单片机的数据采集系统研究范文

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数据采集技术是一种实用的电子技术，该技术被广泛的应用于信号检测，信号处理，仪器仪表等方面。在最近几年，随着数字技术的发展，该技术也体现出更快的速度、更多的通道，更大的数据发展趋势。数据采集是温度，压力，流量，速度，位移，光强，声和其它物理在线测量和控制，它要通过传感器对这些物理量转化为电信号的物理模拟量，接下来将它处理，转化成电脑可以区分的数字量，然后送到电脑进行处理、存储、传输和显示。

1数据采集系统

这个系统是由硬件和软件组成。硬件包括单片机、A/D转换器及显示驱动电路等，软件包括主程序，系统监控，时间/中断等程序。要想该系统成为一个高性能的数据采集系统，它们必须要密切合作，配合得当。在系统研发的过程当中，它们的设计是相互关联的，不可分开，硬件设计的时候必须要考虑到软件的实现形式，设计软件的时候当然也要考虑到硬件的工作基础。为了提高系统的应用，还在虚拟仪器Labview上完成了上位机的设计，使温度数据显示得更为直接，易于管理和以后的维修。软件和硬件一起组成了一个完整的数据采集系统，硬件是该系统的基础，软件是该系统的核心，它们需要共同合作才可以完成整个数据的采集和处理，不可或缺。

2系统硬件的抗干扰设计

系统的硬件抗干扰设计是整个采集系统抗干扰设计的主体。软件的抗干扰设计也是以它的设计为基础，原由就在于此软件以及其它的重要的数据，全部是以固件的形式储存在ROM里的，假如没有可信硬件电路的工作，软件的抗干扰就不用提了。系统的硬件抗干扰设计通常可以分为供电系统、长线传输、印刷电路板和地线系统的抗干扰设计。原因在于本次设计没有通过现场的调试，就用PROTEL软件设计了印刷电路，因此印刷电路板和地线系统的搞干扰设计是这次设计的重点。

2.1印刷电路板抗干扰的设计此设计在单片机的运用当中，电源线、信号线和元器件组成了高度集合体印刷电路，它们彼此间在电气上呼应。所以我们在印刷电路板的抗干扰设计中一定要满足于抗干扰的所有规则，对于部分干扰对软件、硬件的调试都一样的重要。以下就是印刷电路板系统抗干扰设计遵循的主要原则：

2.1.1布置电源线在印刷电路板上布置电源线应该注意以下的问题:首先，就是要根据电流量的大小来加宽所需导线；其次，电源线和地线到数据线传送的方向应当保持一致；最后，稳压电源必须要独立的电源。

2.1.2布置地线在一般地情况下，电路板上的地线可以被分成数字地线和模拟地线。数字地线就是高速数字电路的地线，模拟地线就是模拟电路的地线。它们的安排应该按照三个依据：其一，数字地线和模拟地线必须要分开布置，并且一定要和它们的电源地线分开相连接；其二，地线一定要用可以通过电流三倍地线；第三，接地线时为了减少地线之间的电位差，必须要注意闭合回路，以提高抗干扰能力。

2.1.3信号线的分类在平常情况下，印刷电路板线路布置键入更多，以减少各类型线之间的互相干扰，功率线和信号线，驱动线和信号线都必须要分开布置。

2.1.4去耦电容配置为了整体的抗干扰能力提高，配置消灾难电容必须安装在印刷电路板的关键部分。我们需要配置站点有：电源线电路板端口;每个集成电路芯片的电源引脚接地；在一台机器复位端子接地。

2.1.5印刷电路板尺寸和元器件的分布印刷电路板尺寸要合适。元器件分布一定要考虑设备的类型和功能，可以尝试高频与低频器件分开安排，低、高电流电路必须要远离逻辑电路。

2.2地线系统设计地线系统的设计对抗干扰性能的影响很大。单片机中的应用系统地线系统包含前面的数字地、模拟地，保护地以及屏蔽地。适当的接地办法是:把所有的逻辑地应该连接在一起，所有的逻辑地必须在信号源侧或者负载侧，以保护地线链接到单个点上，通常是在信号源侧。

3系统软件抗干扰的设计

软件抗干扰即使只是硬件的补充和完善，但是软件的抗干扰设计在整个系统抗干扰设计中有着举足轻重的地位。由于系统运行的环境是特别嘈杂，再大的干扰也并不能损害硬件系统，但是该系统运行起来是不可能正常。在通常的情况下，软件抗干扰系统是由数据采集软件抗干扰、控制抗干扰软件故障和运行不正常免疫的软件程序组成。

3.1数据采集软件的抗干扰一般的在工业应用中单片机必须要收集各种的参数。即使在单片机的系统中采用了各种的抗干扰措施，但是由于工业环境的恶劣，测量的参数信号的微弱，有的时候肯定还会有干扰损坏，所以，该系统的设计必须附有多种抗干扰软件，应该采用硬件和软件抗干扰措施相结合的措施。

3.2软件运行程序的干扰在单片机的系统应用中，指令码的地址码和操作码会受到各种干扰源的影响，在单片机中，操作数被程序计数器PC当作指令执行，或者PC的值指向的非程序区的时候，单片机运行的程序就会进入死循环。为了单片机能够恢复正常的工作，一般地情况下会使用软件陷阱、监视定时器和软件控制电路方法中的若一种方法。

4总结

信号在地球生活中无处不在，比如准确地捕获和测量这些信号，我们必须有可靠的数据采集系统，它是基于AT89C52单片机数据采集系统。在该系统中，信号被转换主要是通过模数转换器ADC0809转换的，来提高采集数据的直观性和便捷性。这个系统完全施展了单片机全部的功能，加大了系统的灵敏性，可靠性以及易扩展性等。因此，基于单片机AT89C52的数据采集系统具备更为广大的发展前景和增值的空间。

作者：杨新华 单位：辽宁工程职业学院