基于單片機的數據采集與控制系統

馬凱

【摘要】 隨著現代工業技術的進步和發展，機電設備向著大型化、自動化、復雜化、高速化的方向發展。一旦這些設備發生故障，將會造成很大的經濟損失，因此對設備運行故障進行預測和分析的數據采集控制器提出了更高的要求。因此本文就基于單片機的數據采集與控制系統進行了綜述。

【關鍵詞】 單片機 數據采集 控制系統

一、前言

數據采集系統是將現場采集到的數據進行處理、傳輸、存儲、顯示等操作。在科學技術迅速發展的大背景下，數據采集技術已經被公認為時現代科學研究以及技術發展的重要課題之一。當前，許多學者與專家都投身于單片機的數據采集與控制系統的研究與開發當中，并取得了一些成果，有力的推動了我國數據采集技術的發展。

二、我夠基于單片機數據采集與控制系統的研究現狀

2.1 基于AT89C52單片機數據采集與LED顯示系統的設計

集美大學周海峰等人利用AT89C52單片機作為控制核心研發了一套數據采集系統，并將采集到并轉換的數據用LED進行顯示。該系統由數據采集模塊、系統控制模塊、A/D轉換模塊、顯示模塊和鍵盤模塊等幾個部分組成。在系統硬件設計方面，該系統利用AT89C52單片機作為中心控制單元，采用變電阻箱模擬溫度信號，再利用數據采集卡完成四路數據采集，并且以特定的通訊協議采用RS-232串行方式與單片機進行通訊，再通過串行實時時鐘芯片DS1302記錄數據出現的時間，利用數據存儲器件X25265進行暫時儲存，之后將儲存數據經過單片機處理后顯示在LED平上。切換采集數據出現時間與數據值可以由鍵盤控制實現。該系統軟件設計利用的是匯編語言編寫，主要功能有串口收發、4路A/D顯示、LED顯示等。其中LED顯示是經過轉化后的采樣值，并且通過串口機進行通訊。經過對軟硬件進行綜合調試與測試后表明，該系統仿真基本能夠達到要求，很好的實現了設計功能。

2.2 基于MCS-51系列單片機的數據采集與控制系統

伍道明利用MCS-51系列單片機作為主機系統開發了一種單回路控制器系統進行數據采集與控制工作。該系統采用常規單片機外圍電路設計方法，利用V/F變換器替代A/D變換器，并且同時具有LED動態顯示系統的功能，并且能夠配備手動鍵盤操作。由于該設計的目的就是想通過接不同的傳感器采集各種非電物理量，從而能夠使其擁有更廣闊的使用空間，因此傳感器是該系統的關鍵部件。該系統還進行了系統的軟件抗干擾設計，很好的補充和完善了硬件抗干擾功能，這使得該系統在噪聲環境下能夠順利運行。該系統中的軟件抗干擾包括數據采集中的軟件抗干擾、控制失靈的軟件抗干擾以及程序運行失常的軟件抗干擾三類。經過測試表面，該系統是一個實用的基于單片機的數據采集與控制系統。

2.3 基于Atmega單片機的數據采集與控制系統

廣州軍區廣州總醫院的陳宇珂等人以單片機Atmega為核心開發了一種串行數據采集機控制系統，該系統能夠利用串行口語具備串行口的醫療設備通信，從而控制系統可發指令給醫療設備實現系統控制。該系統利用Atmega的串行口實現串行通訊，因此具有較高的數據傳輸速度，能夠很好的滿足數據及質量的快速傳輸。經過實驗驗證，該系統能夠穩定運行，并且充分發揮單片機的優勢，系統電路簡單實用，體積小，功耗低，并且擁有很好的性價比，因此在小型便攜式醫學儀器的開發上有很好的應用前景。

2.4 基于單片機C8051F005數據采集與控制系統

第二炮兵青州士官學校的董巍巍等人基于高速單片機C8051F005設計了一種功能齊全，數據處理方式靈活的數據采集系統。該系統包括前端傳感器、單片機、液晶顯示器以及USB通信接口幾個部分。其中單片機是整個系統的核心，通過內部集成的單片機完成信號轉換，再通過數字量進行運算處理，從而控制液晶顯示器進行顯示。所具備的USB通信接口是對數據采集系統的擴展功能，使得可以與PC相連，同時還可以提供電源。另外，該系統應用程序是處于應用層的上層軟件，向用戶提供了用戶界面，從而使的通過應用程序對設備進行實時控制。

三、結束語

基于單片機的數據采集控制系統能夠充分發揮單片機的強大功能，具有可靠、靈活、易開發、便于擴展等優勢，因此，基于單片機的數據采集與控制系統的研究與開發仍然是一個火熱的課題，將會在推動我國高新企業的進一步發展發揮非常重要的作用。

參 考 文 獻

[1] 樓然苗，李光飛.51系列單片機設計實例[M]. 北京：北京航空航天大學出版社，2003

[2] 靳達. 單片機應用系統開發實例導航[M]. 北京：人民郵電出版社，2003

[3] 李朝青. 單片微機原理及應用技術[M]. 天津：南開大學出版社，1999