多路信号采集显示系统设计与实现

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　　摘 要：本文介绍了多路信号采集显示系统的设计与实现。信号采集与通信控制采用的是单片机AT89C52來实现的，A/D模数转换模块，显示模块，串口接口模块和单片机共同组成了本系统的硬件部分，多路被采集的信号被传感器采集送入A/D模数转换模块，经过A/D模数转换模块由模拟信号转换成数字信号，然后经过AT89C52的处理，再通过RS-232C接口传输到上位机，再由上位机负责信号的接受、处理和显示。并通过RT1602A字符显示模块来显示所采集的结果。用Protel软件来设计硬件部分;用单片机编译软件Keil uVision2来设计软件部分。
　　关键词：信号采集;单片机;RS-232串行接口
　　1 绪论
　　信号采集系统起始于20世纪50年代，由美国研究出了可以用在军事上的检测系统。20世纪60年代后期，国内外有了专用的信号采集设备和系统。从20世纪70年代起，信号采集系统分为关于实验室的信号采集系统和关于工业现场的信号采集系统。20世纪80年代初期，开始出现了通用的信号采集和检测系统。该阶段的信号采集和检测系统主要有两大类，一类以采集器、仪表仪器、通用接口总线和计算机组成。第二类以数据采集卡、标准总线和计算机构成。20世纪80年代后期，信号采集系统得到了很大的改善，数据处理能力也大大加强。20世纪90年代至今，随着科技的不断进步，信号采集系统成为了专门的采集技术。这种信号采集系统采用的是模块式结构，只要改变模块和系统编程就可以变成一个新的信号采集系统。
　　2 信号采集系统的方案拟定
　　2.1 A/D模数转换器的选择
　　逐次渐近型A/D转换器：逐次渐近型A/D转换器虽然速度没有并联比较型快，但与其它类型的转换器相比还是快的很多，而且它的电路规模比并联比较型电路要小的很多，因此逐次渐近型A/D转换器用的最多，如ADC0809。
　　2.2 单片机的选择
　　随着科技的不断进步，单片机的种类有很多，单片机相当于一个小型的计算机。它的最大的优点就是体积小，操作简单。但是不足之处就是存储空间较小。单片机的程序需要在keiluvision2中编写然后才能下载到单片机中。该系统选用的是AT89C52型单片机。
　　2.3 串行口的选择
　　本系统选用的串行接口是RS—232C，该串行接口是美国电子工业协会公布的一种可以使不同厂家生产的设备都能够兼容的一种标准通信。
　　2.4 显示模块的选择
　　本系统的显示部分采用RT1602A字符显示模块，与采用数码管相比，硬件连接和软件调试上都由优势。只要把要显示的内容放进液晶模块的显示存储器里面就可以直观的显示出指定的内容，操作方便。
　　3 信号采集系统的硬件介绍及设计
　　3.1 ADC0809设计
　　ADC0809为逐次逼近式A/D模数转换器，具有8位分辨率，可实现8路模拟信号的分时采集，使用简单方便，应用广泛。其的工作温度范围是从-40℃～+85℃。功耗为15mW，其输入电压范围为0～5V，需要用单一+5V电源供电。它可以接与Z80、8085、8080、8031等CPU相连，也可以独立使用。转换时间为100μs，130μs。
　　3.2 单片机的设计
　　AT89C52有40个引脚，外部双向I/O端口有32个，同时内含外中断口2个，全双工串行通信口2个，16位可编程定时计数器3个，读写口线2个，AT89C52可以按照常规方法进行编程，其将通用的微处理器和只读程序存储器结合在一起，特别是可反复擦写的只读程序存储器大大地降低了开发成本。
　　3.3 液晶显示模块
　　1602A型字符型液晶显示模块是一种专门用于显示字母、数字、符号等点阵式LCD，目前常用16*1，16*2，20*2和40*2行等的模块。
　　3.4 串行接口模块的设计
　　RS—232C标准包括机械指标和电气指标两个方面。
　　3.4.1 机械指标
　　目前大部分的计算机都使用DB9接口连接，引脚定义如表1：
　　3.4.2电气指标
　　4 数据采集系统的软件设计
　　4.1 简介KeilUvision2
　　Keil提供了包括C编译器、宏汇编、连接器、库管理和一个功能强大的仿真调试器等在内的完整开发方案，通过一个集成开发环境将这些组合在一起。
　　4.2 主机程序设计
　　该系统的整体程序流程为：
　　（1）定时器0初始化、外部中断1初始化、LED显示模式初始化。
　　（2）启动定时器0、外部中断1开中断、LED显示初始值。
　　（3）扫描按键。
　　（4）是否有按键按下：如果有则执行5，如果没有则执行6。
　　（5）显示对应按键，显示对应通道的值。
　　（6）是否到0.5s：如果是则执行7。如果不是则执行3。
　　（7）更新显示LED。
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