51单片机的多通道采集卡系统的设计【字数：12021】
生活中人们接触到的信息多为模拟量，比如电压、温度、速度、压力等，利用数据采集工具将其抽样和量化后转换为数字量，人们就可以对这些模拟量进行认识和使用。本文主要介绍了数据采集系统的采集原理、系统组成和软件设计，包括电压测量、温度测量、烟雾浓度测量和显示系统的设计。待测模拟量通过传感器转换为数字量，接着借助IIC通讯将数据传输到单片机STC89C52中，最后单片机将处理后的数据传输到显示系统，从而实现数据采集。软件部分完成了数据传输、数据处理、数据显示等功能。该系统具有使用简单、功能多样、显示界面良好等特点，可用于环境的实时监测。
目录
第一章 绪论 7
1.1 引言 7
1.2 国内外研究现状及展望 8
1.2.1 数据采集器的发展 8
1.2.2 国内外研究现状 8
1.3研究内容 8
第二章 关键技术与系统结构介绍 9
2.1单片机部分 9
2.2 AD转换技术 10
2.3通信技术 10
2.4系统结构 11
第三章 硬件部分 12
3.1 单片机部分 12
3.1.1单片机介绍 12
3.1.2 单片机的时钟电路与复位电路设计 13
3.2 电压采集电路 13
3.2.1 PCF8591简介 13
3.2.2 PCF8591接线 14
3.3 液晶显示模块LCD12864 15
3.3.1.LCD12864简介 15
3.3.2.LCD12864主要参数 15
3.3.3显示模块接线 17
3.4 温度传感器DS1621 17
3.4.1 DS1621 基本特性 18
3.4.2 引脚描述 18
3.4.3 DS1621接线 19
3.5声音报警电路 19
3.6 按键控制电路 20
3.7 电源模块 21
3.8 指示灯模块 21
3.9烟雾检测AD采集电路 22
第四章 数据采集系统的软件实现 23
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: @351916072@
/> 4.1 程序编写软件介绍 23
4.2 系统主程序设计及流程图 24
4.3 PCF8591电压采集模块 26
4.4 DS1621温度采集模块 27
4.5 IIC通讯模块 30
4.5.1 初始化 30
4.5.2 启动 30
4.5.3 停止 31
4.5.4 应答与非应答 31
4.5.5 读取字节 32
4.6 LCD12864显示模块 33
第五章 调试 36
5.1 LCD12864显示模块调试 36
5.2 PCF8591与DS1621调试 38
第六章 总结 40
参考文献 41
致谢 41
附录： 42
1.整体电路图 42
2.总程序 43
第一章 绪论
1.1 引言
如果希望对生活中的信息进行认识和处理，就需要利用一种工具将现实世界中的温度、压力、频率、速度、位移、光强度、声音等常见的模拟信号（连续的）转化为数字信号（离散的），这样计算机可以对采集到的数字信号进行处理，这种对外部信号的采集、转化过程就是数据采集[]。
具有强大数据处理功能的单片机是数据采集系统的大脑，而外围器件则是系统的四肢，单片机中烧录的程序是大脑中的思想，数据采集系统根据自己所想，操纵四肢完成任务。通常的数据采集由多模块组成：模拟量数据采集、模拟量与数字量转换、器件之间数据的传输、数字量显示模块等。
数据采集器是常见的工具。它可以在检测信号、处理信号、各种精密仪器等方面发挥作用。随着科学技术的不断发展，数据采集器的功能也越来越完善、信号处理速度不断提高、抗干扰能力更强、体积越来越小......
数据采集和处理技术随着社会的需求发展迅猛，其功能的实现仅仅需要一块数据采集卡。这种数据采集卡在烧录程序后可以插入微机的拓展槽，实现数据采集功能。与数据收集板的本钱和功效限定比较，MCU具备高效，低电压，低功耗，低价钱等长处，而双MCU具备精度高，转换速率快的长处，同时实现速率和多点收集，可以开辟出电路布局简单，可靠性高的数据采集体系，满足实际应用中的要求[]。
目前，存在应用于不同领域且有不同功能的数据采集器。这些数据采集器的成功研发基本上满足了大部分用户的要求。但是，很多数据采集器存在普遍的问题，如功能单一、抗干扰能力差、采集速率慢、操作界面复杂、不易携带等问题。本文讨论的基于单片机的多通道数据采集器成本低、操作界面简单，人机交互友好、抗干扰能力强、采集速率快，可广泛应用于家居、工业控制。
1.2 国内外研究现状及展望
1.2.1 数据采集器的发展
数据采集器的主要功能是快速采集数据。通过条形码或电子标签扫描将所需信息输入收集器，然后采用不同的传输方式，如数据线、无线网络、蓝牙等。GPRS或3G传输到接收端的计算机或网页，接收端的系统或软件可以方便、快捷地处理数据。目前，我国主流产业中应用最广泛的行业分别是：1.接收端的系统或软件可以方便、快速地处理数据。运输送货行业(主要是作为一种实时更新的单据，其中快递要及时收集和转移到网页上，以便客户及时查询)。服装业(随着服装业的发展，每件服装上都有这么多种类的条形码，所以用数据采集器管理服装仓库会更快，当然，随着物联网条形码的发展，简单的条形码扫描已经不能满足服装的发展，现在服装采用RFID标签管理，这样，不用条形码扫描就可以更快地处理所有数据)。档案管理行业、图书馆、仓库管理等的一些用途。经过发展方向，随着大数据时代的到来，后续各行业与条形码行业相关[]。
目录
第一章 绪论 7
1.1 引言 7
1.2 国内外研究现状及展望 8
1.2.1 数据采集器的发展 8
1.2.2 国内外研究现状 8
1.3研究内容 8
第二章 关键技术与系统结构介绍 9
2.1单片机部分 9
2.2 AD转换技术 10
2.3通信技术 10
2.4系统结构 11
第三章 硬件部分 12
3.1 单片机部分 12
3.1.1单片机介绍 12
3.1.2 单片机的时钟电路与复位电路设计 13
3.2 电压采集电路 13
3.2.1 PCF8591简介 13
3.2.2 PCF8591接线 14
3.3 液晶显示模块LCD12864 15
3.3.1.LCD12864简介 15
3.3.2.LCD12864主要参数 15
3.3.3显示模块接线 17
3.4 温度传感器DS1621 17
3.4.1 DS1621 基本特性 18
3.4.2 引脚描述 18
3.4.3 DS1621接线 19
3.5声音报警电路 19
3.6 按键控制电路 20
3.7 电源模块 21
3.8 指示灯模块 21
3.9烟雾检测AD采集电路 22
第四章 数据采集系统的软件实现 23
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: @351916072@
/> 4.1 程序编写软件介绍 23
4.2 系统主程序设计及流程图 24
4.3 PCF8591电压采集模块 26
4.4 DS1621温度采集模块 27
4.5 IIC通讯模块 30
4.5.1 初始化 30
4.5.2 启动 30
4.5.3 停止 31
4.5.4 应答与非应答 31
4.5.5 读取字节 32
4.6 LCD12864显示模块 33
第五章 调试 36
5.1 LCD12864显示模块调试 36
5.2 PCF8591与DS1621调试 38
第六章 总结 40
参考文献 41
致谢 41
附录： 42
1.整体电路图 42
2.总程序 43
第一章 绪论
1.1 引言
如果希望对生活中的信息进行认识和处理，就需要利用一种工具将现实世界中的温度、压力、频率、速度、位移、光强度、声音等常见的模拟信号（连续的）转化为数字信号（离散的），这样计算机可以对采集到的数字信号进行处理，这种对外部信号的采集、转化过程就是数据采集[]。
具有强大数据处理功能的单片机是数据采集系统的大脑，而外围器件则是系统的四肢，单片机中烧录的程序是大脑中的思想，数据采集系统根据自己所想，操纵四肢完成任务。通常的数据采集由多模块组成：模拟量数据采集、模拟量与数字量转换、器件之间数据的传输、数字量显示模块等。
数据采集器是常见的工具。它可以在检测信号、处理信号、各种精密仪器等方面发挥作用。随着科学技术的不断发展，数据采集器的功能也越来越完善、信号处理速度不断提高、抗干扰能力更强、体积越来越小......
数据采集和处理技术随着社会的需求发展迅猛，其功能的实现仅仅需要一块数据采集卡。这种数据采集卡在烧录程序后可以插入微机的拓展槽，实现数据采集功能。与数据收集板的本钱和功效限定比较，MCU具备高效，低电压，低功耗，低价钱等长处，而双MCU具备精度高，转换速率快的长处，同时实现速率和多点收集，可以开辟出电路布局简单，可靠性高的数据采集体系，满足实际应用中的要求[]。
目前，存在应用于不同领域且有不同功能的数据采集器。这些数据采集器的成功研发基本上满足了大部分用户的要求。但是，很多数据采集器存在普遍的问题，如功能单一、抗干扰能力差、采集速率慢、操作界面复杂、不易携带等问题。本文讨论的基于单片机的多通道数据采集器成本低、操作界面简单，人机交互友好、抗干扰能力强、采集速率快，可广泛应用于家居、工业控制。
1.2 国内外研究现状及展望
1.2.1 数据采集器的发展
数据采集器的主要功能是快速采集数据。通过条形码或电子标签扫描将所需信息输入收集器，然后采用不同的传输方式，如数据线、无线网络、蓝牙等。GPRS或3G传输到接收端的计算机或网页，接收端的系统或软件可以方便、快捷地处理数据。目前，我国主流产业中应用最广泛的行业分别是：1.接收端的系统或软件可以方便、快速地处理数据。运输送货行业(主要是作为一种实时更新的单据，其中快递要及时收集和转移到网页上，以便客户及时查询)。服装业(随着服装业的发展，每件服装上都有这么多种类的条形码，所以用数据采集器管理服装仓库会更快，当然，随着物联网条形码的发展，简单的条形码扫描已经不能满足服装的发展，现在服装采用RFID标签管理，这样，不用条形码扫描就可以更快地处理所有数据)。档案管理行业、图书馆、仓库管理等的一些用途。经过发展方向，随着大数据时代的到来，后续各行业与条形码行业相关[]。
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