8路ad采集单片机课程设计任务书技术通信电子电子设计_通信电子-电子设计.pdf

单片机课程设计任务书附件 题目：8 通道精密模拟量数据采集器 一.任务描述 目标：设计一能采集 8 个通道的模拟量的精密数据采集系统。主要技术指标：（1）模拟量通道数：8；（2）AD转换分辨率：14 位（数据实质是 12 位，加符号位和过量程指示位，总共 14 位）；（3）模拟量输入范围：；（3）数据通信与显示方式：采集到的数据通过串口发送到上位计算机，由计算机显示数据；（4）上位计算机与数据采集系统（下位机）通信方式：串口通信，主从通信方式，上位机为主机，下位机为从机。由上位机发起通信，下位机响应，将采集到的 8 路数据一并发送到计算机中。二.参考设计方案 参考设计方案如图 1 所示。图 1 参考设计方案 系统允许有 8 路模拟信号输入。在单片机的控制下，任意一时刻，多路模拟开关选通其中一路模拟信号送入双积分 AD转换器 ICL7109。ICL7109 将模拟量转换成数字量，单片机读取数字量。通过控制模拟开关，8 路模拟信号依次接入 AD转换器转换成数字量。当 8 路模拟信号全部转换完毕，数据存放在单片机的 RAM 中，单片机将转换的数字量通过串口发送到计算中。三电路原理图参考设计 电路原理图参考设计如附图所示。单片机AT89S52双积分AD转换器ICL7109多路模拟开关MAX308RS232串行接口计算机模拟量输入数据采集系统主要技术指标模拟量通道数转换分辨率位数据实质是位加符号位和过量程指示位总共位模拟量输入范围数据通信与显示方式采集到的数据通过串口发送到上位计算机由计算机显示数据上位计算机与数据采集系统下位机发送到计算机中二参考设计方案参考设计方案如图所示图参考设计方案计算机串行接口单片机双积分转换器多路模拟开关模拟量输入系统允许有路模拟信号输入在单片机的控制下任意一时刻多路模拟开关选通其中一路模拟信号送入量当路模拟信号全部转换完毕数据存放在单片机的中单片机将转换的数字量通过串口发送到计算中三电路原理图参考设计电路原理图参考设计如附图所示三设计要点电路中所用电阻必须全部采用环电阻电路中的电容和必须采用聚丙 数据采集系统主要技术指标模拟量通道数转换分辨率位数据实质是位加符号位和过量程指示位总共位模拟量输入范围数据通信与显示方式采集到的数据通过串口发送到上位计算机由计算机显示数据上位计算机与数据采集系统下位机发送到计算机中二参考设计方案参考设计方案如图所示图参考设计方案计算机串行接口单片机双积分转换器多路模拟开关模拟量输入系统允许有路模拟信号输入在单片机的控制下任意一时刻多路模拟开关选通其中一路模拟信号送入量当路模拟信号全部转换完毕数据存放在单片机的中单片机将转换的数字量通过串口发送到计算中三电路原理图参考设计电路原理图参考设计如附图所示三设计要点电路中所用电阻必须全部采用环电阻电路中的电容和必须采用聚丙三设计要点（1）电路中所用电阻必须全部采用 5 环电阻；（2）电路中的电容 CAZ、CINT和 CREF必须采用聚丙乙烯电容（CBB电容）；（CBB电容外观）（3）电位器 W1需用多圈电位器 （多圈电位器外观）（4）串口通信协议 9600 波特，8 位数据位，1 位停止位，无校验方式，主从通信方式，计算机为主机，单片机为从机。数据采集系统主要技术指标模拟量通道数转换分辨率位数据实质是位加符号位和过量程指示位总共位模拟量输入范围数据通信与显示方式采集到的数据通过串口发送到上位计算机由计算机显示数据上位计算机与数据采集系统下位机发送到计算机中二参考设计方案参考设计方案如图所示图参考设计方案计算机串行接口单片机双积分转换器多路模拟开关模拟量输入系统允许有路模拟信号输入在单片机的控制下任意一时刻多路模拟开关选通其中一路模拟信号送入量当路模拟信号全部转换完毕数据存放在单片机的中单片机将转换的数字量通过串口发送到计算中三电路原理图参考设计电路原理图参考设计如附图所示三设计要点电路中所用电阻必须全部采用环电阻电路中的电容和必须采用聚丙主机发送命令：AA（十六进制数）从机回复数据：CH1(H)CH1(L)CH2(H)CH2(L)CH3(H)CH3(L)CH4(H)CH4(L)CH5(H)CH5(L)CH6(H)CH6(L)CH7(H)CH7(L)CH8(H)CH8(L)其中，CHX(H)为第 X通道数据的高 6 位，CHX(L)为第 X通道数据的低 8 位。上位机的串口通信允许通过“串口调试助手”软件来完成。四单片机软件设计应考虑的特殊问题 单片机应考虑在 RAM 中开辟两个数据区，一个数据区（假设为 DATABLOCK1）用于即时存放转换过来的8个通道的数据，另一个数据区（假设为DATABLOCK2）用于存放发送到上位计算机的数据。为了保证数据的统一，当单片机将 8 个通道的模拟量全部转换完毕后（转换的数据已存放在 DATABLOCK1），须先将串口中断关闭，然后将 DATABLOCK1中的数据全部复制到 DATABLOCK2，复制完毕后在打开串口中断。这样保证返回到计算机中的数据是完整的数据。五制作 PCB 版的一些提示（1）严禁自动布线，PCB板必须采用手工布线，否则以不合格论处；（2）制作 PCB板时请选用环氧树脂板基的 PCB板，不要选用玻纤板基的 PCB板；（3）考虑到 PCB板为手工制作，因此布线时，走线尽量宽一些，线与线的间距适当加大，在空间允许的情况下，焊盘和过孔的尺寸加大一些。数据采集系统主要技术指标模拟量通道数转换分辨率位数据实质是位加符号位和过量程指示位总共位模拟量输入范围数据通信与显示方式采集到的数据通过串口发送到上位计算机由计算机显示数据上位计算机与数据采集系统下位机发送到计算机中二参考设计方案参考设计方案如图所示图参考设计方案计算机串行接口单片机双积分转换器多路模拟开关模拟量输入系统允许有路模拟信号输入在单片机的控制下任意一时刻多路模拟开关选通其中一路模拟信号送入量当路模拟信号全部转换完毕数据存放在单片机的中单片机将转换的数字量通过串口发送到计算中三电路原理图参考设计电路原理图参考设计如附图所示三设计要点电路中所用电阻必须全部采用环电阻电路中的电容和必须采用聚丙（4）电路中用到的集成电路最好全部带插座，以方便调试。除 9 针串口外，接线端子建议选用接线端子。购买时只需要买 2 脚和 3 脚的若干个即可。注意：本课程设计有一定难度，请同学们在假期花 2-3 天时间消化课程设计题目，尤其是 ICL7109 芯片的使用方法。数据采集系统主要技术指标模拟量通道数转换分辨率位数据实质是位加符号位和过量程指示位总共位模拟量输入范围数据通信与显示方式采集到的数据通过串口发送到上位计算机由计算机显示数据上位计算机与数据采集系统下位机发送到计算机中二参考设计方案参考设计方案如图所示图参考设计方案计算机串行接口单片机双积分转换器多路模拟开关模拟量输入系统允许有路模拟信号输入在单片机的控制下任意一时刻多路模拟开关选通其中一路模拟信号送入量当路模拟信号全部转换完毕数据存放在单片机的中单片机将转换的数字量通过串口发送到计算中三电路原理图参考设计电路原理图参考设计如附图所示三设计要点电路中所用电阻必须全部采用环电阻电路中的电容和必须采用聚丙