS-232C接口傳輸?shù)缴衔粰C，再由上位機負(fù)責(zé)信號的接受、處理和顯示。并通過RT1602A字符顯示模塊來顯示所采集的結(jié)果。用Protel軟件來設(shè)計硬件部分;用單片機編譯軟件Keil uVision2來設(shè)計軟件部分。

關(guān)鍵詞：信號采集;單片機;RS-232串行接口

1 緒論

信號采集系統(tǒng)起始于20世紀(jì)50年代，由美國研究出了可以用在軍事上的檢測系統(tǒng)。20世紀(jì)60年代后期，國內(nèi)外有了專用的信號采集設(shè)備和系統(tǒng)。從20世紀(jì)70年代起，信號采集系統(tǒng)分為關(guān)于實驗室的信號采集系統(tǒng)和關(guān)于工業(yè)現(xiàn)場的信號采集系統(tǒng)。20世紀(jì)80年代初期，開始出現(xiàn)了通用的信號采集和檢測系統(tǒng)。該階段的信號采集和檢測系統(tǒng)主要有兩大類，一類以采集器、儀表儀器、通用接口總線和計算機組成。第二類以數(shù)據(jù)采集卡、標(biāo)準(zhǔn)總線和計算機構(gòu)成。20世紀(jì)80年代后期，信號采集系統(tǒng)得到了很大的改善，數(shù)據(jù)處理能力也大大加強。20世紀(jì)90年代至今，隨著科技的不斷進步，信號采集系統(tǒng)成為了專門的采集技術(shù)。這種信號采集系統(tǒng)采用的是模塊式結(jié)構(gòu)，只要改變模塊和系統(tǒng)編程就可以變成一個新的信號采集系統(tǒng)。

2 信號采集系統(tǒng)的方案擬定

2.1 A/D模數(shù)轉(zhuǎn)換器的選擇

逐次漸近型A/D轉(zhuǎn)換器：逐次漸近型A/D轉(zhuǎn)換器雖然速度沒有并聯(lián)比較型快，但與其它類型的轉(zhuǎn)換器相比還是快的很多，而且它的電路規(guī)模比并聯(lián)比較型電路要小的很多，因此逐次漸近型A/D轉(zhuǎn)換器用的最多，如ADC0809。

2.2 單片機的選擇

隨著科技的不斷進步，單片機的種類有很多，單片機相當(dāng)于一個小型的計算機。它的最大的優(yōu)點就是體積小，操作簡單。但是不足之處就是存儲空間較小。單片機的程序需要在keiluvision2中編寫然后才能下載到單片機中。該系統(tǒng)選用的是AT89C52型單片機。

2.3 串行口的選擇

本系統(tǒng)選用的串行接口是RS—232C，該串行接口是美國電子工業(yè)協(xié)會公布的一種可以使不同廠家生產(chǎn)的設(shè)備都能夠兼容的一種標(biāo)準(zhǔn)通信。

2.4 顯示模塊的選擇

本系統(tǒng)的顯示部分采用RT1602A字符顯示模塊，與采用數(shù)碼管相比，硬件連接和軟件調(diào)試上都由優(yōu)勢。只要把要顯示的內(nèi)容放進液晶模塊的顯示存儲器里面就可以直觀的顯示出指定的內(nèi)容，操作方便。

3 信號采集系統(tǒng)的硬件介紹及設(shè)計

3.1 ADC0809設(shè)計

ADC0809為逐次逼近式A/D模數(shù)轉(zhuǎn)換器，具有8位分辨率，可實現(xiàn)8路模擬信號的分時采集，使用簡單方便，應(yīng)用廣泛。其的工作溫度范圍是從-40℃～+85℃。功耗為15mW，其輸入電壓范圍為0～5V，需要用單一+5V電源供電。它可以接與Z80、8085、8080、8031等CPU相連，也可以獨立使用。轉(zhuǎn)換時間為100μs，130μs。

3.2 單片機的設(shè)計

AT89C52有40個引腳，外部雙向I/O端口有32個，同時內(nèi)含外中斷口2個，全雙工串行通信口2個，16位可編程定時計數(shù)器3個，讀寫口線2個，AT89C52可以按照常規(guī)方法進行編程，其將通用的微處理器和只讀程序存儲器結(jié)合在一起，特別是可反復(fù)擦寫的只讀程序存儲器大大地降低了開發(fā)成本。

3.3 液晶顯示模塊

1602A型字符型液晶顯示模塊是一種專門用于顯示字母、數(shù)字、符號等點陣式LCD，目前常用16*1，16*2，20*2和40*2行等的模塊。

3.4 串行接口模塊的設(shè)計

RS—232C標(biāo)準(zhǔn)包括機械指標(biāo)和電氣指標(biāo)兩個方面。

3.4.1 機械指標(biāo)

目前大部分的計算機都使用DB9接口連接，引腳定義如表1：

3.4.2電氣指標(biāo)

4 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的軟件設(shè)計

4.1 簡介KeilUvision2

Keil提供了包括C編譯器、宏匯編、連接器、庫管理和一個功能強大的仿真調(diào)試器等在內(nèi)的完整開發(fā)方案，通過一個集成開發(fā)環(huán)境將這些組合在一起。

4.2 主機程序設(shè)計

該系統(tǒng)的整體程序流程為：

（1）定時器0初始化、外部中斷1初始化、LED顯示模式初始化。

（2）啟動定時器0、外部中斷1開中斷、LED顯示初始值。

（3）掃描按鍵。

（4）是否有按鍵按下：如果有則執(zhí)行5，如果沒有則執(zhí)行6。

（5）顯示對應(yīng)按鍵，顯示對應(yīng)通道的值。

（6）是否到0.5s：如果是則執(zhí)行7。如果不是則執(zhí)行3。

（7）更新顯示LED。