单片机的多通道数据采集器设计+电路图+程序(2)

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伴随着计算机技术的不断发展和计算机技术在信号处理中的更加广泛的应用，现代的测量系统在数字信号处理方面的能力也进一步加强了，形成了我们所知道的的数字化测量技术。数字化测量就是借助各种类型的传感器来检测外部世界的各种信号，并把它转换成电信号，然后进行信号调理和A/D转换，使它被转换成为能够进一步处理的数字信号。其实具体点来说，就是将电压、电流、温度、压力等物理信号转化为数字量并传递到计算机中。传感器对计量测试技术的发展有着举足轻重的作用，目前，传感器正朝着多功能性和智能性方向不断发展。

计算机技术、传感器技术和网络技术的不断发展以及由此所产生的测量需求成为数据采集技术发展的强大动力，并对数据采集技术提出了更加严格的要求：测量的方法、可测量的种类和范围应不断更新和拓宽，准确度要提高，可靠性要增强，并能够适应各种不同的实验环境的需要。

总而言之，数据采集技术的发展不能少了传感器和计算机控制技术，网络化测量、采集和控制是它发展的必然趋势。

国内现在有不少数据测量和采集的系统。这些系统解决了部分用户需要，但是同时也有一部分系统存在采集通道少、采集速率低、功能单一、操作复杂等问题。本文在研究单片机技术、单片机数据采集技术的基础上，设计并实现了基于单片机的多通道数据采集系统，该系统具有构造简单、造价低廉、性能稳定、便于维护等特点，可广泛应用于工业控制、仪器，仪表、机电一体化、智能家居等诸多领域。

2 单片机的多通道采集技术

数据采集电路通过传感器将测量值采集、量化，然后通过计算机接口把它们传入计算机中，最后利用软件来完成对要测量数据的处理。数据采集系统的发展可能会受到测量技术、传感器技术、软件技术等很多因素的影响，数据采集系统的核心元件是单片机，关键的技术是数据采集及计算机通信技术[3]。

2.1 单片机技术

在信号采集系统中，单片机主要是要控制ADC，并且将采集到的数据传输到上位机，如果上位机反馈信息、指令，单片机接收指令后还需要对外围设备进行控制。单片机己广泛地应用于多个领域，使产品功能、精度和质量大幅度提升，优点是电路简单、故障率低、可靠性高、成本低廉。下面介绍几种常见单片机的特点：

1、MCS51单片机

以现在常用的AT89C51为例:AT89C51是一种低功耗、高性能CMOS8位单片机，片内含4Kb的可系统编程的Flash只读程序存储器，兼容标准MCS-51系列指令系统及引脚。它既可在线编程也可用传统方法进行编程，片内安装通用8位微处理器和FLASH存储单元，功能较强的AT89C51单片机可为您提供许多性价比高的应用场合，可广泛应用于各种控制领域[4]。

2、PIC单片机

由美国Microchip公司推出的PIC单片机系列产品，是较早采用RISG结构的嵌入式微控制器，其特点是高速度、低电压、低功耗。现今的PIC单片机已经成为世界上最有影响力的嵌入式微控制器之一。

如今单片机的发展速度较快，型号也比较多，要根据设计不同系统的功能要求和性能指标来选择型号，一般来说，控制关系相对简单的小家电，可以采用RISC型单片机，控制关系相对复杂的场合，如通讯产品、工业控制系统等应采用CISC单片机。

2.2 数据采集技术

目前数据采集系统已广泛地应用到多个领域中。最近二十年，数据采集技术得到了飞速的发展，在形式上由原来的专用的测试仪器变成现在的使用微机的虚拟仪器；采集的分辨率从4位、8位进化到现在的24位分辨率；采集的速率从几KPS发展到现在最高速率可以达到2GPS；记录设备从原来的手记、纸带的模拟或数字记录到磁带记录一直到现在的硬盘记录、磁光盘记录。