文档介绍：接口实验报告题目:基于单片机的电压采集系统设计院(系):电子工程与自动化学院专业:仪器仪表工程学生姓名:王明飞学号:指导老师:李智职称:教授2011年7月10日一实验目的本实验的功能是利用单片机控制AD7862实现模拟的电压的采集,同时利用串口与PC机进行通信对数据进行处理并显示结果。通过应用AltiumDesigner6软件掌握电路板的原理图绘制及PCB板的生成,通过KeiluVision2软件编写并调试单片机的下位机程序,利用MicrosoftVisualC++。二电路的硬件电路设计1、原理框图实验原理结构框图如图1。首先模拟电压信号经过AD7862进行模数转换,单片机按AD7862的时序读取转换结果,然后转换结果送入数据缓冲区通过串口线传送送到PC机,在PC机对接受到的数据进行处理,最终电压数值可以在上位机界面上显示。图1系统设计原理结构框图2、AD7862简介AD7862是AD公司推出的12位AD转换芯片,具有以下主要特点:a)4通道模拟输入,2路同时转换;b)4µs转换时间,250ksps采样速率;C)选择模拟量输入范围:±1OV(AD7862—10);d)高速12位并行总线输出;e)内部提供+:f)单一电源+5V图2AD7862的引脚图图3AD7862采样读取典型工作时序图3是其典型的转换时序图。AD7862通过多路选择控制信号A0可以对输入模拟通道进行选择。当A0=0时,AD7862将对A组两路信号VA1、VA2同时进行模数转换;当A0=1时,对B组两路信号VB1、VB2同时转换。结合CS和RD信号,AD7862可以有不同的输入和读取模式。在C0NVST下降沿脉冲下,跟踪/保持器同时保持两路输入信号,并且开始对2路信号同时进行模数转换,这时,BUSY脚电平抬高表示正在进行转换。在经历4µs以后,转换完成,BUSY脚电平变低,数据存放在输出锁存器中。在CS信号选通条件下,向RD引脚提供连续脉冲,就可以访问转换结果。根据信号A0是低或高电平,模数转换后,第一个读脉冲将读取转换结果VAl或VB1,第二个读操作将读取转换结果VA2或VB2。数据结果将通过12位数据总线一次读出。AD7862可以使用内部或外部参考电压。,AD7862内部将产生+,模拟量输入范围:±1OV。INA129简介1)INA129是TI公司推出的仪器放大器芯片,通过改变1端与8端之间的电阻值来改变放大器的增益,具有以下主要特点:a)低偏置电压最大50μVb)低温度漂移c)低输入偏置电流最大5nAd)高共模抵制CMR最小120dBe)输入保护至±40Vf)宽电源电压范围±±18V2)方框图如下图4INA129的结构框图4、电路硬件设计原理图根据实验要求设计了如下所示的电路原理图。单片机采用型号为STC89c52。选用STC系列单片机的好处是,该单片机可以利用STC-ISPV391这个软件通过串口直接向单片机下载程序,而不需要其他的外围电路,使用起来很方便。如图5所示电路电源为系统中各芯片提供5v的电压。µF和10µF两个电容,其作用是分别滤除电源的高频与低频杂波,以提供比较稳定的电压。如图6所示为单片机的复位及晶振电路,复位方式采用上电复位方式,。图5供电电路图6单片机复位及晶振电路如图7所示为AD7862引脚连接电路。,,,。图7AD7862引脚连接电路如图8所示为单片机各引脚连接电路。~~D11相连,用于获取模拟信号转换结果的高四位;~~D7相连,用于获取模拟信号转换结果的低八位。图8单片机连接电路图9RS232串行接口电路在PC机和单片机的串口通信电路中加入了电平转换电路MAX232芯片。这种芯片可以实现TTL电平和RS-232C电平之间的转换。采用MAX232接口的硬件接口电路如图9所示。RS-232逻辑电0电平规定为+5~+15V之间,逻辑1电平为-5~-15V之间,传输速率达到20Kb/s,最大传输距离为15m。三、系统上位机软件设计系统上位机设计采用软件为VC++,其设计操作界面如图10所示。图10基于单片机的电压采集系统上位机控制界面上位机功能介绍:(1)通信端口设置。4等四个端口。打开串口与关闭串口按钮控件分别对应其功能。通信参数设置信息提示编辑框用来显