2018基于单片机的简单数字采集系统的设计

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　　摘 要：单片机系统采集的信号有的是模拟电压信号、模拟电流信号、PWM信号、数字逻辑信号等。现在，绝大多数传感器输出的信号都是模拟信号量，电流和电压。所以模拟信号的采集应用最为广泛，处理过程也相对复杂。相比于模拟信号PWM信号和数字逻辑信号的采集比较直接，单片机能够直接处理这类信号，无需额外的器件进行信号转换。
　　关键词：采集系统;数字系统;单片机;
　　一、引言
　　在数字技术飞速发展的今天，将各种模拟信号转化为数字信号并进行相应的处理不仅可以提高系统性能还可以充分利用数字信号的各种处理算法来提高系统的灵活性和可靠性。随着单片机的运算速度的提高，在一些由单片机构成的较小系统中对信号进行实时处理己经成为可能，并且越来越受到人们的重视。这就要求作为最底层的数据采集系统既要具有很高的采样速率。又要能提供更丰富的原始数据信息。系统经常需要采集各种模拟量信号、数字量信号，并对它们进行相应的处理。
　　二、电路原理
　　在通信过程中，多路信号要传输，为使它们能够区别，选用不同频率的载波信号。在测量中，通常噪声含有各种频率，将信号调制到某一个载波频率上，只让载波频率为中心的一个很窄的频带内的信号通过，就可以有效的抑制噪声，这一过程称之为调制。在接收端，对已调制的信号恢复出原来的信号的过程称之解调。简单的解调方式有非相干解调(检波)。非相干解调方法是信号通过一个检波二极管，再经过一低通滤波器就可以获得原始的模拟信号，优点是降低接收机成本，提高整机的通信可靠性。根据题目的基本要求，可将其划分如下几个部分：
　　(一)8路模拟信号采集与通信控制器
　　(二)二进制数字调制器
　　(三)解调器
　　(四)3dB带宽30～50kHz的带通滤波器作为模拟信道
　　(五)时钟频率可变的测试发生器
　　(六)接收断采集结果显示电路
　　系统的原理框图如图1所示。
　　图1 系统原理总图
　　三、电路实现
　　欠压产生原因比较简单，主要是由于蓄电池存电量不足或低温长时间启动时引起的;而过压产生的原因则比较复杂，可分为瞬变性过压和非瞬变性过压两大类。瞬变性过压是指电系工作时，瞬时性出现的高于电源额定电压的现象。根据过压的方向与电源电压的方向相同与否，又分为正向瞬变过电压和反向瞬变过电压两种。电源电路为整个电路提供电源，是电路设计不可缺少的一部分。电源电路的稳定性决定着整个电路的可靠程度。在本设计中，整个电路需要+5V电源。
　　电源电路是把市电交流220V经过变压器降压为交流9V，再通过二极管整流、电容滤波、三端集成稳压器7805稳压后输出正5V直流电源。
　　四、总结
　　本设计是基于单片机的数据采集与传输系统，通过这次设计，我了解了数据采集与传输系统的概念和基本原理，掌握了AT89C52芯片的原理和编程技巧，同时还熟悉了通讯的原理。
　　参考文献：
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　　[2]何立民. 单片机高级教程―应用与设计[M].北京：北京航空航天大学出版社，2000
　　[3]李华. MCS-51系统单片机实用接口技术[M].北京：北京航空大学出版社，1993
　　[4]康华光. 电子技术基础(模拟部分) [M].北京：高等教育出版社，2001.