基于单片机的数据采集与控制系统

【摘 要 】 随着现代工业技术的进步和发展,机电设备向着大型化、自动化、复杂化、高速化的方向发展.一旦这些设备发生故障,将会造成很大的经济损失,因此对设备运行故障进行预测和分析的数据采集控制器提出了更高的要求.因此本文就基于单片机的数据采集与控制系统进行了综述.

【关 键 词 】 单片机 数据采集 控制系统

一、前言

数据采集系统是将现场采集到的数据进行处理、传输、存储、显示等操作.在科学技术迅速发展的大背景下,数据采集技术已经被公认为时现代科学研究以及技术发展的重要课题之一.当前,许多学者与专家都投身于单片机的数据采集与控制系统的研究与开发当中,并取得了一些成果,有力的推动了我国数据采集技术的发展.

二、我够基于单片机数据采集与控制系统的研究现状

2.1 基于AT89C52单片机数据采集与LED显示系统的设计

集美大学周海峰等人利用AT89C52单片机作为控制核心研发了一套数据采集系统,并将采集到并转换的数据用LED进行显示.该系统由数据采集模块、系统控制模块、A/D转换模块、显示模块和键盘模块等几个部分组成.在系统硬件设计方面,该系统利用AT89C52单片机作为中心控制单元,采用变电阻箱模拟温度信号,再利用数据采集卡完成四路数据采集,并且以特定的通讯协议采用RS-232串行方式与单片机进行通讯,再通过串行实时时钟芯片DS1302记录数据出现的时间,利用数据存储器件X25265进行暂时储存,之后将储存数据经过单片机处理后显示在LED平上.切换采集数据出现时间与数据值可以由键盘控制实现.该系统软件设计利用的是汇编语言编写,主要功能有串口收发、4路A/D显示、LED显示等.其中LED显示是经过转化后的采样值,并且通过串口机进行通讯.经过对软硬件进行综合调试与测试后表明,该系统仿真基本能够达到要求,很好的实现了设计功能.

2.2 基于MCS-51系列单片机的数据采集与控制系统

伍道明利用MCS-51系列单片机作为主机系统开发了一种单回路控制器系统进行数据采集与控制工作.该系统采用常规单片机电路设计方法,利用V/F变换器替代A/D变换器,并且同时具有LED动态显示系统的功能,并且能够配备手动键盘操作.由于该设计的目的就是想通过接不同的传感器采集各种非电物理量,从而能够使其拥有更广阔的使用空间,因此传感器是该系统的关键部件.该系统还进行了系统的软件抗干扰设计,很好的补充和完善了硬件抗干扰功能,这使得该系统在噪声环境下能够顺利运行.该系统中的软件抗干扰包括数据采集中的软件抗干扰、控制失灵的软件抗干扰以及程序运行失常的软件抗干扰三类.经过测试表面,该系统是一个实用的基于单片机的数据采集与控制系统.

2.3 基于Atmega单片机的数据采集与控制系统

广州军区广州总医院的陈宇珂等人以单片机Atmega为核心开发了一种串行数据采集机控制系统,该系统能够利用串行口语具备串行口的医疗设备通信,从而控制系统可发指令给医疗设备实现系统控制.该系统利用Atmega的串行口实现串行通讯,因此具有较高的数据传输速度,能够很好的满足数据及质量的快速传输.经过实验验证,该系统能够稳定运行,并且充分发挥单片机的优势,系统电路简单实用,体积小,功耗低,并且拥有很好的性价比,因此在小型便携式医学仪器的开发上有很好的应用前景.

2.4 基于单片机C8051F005数据采集与控制系统

第兵青州士官学校的董巍巍等人基于高速单片机C8051F005设计了一种功能齐全,数据处理方式灵活的数据采集系统.该系统包括前端传感器、单片机、液晶显示器以及USB通信接口几个部分.其中单片机是整个系统的核心,通过内部集成的单片机完成信号转换,再通过数字量进行运算处理,从而控制液晶显示器进行显示.所具备的USB通信接口是对数据采集系统的扩展功能,使得可以与PC相连,同时还可以提供电源.另外,该系统应用程序是处于应用层的上层软件,向用户提供了用户界面,从而使的通过应用程序对设备进行实时控制.

三、结束语

基于单片机的数据采集控制系统能够充分发挥单片机的强大功能,具有可靠、灵活、易开发、便于扩展等优势,因此,基于单片机的数据采集与控制系统的研究与开发仍然是一个火热的课题,将会在推动我国高新企业的进一步发展发挥非常重要的作用.

参 考 文 献

[1] 楼然苗,李光飞.51系列单片机设计实例[M]. 北京：北京航空航天大学出版社,2003

[2] 靳达. 单片机应用系统开发实例导航[M]. 北京：人民邮电出版社,2003

[3] 李朝青. 单片微机原理及应用技术[M]. 天津：南开大学出版社,1999