单片机的多通道数据采集器设计+电路图+程序(3)

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对于在数据采集系统中应该使用哪种技术取决于对下列因素的权衡：

1、分辨率。因为精密元件成本高，所以伴随着分辨率的提高，A/D转换器的价格也会跟着上升。8位分辨率的模拟多路器的每通道价格几乎快赶上一个转换器的价格，分辨率高于12位时，情况刚好相反，模拟多路切换趋于更加经济。

2、通道数。通道数的多少决定所用多路器的大小、连线数量和它的内部连接。在大多数情况下，把数字多路器连接到共用数据总线上，会使得连线数量降到最低。模拟多路切换适用于8-256个通道，超过这个数目，这项技术将会难以应用，模拟误差也很难减小。在大系统中，模拟和数字多路切换技术常结合在一起应用[5]。

3、检测速度或吞吐量。高速A/D转换器将大幅度提升系统造价。如果模拟多路器要求使用高速转换器来达到所要求的采样速率，那么，每一通道配置一个低速转换器并且进行数字多路切换，就会经济实惠一些。

4、信号电平及调理。对模拟多路切换而言，想要使诸通道间具有宽广的动态范围是非常困难的。

5、检测点的物理位置。根据模拟信号存在衰减、传输线反射以及干扰等问题，模拟量多路切换比较适合距转换器几百英尺以内的检侧。

2.3 方案论证源Y自Z优尔W.论~文'网·www.youerw.com

2.3.1 模数转换器的方案选择

A/D转换器有很多种类，就位数来分，有8位、10位、12位和16位等。位数越高分辨率就越高，价格也越贵。A/D转换器有很多型号，在精度和转换速度上有很大的不同，常用的有双积分式A/D转换器和逐次逼近式A/D转换器等。

1、双积分A/D转换器

双积分A/D转换器是一种间接式A/D转换器，其优点是转换精度高、速度快；缺点是转换时间较长，一般要40～50ms，大多数用于转换速度不快的场合。

2、逐次逼近式A/D转换器

逐次逼近式A/D转换器属于直接式A/D转换器，转换精度高、速度高、但价格较贵，是目前种类最多也是应用最广的A/D转换器。

2.3.2 通信方式的方案选择

通信的类型主要有两种传输方式：串行和并行。并行传输受到数据线间相互干扰明显的制约，传输距离不是很远，所以这个设计主要考虑使用串行传输方式，因为本设计对采集的模拟信号速率低，并且对周围的环境要求不是很严格，从设计的简单实用、利于维护和考虑成本等方面的因素考虑，选用RS-232方式。

2.3.3 最终系统设计框架

单片机数据采集电路的功能是对多路模拟信号的采集与预处理，设计的电路的应用范围决定选择何种技术。本文设计的数据采集系统是一个应用于工业控制、机电一体化、智能家居等领域的通用型数据采集系统，根据这个要求确定该系统采集分辨率为8-12位、通道数为8路、检测速度为几十KPS、信号电平为小于或等于5V、检测距离小于或等于10m。由工作原理和实际的应用出发，系统如图2.1所示。系统由以下几部分组成：CPU（单片机）、选通逻辑模块、A/D转换器ICL7109、电源模块、通信模块等