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。数据采集技术已 经成为种专门的技术，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，迅速组成个新的系统。精品文档世界上，成功的有两种人，种人是傻子，种人是疯子。傻子是会吃亏的人，疯子是会行 动的人, 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，而且组成个数据采集系统只需要块数据采集卡，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，而双单片机 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。 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型型地震数据采集系 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 放大后送至数字化，采用同时采样，采样数据经数字滤波处理后， 变成数字地震信号。该数据采集系统具备位转化位数，采样率有 。 由美国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，它由部分组成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，采样速率最高为万次软件中文及英文的应用软件。 受需求牵引，新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。如爱尔兰公司年研发推出的新代机载数据采集系统到 了年。本系统采用位模拟数字变换，总采样率达,同步精品文档世界上，成功的有两种人，种人是傻子，种人是疯子。傻子是会吃亏的人，疯子是会行 动的人, 时间为，可以利用方式组成高达通道的大容量的分布式采集系统。 该课题研究的主要内容内容 数据采集技术是信息科学的重要分支之,它研究信息数据的采集存储 处理以及控制等问题。它是对传感器信号的测量与处理,以微型计算机等高技术 为基础而形成的门综合应用技术。数据采集也是从个或多个信号获取对象信 息的过程。随着微型计算机技术的飞速发展和普及,数据采集监测已成为日益重 要的检测技术,广泛应用于工农业等需要同时监控温度湿度和压力等场合。数 据采集是工业控制等系统中的重要环节,通常采用些功能相对的单片机系 统来实现,作为测控系统不可缺少的部分,数据采集的性能特点直接影响到整个 系统。 尽管现在以微机为核心的可编程数据采集与处理技术作为数据采集技术的 发展方向得到了迅速的发展,并且适于通用微机如系列使用的板卡级 数据采集产品也已大量出现,组成个数据采集系统简单到只需要块数据采集 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,因为单片机功能强大抗干 扰能力强可靠性高灵活性好开发容易等优点,使得基于单片机为核心的数 据采集系统在许多领域得到了广泛的应用 传统的基于单片机的数据采集系统由于没有上位机的支持,不管采用什么样 的数据存储器,它的存储容量都是有限的,所以不得不对存储的历史数据进行覆 盖刷新,这样不利于用户对数据进行整体分析,因而也不能对生产过程的状况进 行准确的把握。 本系统采用下位机负责模拟数据的采集,从单片机负责采集八路数据，并应 答主机发送的命令，上位机即主机是负责处理接受过来的数字量的处理及显示， 主机和从机之间用进行通信。这样用户可以在上位机上编写各种程序对文 件中的数据进行有效查询和分析,有利于工业过程的长期正常运行和检查。该系 统采用的是单片机，此芯片功能比较强大，能够满足设计要求。 度高存储容量大外部扩展能力强控制功能强低电压低功耗性能价格 比高可靠性高这几个方面。 单片机按内部数据通道的宽度，可分为位位位及位单片机。 它们被应用在不同领域里，位单片机由于功能强大，被广泛的应用在工业控制 智能接口仪表仪器等各个领域。位单片机在中小规模应用场合仍占主流地 位，代表了单片机的发展方向，在单片机应用领域发挥越来越大的作用。随着移 动通讯网络技术多媒体技术等高科技产品进入家庭，位单片机应用得到 了长足发展。纵观单片机的发展过程，可以预示单片机的发展趋势精品文档世界上，成功的有两种人，种人是傻子，种人是疯子。傻子是会吃亏的人，疯子是会行 动的人, 微型单片化 低功耗 与多品种共存 可靠性和应用水平越来越高 单片机有着微处理器所不具备的功能，它可以地完成现代工业控制所要 求的智能化控制功能这就是单片机的最大特点。然而单片机又不同于单板机，芯 片在没有开发前，它只是具备功能极强的超大规模集成电路，如果赋予它特定的 程序，它便是个最小的完整的微机控制系统。它与单板机或个人电脑有着本 质的区别，单片机属于芯片级应用，需要用户了解单片机芯片的结构和指令系统 以及其它集成电路应用技术和系统设计所需要的理论和技术，用这样特定的芯片 设计应用程序，从而使芯片具备特定的智能。 简介 是种低功耗高性能位微控制器，具有在系统可编程 存储器。使用公司高密度非易失性存储器技术制造，与工业 产品指令和引脚完全兼容。片上允许程序存储器在系统可编程，亦适于常 规编程器。在单芯片上，拥有灵巧的位和在系统可编程，使 为众多嵌入式控制应用系统提供高灵活超有效的解决方案。 具有以下标准功能字节，字节，位口线， 看门狗定时器，个数据指针，三个位定时器计数器，个向量级中断结 构，全双工串行口，片内晶振及时钟电路。另外，可降至静态逻辑 操作，支持种软件可选择节电模式。空闲模式下，停止工作，允许定 时器计数器串口中断继续工作。掉电保护方式下，内容被保存，振荡器 被冻结，单片机切工作停止，直到下个中断或硬件复位为止。其引脚图， 如图所示精品文档世界上，成功的有两种人，种人是傻子，种人是疯子。傻子是会吃亏的人，疯子是会行 动的人, 图的引脚图 它共有个引脚，引脚又分为四类。其中有四个电源引脚，用来接入单片 机的工作电源。工作电源又分主电源备用电源和编程电源。还有两个时钟引脚 。还有由口口口口的所有引脚构成的单片机的输入 输出引脚。最后种是控制引脚，控制引脚有四条，部分引脚具有复位 功能。 综上所述，单片机的引脚特点是 单片机多功能，少引脚，使得引脚复用现象较多。 单片机具有四种总线形式和组成的位地址地址总线分 时复用为位数据总线和口的 以及口的组成控制总线而口的组成串行通信总线。 单片机的主要功能 与单片机产品兼容 字节在系统可编程存储器 次擦写周期 全静态操作 三级加密程序存储器 个可编程口线 三个位定时器计数器精品文档世界上，成功的有两种人，种人是傻子，种人是疯子。傻子是会吃亏的人，疯子是会行 动的人, 八个中断源 全双工串行通道 低功耗空闲和掉电模式 掉电后中断可唤醒 看门狗定时器 双数据指针 掉电标识符 数码显示器的应用原理 简单的讲，数码显示器就是由发光二极管组成的，其内部结构如图 所示，数码显示器有两种连接方式 共阴极接法把发光二极管的阴极连在起构成公共阴极，使用时公 共阴极接地。每个发光二极管的阳极与输入端相连。如图所示 共阳极接法。把发光二极管的阳极连在起构成公共阳极，使用时公 共阳极接，每个发光二极管的阴极通过电阻与输入端相连。如图所示 图内部结构图共阴极接法图共阳极接法 为了显示字符，要为显示器提供显示段码或称字形代码，组成个 字的七段，再加上个小数点位，共计八段。各段位码位的对应关系如表 所示。 精品文档世界上，成功的有两种人，种人是傻子，种人是疯子。傻子是会吃亏的人，疯子是会行 动的人, 表段位码对应关系 段位 码 位码 段 从机部分 该系统的从机负责模数转换，并应答主机的命令，需要用到 ,又由于它们两个的时钟频率不样，所以又要用到个。 从机的电路原理图设计 该部分需要对模拟量进行次模数转换，则要用到个，又因为 它们之间的时钟频率不样又需要用到个对其进行个二分频的工 作，这个只需要将的第根引脚与单片机的第根引脚相连，将 的第根引脚与的时钟信号引脚相连。单片机的口 与的相连，而的分别与口的 低三位相连。其用到的与主机部分的电路连接方法样。其电路图如 所示 图从机部分电路设计图精品文档世界上，成功的有两种人，种人是傻子，种人是疯子。傻子是会吃亏的人，疯子是会行 动的人, 单片机之间的通信 串口通信 计算机与计算机或计算机与终端之间的数据传送可以采用串行通讯和并行 通讯二种方式。由于串行通讯方式具有使用线路少成本低，特别是在远程传输 时，避免了多条线路特性的不致而被广泛采用。在串行通讯时，要求通讯双方 都采用个标准接口，使不同的设备可以方便地连接起来进行通讯。 接口又称是目前最常用的种串行通讯接口。它是在 年由美国电子工业协会联合贝尔系统调制解调器厂家及计算机终端生 产厂家共同制定的用于串行通讯的标准。它的全名是数据终端设备和 数据通讯设备之间串行二进制数据交换接口技术标准该标准规定采用 个个脚的连接器，对连接器的每个引脚的信号内容加以规定，还对 各种信号的电平加以规定。 接口的信号内容实际上的条引线中有许多是很少使用的， 在计算机与终端通讯中般只使用条引线。最常用的条引线的信号 内容。见表所示 接口的电气特性在中任何条信号线的电压均为负逻辑关系。 即逻辑逻辑。噪声容量为。即要求接 收器能识别