[摘要】本文以AT89C51单片机为核心，设计一个基于单片机的数据采集系统。系统可以采集16路模拟黄，精度为12
位，16路开关t和2路脉冲全，并将采集到的数据每隔一分钟通过串口发送到PC机。
    C关键字】AT89C51;数据采集;串口通讯

1概述
    在工业控制系统中，除了控制单元和执行单元外，还必须
有反馈环节。在反馈环节中，最重要的就是对数据的采集。一般
的工业控制中，数据有很多种形式，最常见的有电流电压的模
拟盈、以二进制形式输人的开关蛋以及以脉冲形式输人的脉冲
信号。
    本文设计一数据采集系统，系统以AT89C51单片机为核
心，AT89C51是一个低电压，高性能CMOS 8位单片机，片内
含4k bytes的可反复擦写的Flash只读程序存储器和128
byte。的随机存取数据存储器(RAM)，器件采用ATMEL公司
的高密度、非易失性存储技术生产，兼容标准MCS-51指令系
统，片内置通用8位中央处理器和Flash存储单元。AT89C51
是一个低功耗高性能单片机，40个引脚,32个外部双向输人l
输出(加)端口，同时内含2个外中断口，2个16位可编程定时
计数器,1个全双工申行通信Wq,AT89C51可以按照常规方法
进行编程，也可以在线编程，这给开发带来方便。
    如图1所示为设计的系统原理框图。系统选择一个申行的
A/D转换芯片，用模拟开关作扩展，两个模拟开关即可扩展成
16路的模拟量输人。开关量的采集可以直接用单片机的v0,
用两个并口即可完成16路的开关量采集。如图所示，AT89C51
单片机还有两个外部中断接口，即可用来测量脉冲童的输人，
采集其输人频率。单片机可以通过申口与上位PC机进行通讯，
把采集到的数据发送到上位机上。
2硬件电路设计
    系统硬件可以分成四个部分，分别为模拟盒采集电路、开
关盘采集电路、脉冲量采集电路以及单片机与PC的申口通讯
电路。下面分别作简单的介绍。
2.，模拟n采集电路
    模拟量的采集要用到A/D转换芯片，而且精度为12位，这
里选择MAX1241 A/D转换器。MAX1241是一种低功耗、低
电压的12位逐次通近型ADC,最大非线性误差小于1LSB，转
换时间9Ps，内置快速采样/保持电路。MAX1241采用三线式
申行接口，与单片机的接线简单，如图2所示同。图中两个电容
是去藕电容，用以对电源进行滤波。Vi是采集电压的输人端，
Vref是A/D转换器的参考电压。一般情况下可以接单片机的
电源。
8031/51
16路开美，
图1系统原理图
            图2 MAX1241与单片机的接线图
    系统要求对16路的模拟量进行采集，因此，只有一个A/D
转换器就不够的，但如果用多个AID转换器一方面会造成资源
浪费，成本加大，另一方面单片机的1/0也不够，因此这里用两
个8路模拟开关进行扩展，扩展成16路。如图1的原理图所
示，系统选用两个CD4051模拟开关rn，并用单片机的四个v0
口控制两个模拟开关的通道选择端，在采集过程中，选择不同
的通道进行数据采集。
2.2开关n采集电路
    对开关量的采集电路相对比较简单，因为开关量的状态只
有0和1两种，所以只要用两个单片机的并口就可以了，这里
用的是PO口和P2口。但是有一点需要说明的是:由于
【作者简介】严怀龙(1972刁，江苏省靖江人，内蒙古鸟海市永红机电成套设备有限责任公司电子工程师。

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