摘要：单片机数据采集系统，该系统的硬件是单片机，使用模块化设计，采用的单片机是AT89S52，硬件核心为单片机，还包括A/D模数转换模块和串行接口部分。八路电压通过ADC0809进行转换，处理采集的数据和进行模数变换，并将获得的数据通过接口MAX232传输到PC机，PC机来进行数据的接受、处理以及显示，并用led显示器显示结果，此软件使用VC++编写。
关键词：数据采集；AT89S52；LED；ADC0809；MAX232
1.国内外研究现状
数据采集系统是始于20世纪中叶，在过去几十年里，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发展的主流方向。20世纪90年代，发达国家的数据采集系统广泛应用于航空航天、军事武器、高端工业等领域。随着集成电路技术的进步，单片集成微型数据采集系统在工业领域得到了广泛的应用。国内数据采集系统的发展历程与国外大致相同，但由于工业水平，特别是工艺和原材料的不同，目前国内与国外存在较大差距。
2.数据采集
2.1 单片机的选择
单片机是一种大规模集成电路芯片，是微机的一个重要分支。该系统由CPU、只读程序存储器、随机存取数据存储器、时序/计数器、输入输出电路(I/O口)组成，还有可能有串行通信端口、显示驱动电路(LCD和LED驱动电路)、脉宽调制电路、模拟多路复用器、A/D转换器等电路集成到一个芯片中，形成了一个极小但完善的计算机任务。单片机必须使用特定的编译器和编译器软件编译器，并使用keiluvision2下载程序。本设计选用的是AT89C52。
2.2 串行口的选择
串行口选用标准的RS-232C接口。采用的芯片是MAX232，它的优点是：
（1）一个芯片可以执行传输和接收变换的双重功能。
（2）单电源+5V供电。
（3）电路设计与连接简单并且功能齐全。
3.硬件部分
3.1 主机部分
该系统是一个主从式多通道数据采集系统，主机和从机都使用单片机，其主要部分负责数据的处理和显示，主机与从机之间采用RS—232通信。它由MAX232、LED显示器和AT89S52组成。
3.1.1 主机部分原理图设计
因主机有一个命令给从机，按钮被用来连接按钮到AT89C52微控制器的P3.4端口。按钮的一端接地。按下按钮时，P3.4这条I/O线是低电平时。主机还负责对采集到的数据进行处理和显示。根据单片机通信距离、抗干扰等要求，选择RS-232C串行接口方法，主机和从机选择MAX232来连接，分别用单片机AT89C52 P3.1，P3,2和M232的11和12脚进行连接。AT89C52的18脚和19脚连接到晶振电路，第9连接到复位电路。
3.1.2 单片机
（1）单片机是一种集成电路芯片，具有微型单片化、低功耗、与多品种共存、可靠性和应用水平高等多种特点。
（2）AT89C52是CMOS8位微控制器的一种，特点是高性能低功耗。具有可编程Flash 存储器。
3.2 从机部分
3.2.1 从机的电路原理图设计
系统从机负责A/D模块的转换和响应主机的指令。使用74LS74和ADC0809以及AT59C52，因它们之间时间频率不一样。
该环节需要进行一次模数转换来处理模拟量，要使用ADC0809，还需要使用74 LS74对它进行一个二进制频率的工作。所用的MAX23与电路的主要部分的连接方法相同。
3.2.2 单片机之间的通信
（1）rs - 232c串行通信，计算机有通过串行和并行两种通讯方式。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆串行通信因成本低、需要的线路少被广泛采用。最常用的串行通信是RS-232-C接口。
（2）在RS-232-C的任何信号线中，接口的电特性为负逻辑。即逻辑“1”，-5 - -15V，逻辑“0”+5 - +15V。噪声容量为2V。
（3）接口的物理结构 它一般使用25个核心插头的DB-25的连接器。有些设备连接到PC的RS232-C接口，它们不使用彼此的传输控制信号，只用三个接口线：信号接地、发送数据和接收数据。因此，使用DB-9九芯插头座和屏蔽双绞传输线。
3.2.3 模数转换器ADC0809
要处理我们监控到的这些信号，需要将它们转变成数字量。A/D转换器是将连续变换的量转为数字计所能接受的量。
启动测试启动8位A/D转换器转换。A/D转换开始使EOC最终输出低。在A/D转换结束时，EOC输出高电平。这个信号通常可以用作中断应用程序信号。OE为读取数据允许信号。OE端为高电平时，可读出数字转换量。在设计硬件电路时，需要根据时间关系和软件进行设计。
4.软件部分
4.1主机程序设计
软件系统分为一个主程序,五个子程。
(1)主程序：主程主要是初始化，计时器/计数器，然后用键盘扫描Keys_Scan，在然后将数据发送到串口。当没有按下键时，会将一个数F发送给LED显示器。
(2)向串口发送数据子程序：程序先将数据发送到串行口，T1=0表示传输结束。
(3)键盘扫描子程序：程序首先选择列，然后选择列，以确定哪个键是特定的。
(4)LED显示程序：子程序使用的数字管的动态显示模式。首先，选择MCU的P2.7端口进行位选择，然后选择，然后将显示的值发送到P0端口。之后调用延迟，在将P2.6和P2.7设置为0，并重复上述过程，直到数字代码上显示所有的数字。
(5)主机串口接受中断子程序：当RI =1时，从串行端口接收数据，数据由X*05H/0FFH处理，然后用处理过的数据调用LED显示程序Display_Result (int d)。
4.2 从机部分程序设计
该程序由一个主程序、三个子程序组成。
（1）主程序：主程序是系统的初始化。因主机必须与两个单片机交流，所以两个单片机的初始化应该相同，调用A/D转换。
（2）从机器的串口接收中断函数
由于串行中断是由发送和接收新字节触发的，所以如果使用串行中断程序（RI）指示中断，然后将RI归0。在确定所接收的数据的第四位是不是1。如果是1，则根据主机发送的通道来收集。如是0，则使用循环手机程序。
（3）模块转换子程序ADCON
为了连通ADC0809，又因ADC0809有八个通道，使用一个for循环八次，然后选择转换通道，F8H~FFH用来选择输入的模拟信号的通道IN0～IN7的选择，首先，从第一个通道开启，然后执行指令的读取转换结果，然后转换结果送到串行端口，然后循环，将通道号自增1，直到所有八个信道转换完。
（4）将数据子程序PutcSuto串行串行口（UCHAR C）发送到串口。程序首先将数据发送到串行端口，当T1＝0时，它指示传输的结束。
参考文献：
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[5] 元增民，张文希.单片机原理与应用基础.国防科技大学出版社，2006，205-266.
论文作者:王帅
论文发表刊物:《电力设备》2018年第28期
论文发表时间:2019/3/27
标签：单片机论文; 数据论文; 子程序论文; 主机论文; 电路论文; 采集系统论文; 接口论文; 《电力设备》2018年第28期论文;