1、 毕毕 业业 论论 文（设文（设 计）计） 题目： 单片机多路电压数据采集系统 系 别： 电子系 专 业： 电子信息工程 单片机多路电压数据采集系统单片机多路电压数据采集系统 摘要摘要 多路数据采集系统在现代工业中是必不可少的。基于单片机的多路数据采集 系统是一种对单片机性能要求中等，结构简单，实用性较强的低端电子产品，单 片机作为核心器件，以其体积小、成本低、速度快、升级容易等优点具有很好的 现实意义。单片机实现的数据采集系统的应用越来越多的被采用。 本文介绍了 一种基于单片机的多路数据采集系统。系统的硬件部分主要包括单片机控制模 块、模拟量采集接口模块、LED 显示模块、电源模块、复位模块
2、。单片机控制模 块用于控制和协调系统各个模块工作。 模拟量采集接口模块用于对模拟量进行预 处理， 使其转化为单片机能够处理的模拟量。 电源模块为整个系统提供工作电源。 复位模块用于单片机复位。LED 显示模块为系统提供了人机观察的通道。本设计 采用具有 AD 转换功能的 STC12C5A60S2 单片机作为系统的控制中心， 可以实现对 1 路模拟电压信号的采集。有处理能力强、精度高、通用性强等优点。 关键词：多路数据采集；单片机 目录 一、引言一、引言 4 二、系统总体方案设计选择与说明二、系统总体方案设计选择与说明 . 5 （一）硬件设计方案 5 （二）（二）软件设计方案 5 三、硬件设计三
3、、硬件设计. 7 （一）单片机控制模块 7 1、单片机电路 . 7 2、时钟电路 9 （二） LED 显示模块 . 11 (三) 电源模块 11 四、四、软件设计软件设计. 13 (一)主程序流程的设计 . 13 1、 LED 显示的软件设计 13 2、定时中断的软件设计 . 14 3、AD 转换的软件设计 . 17 致谢致谢. 20 附录附录. 21 附录 1：原理图 21 附录 2：pcb 图 21 附录 3：实物图 22 附录 4：主程序源代码 22 附录 5：A/D 转换程序 23 附录 6：LED 显示程序 27 一、一、引言引言 在电量的测量中，电压、电流和频率是最基本的三个被测量
4、，其中电压量的 测量最为经常。而且随着电子技术的发展，更是经常需要测量高精度的电压，所 以数字电压表就成为一种必不可少的测量仪器。数字电压表简称 DVM，它是采用 数字化测量技术，把连续的模拟量转换成不连续、离散的数字形式并加以显示的 仪表。由于数字式仪器具有读数准确方便、精度高、误差小、测量速度快等特而 得到广泛应用。 传统的指针式刻度电压表功能单一，精度低，容易引起视差和视觉疲劳，因 而不能满足数字化时代的需要。采用单片机的数字电压表，将连续的模拟量如直 流电压转换成不连续的离散的数字形式并加以显示， 从而精度高、 抗干扰能力强， 可扩展性强、集成方便，还可与 PC 实时通信。数字电压表是
5、诸多数字化仪表的 核心与基础。以数字电压表为核心，可以扩展成各种通用数字仪表、专用数字仪 表及各种非电量的数字化仪表。目前，由各种单片机和 A/D 转换器构成的数字电 压表作全面深入的了解是很有必要的。 目前，数字电压表的内部核心部件是 A/D 转换器，转换的精度很大程度上影 响着数字电压表的准确度，因而，以后数字电压表的发展就着眼在高精度和低成 本这两个方面。 本文是以简易数字直流电压表的设计为研究内容，本系统主要包括三大模 块：转换模块、数据处理模块及显示模块。 二、二、系统总体方案设计选择与说明系统总体方案设计选择与说明 （一）（一）硬件硬件设计方案设计方案 根据多路数据采集系统具有的功
6、能和性能指标， 设计出来的多路数据采集系 统的方案设计的硬件部分主要分为以下几个模块： 单片机控制模块是整个系统的控制核心。它负责采集经处理过的电压，开关 量信息，并送到 LED 进行显示，控制和协调系统各模块的工作。 模拟量采集接口模块用于对模拟量进行预处理， 使其转化为单片机能够处理 的数字量。 LED 显示模块用来显示待采集的信号的数值或状态以及相关的提示信息。 电源模块为各个模块提供工作电源。 复位模块为单片机复位。 多路数据采集系统硬件部分的总框图如图 2-1 所示： 图 2-1 系统硬件的总框图 （二）（二）软件设计方案 根据方案要求多路数据采集系统软件部分采用结构化程序设计。 采用结构化 程序设计可以使程序结构清晰，层次分明,易于编写与调试。本软件系统主程序 的总框图见图 2-2。 图 2-2 系统软件的总框图 主程序和定时中断服务程序通过全局变量进行数据传递。 定时中断服务程序 向主程序递 AD 转换结果，供主程序计算模拟电压值。 LED 显示程序接收数据，显示模拟电压值。 三、三、硬件设计硬件设计 （一）（一） 单
