摘要本课程设计设计了一个基于51系列单片机控制数据采.doc

摘要：本课程设计设计了一个基于51系列单片机控制的数据采集系统。51单片机控制AD转换器循环采集8路数据，并对所采集的数据进行处理。处理好的数据再由单片机控制1602液晶显示器显示出来。此外，单片机还控制八个按键实现了单独一路采集和显示功能。单片机控制程序由C语言完成。
关键字：单片机；AD转换；液晶显示
一、概述
本课程设计涉及51系列单片机，AD模数转换器，液晶显示器等器件的运用，同时还设计了C语言在51单片机上的应用。这些器件的综合运用对于深刻掌握51系列单片机原理和AD转换原理具有很大理论意义，同时本课程设计设计出的数据采集电路能满足简单的数据采集环境，具有一定的实用价值。本课程设计设计了一个能够采集八路数据并进行实时显示的系统，它可以循环显示4路采集数据，也可以根据按键操作进行单路实时显示。
二、工作原理说明
图1 工作原理框图
工作原理：
所要采集的八路数据由AD转化器的八路模拟量输入端输入，AD将八路模拟数据转换成数字量后送给主控单元51单片机，51单片机由C语言程序控制，将所得到的八路数字量处理后由1602液晶显示器显示出来。同时单片机发出控制信号控制AD循环采集八路数据，控制液晶循环显示八路数据。按键复制单独一路数据的采集与显示控制。
三、电路设计

如图2所示，AD转换器的八路数字输出量OUT1-OUT8由单片机的P1口输入单片机，AD的三路地址输入A、B、C、、、。、、-111八个信号来控制AD循环采集转换八路模拟数据。AD的START、EOC、、、，，启动一次AD转换，待转换完毕后,AD的EOC口输出一个高电平，此高电平作为单片机的中断触发信号，中断过程中单片机输出一个高电平给AD的OE口允许AD输出数据给单片机。至此，AD与单片机完成了一次数据的转换和采集过程
图2 单片机与AD接口电路

单片机对液晶显示器的控制主要分为两步。第一步为单片机对其写初始化命令进行初始化设置，主要为对RS,RW等接口的控制。第二部为单片机对液晶显示器写入要显示的数据，主要为对D0-D8的八个数据接口的控制。，，八路数据输入来自单片机的P2口。电路如图3所示：
图3 单片机与液晶接口电路

AD转换器工作时需要一个频率小于640KHZ的时钟信号，此时钟信号不能由单片机直接给出，而是将单片机输出脉冲经分频后得到。单片机工作时，它的ALE口持续输出12MHZ/6的脉冲信号，，此信号作为AD的时钟信号。
图4 AD脉冲生成电路
四、程序设计
1、主函数
开始
初始化
AD转换,nn=10
1-4路液晶显示,mm减一
mm==0
5-8路液晶显示
N
Y
AD转换,mm=10
nn减一
单路显示？
Y
N
显示单路
单路显示？
显示单路
nn=0
N
Y
Y
N
图5 主程序流程图
如图5所示，主函数负责控制各函数模块协调工作以达到功能的综合实现。主函数分为两大部分，第一部分负责控制1-4路数据采集和显示，第二部分负责控制5-8路数据采集和显示。两部分程序之间的转换由两个变量mm和nn控制以达到八路数据循环显示的目的。同时，在主函数中还设置了单路数据控制程序，以达到单路数据采集和显示的目的。
2、AD转换程序
开始
给AD START口写0
给AD START写1
延时1ms
延时1ms
给AD START写0
EOC=1?
OE=1,转换数据给单片机P1口
结束
Y
N
图6 AD转换程序流程图
如图6所示,在AD转换程序的开始，通过给AD的START口两次低电平和一次高电平以及在它们之间的延时函数，实现了在START口给出一个至少有100ns宽的正脉冲信号的作用，在这期间AD开始转换数据。数据是否转换完毕，根据EOC信号来判断。当EOC变为高电平时，这时给OE为高电平，允许AD输出数据。转换完的数据输出给单片机的P1口。
五、性能的测试
本电路的仿真由Proteus软件完成，在Proteus软件中将电路连接完成