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1、桂林電子科大學(xué)實(shí)訓(xùn)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)設(shè)計(jì)課題：****************系別：****************專業(yè)：********班級(jí)：********學(xué)號(hào)：********姓名：********指導(dǎo)教師：********2005年2月24日目錄10一.內(nèi)容摘要…………………………………….3二.設(shè)計(jì)內(nèi)容及要求…………………………….3三.方案論證及選擇…………………………….3四.電路設(shè)計(jì)及參數(shù)計(jì)算……………………….4五.總電路圖及工作原理……………………….7六.軟件流程圖……………………
2、…………….8七.組裝調(diào)試內(nèi)容……………………………….8八.電路設(shè)計(jì)總結(jié)……………………………….9九.所用元器件…………………………………9十.參考文獻(xiàn)…………………………………….9十一.收獲體會(huì)………………………………….10專業(yè)基礎(chǔ)課課程設(shè)計(jì)報(bào)告10多路數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)一：內(nèi)容摘要：在測(cè)量?jī)x器中，數(shù)據(jù)的采集是必須的，而且數(shù)據(jù)采集器的好壞直接影響測(cè)量?jī)x器的測(cè)量精度。具有一個(gè)精度高、轉(zhuǎn)換速度快、性能穩(wěn)定的數(shù)據(jù)采集器的測(cè)量?jī)x器才能符合測(cè)量的要求。為此，我們?cè)O(shè)計(jì)了多路數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，此系統(tǒng)主要由A/
3、D轉(zhuǎn)換器和單片機(jī)構(gòu)成，A/D轉(zhuǎn)換器在單片機(jī)的控制下完成對(duì)模擬信號(hào)的采集和轉(zhuǎn)換功能，最后由數(shù)碼管顯示采集的電壓值。此設(shè)計(jì)通過(guò)調(diào)試完全滿足設(shè)計(jì)的指標(biāo)要求。二：設(shè)計(jì)內(nèi)容及要求：設(shè)計(jì)一個(gè)信號(hào)采集系統(tǒng)，其具體指標(biāo)要求如下：1．?dāng)?shù)據(jù)采集通道數(shù)：8通道2．采集數(shù)據(jù)范圍：3．?dāng)?shù)據(jù)采集精度：4．誤差范圍：5．?dāng)?shù)據(jù)顯示：3位有效數(shù)字三：方案論證及選擇：此設(shè)計(jì)主要由三大部分組成：?jiǎn)纹瑱C(jī)最小系統(tǒng)、A/D模數(shù)轉(zhuǎn)換電路和數(shù)碼管顯示電路。1．單片機(jī)系統(tǒng)：方案一：采用專用的數(shù)字信號(hào)處理器（例如DSP），其特點(diǎn)是處理速度快，精度
4、高、效果好，但此類處理器價(jià)格昂貴，市場(chǎng)上少有，不易購(gòu)買(mǎi)。方案二：采用通用的微處理器（如MCS-51系列）；這種處理器的性能優(yōu)良、價(jià)格便宜，容易購(gòu)買(mǎi)。對(duì)于要求較高的數(shù)字處理場(chǎng)合不適用，但本系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求不高，所以本系統(tǒng)采用該方案。2．A/D模數(shù)轉(zhuǎn)換電路：A/D轉(zhuǎn)換器芯片種類繁多，按其變換原理分類，雙積分式、量化反饋式、逐次比較式等A/D轉(zhuǎn)換器。10方案一：雙積分式A/D轉(zhuǎn)換器 雙積分式A/D轉(zhuǎn)換器是一種間接A/D轉(zhuǎn)換技術(shù)。首先將模擬電壓轉(zhuǎn)換成積分時(shí)間，然后用數(shù)字脈沖計(jì)時(shí)方法轉(zhuǎn)換成計(jì)數(shù)脈沖數(shù)，最后轉(zhuǎn)
5、換成二進(jìn)制數(shù)或BCD碼輸出。因此，雙積分式A/D轉(zhuǎn)換時(shí)間較長(zhǎng)，一般大于40～50ms。但其外接元件少，使用方便，具有極高的性價(jià)比。本設(shè)計(jì)要求采樣頻率fs＝8kHz（即采樣周期Ts<125ms）,因此，雙積分式A/D轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換速度過(guò)低，不適合用?！ 》桨付翰⑿蠥/D轉(zhuǎn)換器并行式A/D轉(zhuǎn)換器是一種轉(zhuǎn)換速度最快、轉(zhuǎn)換原理最直觀的A/D轉(zhuǎn)換技術(shù)。并行A/D轉(zhuǎn)換需要大量的低漂移電壓比較器，不容易實(shí)現(xiàn)，市場(chǎng)難以買(mǎi)到，且價(jià)格昂貴?！ 》桨溉褐鸫伪容^式A/D轉(zhuǎn)換器這種A/D轉(zhuǎn)換器目前種類多、數(shù)量大、應(yīng)用廣，
6、且價(jià)格便宜，該芯片有8通道。本設(shè)計(jì)要求字長(zhǎng)為8位，該芯片能夠滿足設(shè)計(jì)需要。因此選用該種類中的ADC0809作為A/D轉(zhuǎn)換的芯片。1．?dāng)?shù)碼管顯示電路： 一般采用LCD點(diǎn)陣式模塊作為顯示，它能顯示豐富的字符，耗電省，但目前價(jià)格稍貴，不適合本系統(tǒng)，我們采用四位LED數(shù)碼管作為顯示器，雖然它耗電量大，顯示單一，但已經(jīng)完全滿足本系統(tǒng)的要求。四：電路設(shè)計(jì)及參數(shù)計(jì)算：本電路的系統(tǒng)框圖如下：數(shù)碼顯示微控制器A/D模數(shù)轉(zhuǎn)換器外部電壓1．單片機(jī)最小系統(tǒng)：10圖1所示為本系統(tǒng)采用的單片機(jī)最小系統(tǒng)電路。系統(tǒng)采用了上電自
7、動(dòng)復(fù)位功能，晶體振蕩器的頻率選用6MHz。P1口提供數(shù)碼管的段選信號(hào)，P3.0至P3.3提供數(shù)碼管的位選信號(hào)，P0口作為與ADC0809通信的數(shù)據(jù)端口，P2.0為ADC0809提供選通信號(hào)。圖1單片機(jī)最小系統(tǒng)電路1．A/D模數(shù)轉(zhuǎn)換電路：10圖2所示為本系統(tǒng)采用的A/D模數(shù)轉(zhuǎn)換電路。74LS02為ADC0809提供選通和工作啟動(dòng)信號(hào)。ADC0809的ABC端為通道號(hào)選擇端口，IN0至IN7為外部數(shù)據(jù)采集端口。圖2A/D轉(zhuǎn)換器電路1．?dāng)?shù)碼管顯示電路圖3所示為本系統(tǒng)采用的數(shù)碼管顯示電路。系統(tǒng)采用動(dòng)態(tài)顯
8、示驅(qū)動(dòng)方式，四個(gè)共陽(yáng)極的數(shù)碼管分別顯示通道號(hào)和電壓值，圖3數(shù)碼管顯示電路五：總電路原理圖及工作原理：10本設(shè)計(jì)的總電路原理如圖4所示：圖4總電路原理圖工作原理:系統(tǒng)要采集的八路數(shù)據(jù)為5V電壓的八個(gè)分壓值。系統(tǒng)開(kāi)啟后，單片機(jī)選擇A/D轉(zhuǎn)換器的數(shù)據(jù)采集通道號(hào)，然后啟動(dòng)ADC0809芯片進(jìn)行數(shù)據(jù)采集和轉(zhuǎn)換，當(dāng)轉(zhuǎn)換成功結(jié)束后，單片機(jī)把A/D輸出的數(shù)字量數(shù)據(jù)讀入并進(jìn)行相應(yīng)的數(shù)據(jù)處理，最后通過(guò)軟件譯碼把采集的電壓值顯示在數(shù)碼管顯示器上。六：軟件流程圖：10七：組裝調(diào)試內(nèi)容：1.使用的儀器儀表：1).三位半數(shù)
