淺談多路信息采集系統的設計

李佳琪　張可菊

摘 要：由于數據采集系統的應用范圍越來越寬、所涉及到的測量信號和信號源的類型越來越多、對測量的要求也越來越高。國內外現在已有不少數據測量和采集的系統，但很多系統存在功能單一、采集通道少、采集速率低、操作復雜，并且對測試環境要求比較高等問題。人們需要一種應用范圍廣、性價比高的多路數據采集系統。

關鍵詞：多路數據；采集；測量信號

1 引言

隨著計算機技術的發展，數據采集系統的應用也日益廣泛。數據采集是工業控制系統中至關重要的一個環節，在生產過程中，往往需要隨時檢測各個環節的溫度、濕度、流量及壓力等參數。同時，還要對某個檢測點的任意參數進行隨機查詢，將所得到的檢測結果提取出來以便進行比較做出決策，調整控制方案。此外，在科研過程中，運用數據采集系統可獲得大量的動態信息，也是獲取科學數據的重要手段之一。數據采集系統直接影響控制系統的決策。

2 多路數據采集系統的發展

數據采集系統，從某種意義上來說，應該是用計算機控制的多路數據自動檢測或巡回檢測，并能對數據實行存儲、處理、分析計算以及從檢測的數據中提取可用的信息，供顯示、記錄、打印或描繪的系統。

在我國，對于多路信息采集系統的應用比較廣泛，一般的工廠應用的多路信息采集系統主要采集的有溫度與濕度，并且以往的設計中使用的單片機通常為傳統的51系列單片機，加上一塊A/D轉換芯片，一般使用ADC0809作為A/D轉換使用，這樣的設計會使得成本提高，并且硬件部分的外形也會變大，不方便集成化管理。

3 多路數據采集系統的原理

本設計以單片機STC89C51為主控芯片，通過該芯片的A/D轉換功能，對濕度信號、照度返回的電壓信號進行轉換，DS18B20傳感器是數字式溫度傳感器，相對于傳統溫度傳感器精度高、穩定性好、電路簡單、控制方便，在這里使用DS18B20溫度傳感器進行對溫度的測量，經過信息處理后顯示在LCD1602上，并且進行定時的刷新與數據的采集。本設計為基于單片機的多路信息采集系統，主要實現可以對光照度信息進行檢測，并通過A/D轉換器轉換為數字量對單片機控制進行顯示；可以對環境的濕度進行檢測，通過A/D轉換器轉換為數字量，經過單片機 處理后將濕度信息顯示在顯示器上；通過溫度傳感器對環境溫度進行檢測，檢測后的溫度通過單片機進行處理后，顯示在顯示器上；可以進行按鍵的掃描與執行，可以通過按鍵對三個檢測部分的報警值進行設置，當超值時，產生報警；可以通過顯示器對三路信息進行顯示與刷新，可以實時進行人機交互；超限報警功能。系統總框圖如圖1所示。

4 顯示電路的設計

在數字測量儀表和各種數字系統中，都需要將數字量直觀的顯示出來，一方面供人們直接讀取測量和運算的結果；另一方面用于監視數字系統的工作情況。因此，數字顯示電路的設計是許多數字設備不可缺少的部分。

顯示部分使用LCD1602作為顯示器件，顯示溫度、濕度、光照度信息，LCD1為液晶顯示器LCD1602，單片機的P0口進行相互間的數據通信，通過P2.5～P2.7對LCD進行讀寫操作的控制，電位器PR1為調節顯示對比度的電位器，BL-與BL+為LCD的背光端，用來控制背光的開啟與關閉，可以通過一個三極管作為開關管對背光燈進行控制。顯示接口電路圖如圖2所示。

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