计算机控制课设——多路数据采集系统的设计(2)

多路数据采集系统(Protues仿真)

经过D/A转换后的信号通过P0口进入单片机。单片机的接线如图5示

图5 D/A转换单片机硬件连接

转换后的信号从P0口进入，而且P0口也充当对LCD的供电作用。但是由于P0口的供电能力有限，必须要加个上拉电阻，这样才能够达到LCD所要求的供电强度。单片机的P1口用来做LCD的显示信号输出端口，直接把8位接口接到LCD上面，如图6示

图6 LCD硬件连接

把8位端口对应相连，同时P3.0、P3.1、P3.2三个端口分别和RS、RW、E相连，作为LCD

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多路数据采集系统(Protues仿真)

的控制信号的输入。

3.2信号采集部分

主要包括：A/D采样和LCD显示两个部分，因此在设计软件时需要考虑到A/D采样的速率和转换精度，LCD显示的准确性等问题。

我们采用12位的AD转换器AD1674，它的功能和应用方式和AD574差不多，只是一个是12位的一个是8位。

AD1674硬件连接如图7示

图7 AD1674硬件连接

我们把转换后的信号分两次输出，把第四位和高四位连载一起，接到单片机的P0口，并且在P0口上连接一个上拉电阻。控制AD芯片转换的信号由单片机的P2口提供，而且控制LCD显示屏的输出的信号也是由P2口输出。单片机的P1口用作为LCD提供的输出信号。

4 软件设计

4.1 信号发生部分

我们采用C语言进行编程，我们计划用30个点，采用描点的方式来画出波形，直接是调

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多路数据采集系统(Protues仿真)

用了C语言中的函数。由于要达到幅值和频率可调，我们在发生器的硬件电路上面设计了两个案件分别用于可以增加和减少数值，配合程序，可以实现幅值和频率在我们想要的范围内可调。

4.1.1 程序流程图

开始

参数初始化

LCD初始化 Y Y 波形代码B-K==4改变波形 B-K=1 B—K++ N N B-K=1 B-K=3 判断波形类型B-K=？

B-K=2 显示tran 显示squ 显示sin

填充显示数组 填充显示数组 填充显示数组

启动DA，产生波启动DA，产生 启动DA，产生 形g() 波形g() 波形g()

按键扫描

更新幅值，频率

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多路数据采集系统(Protues仿真)

4.2 信号采集部分

这一部分的程序包括两个部分，频率的采集和幅值的采集。频率的采集我们采用取点并且在取点的同时记录延时的长度，最后通过计算延时的长度来反应频率大小。我们采集60个点，使得频率最大可以达到1180Hz左右，可以完成设计要求中对频率测量的期望。幅值计算我们采取去60个点然后比较大小，取出其中最大的点作为幅值点，记录其数值，然后输出在LCD显示屏幕上。

4.2.1 程序流程图

开始 LCD初始化 显示欢迎信息 定时器0初始化 计数中断0初始化 启动AD转换 AD结束 读高8位 读低4位 计算电压 N 500次AD完成 Y 取峰值 显示电压和频率 9 多路数据采集系统(Protues仿真)

5 总结

5.1小组总结

经过这次短短几天的课程设计，我们终于在整个小组成员的协调努力下，圆满的完成了此次设计的任务。通过这次设计，我们学到了很多书本上没有的知识：

(1) 培养了我们的团队合作精神，通过这次分工，我们明白了团结合作的重要性，由于此次设计有软硬件之分，所以大家的分工都比较明确，大家各司其职，共同研讨，这种合作精神对设计的成功起了很大的作用。

(2) 发扬了我们刻苦钻研，勇于拼搏的科研精神，整个设计过程就是一个不断发现问题，解决问题的过程，我们逐渐学会了知识的分析，发现，解决以及融会贯通的能力，真正做到了学以致用。

(3)通过理论和实践的有效结合，使我们对计算机控制系统的理论知识，特别是C程序的设计与执行流程部分都有了更为深刻的了解。

总之，这次的设计虽然仍有一些不足，但却极大程度上提高了我们的能力，为我们以后的学习工作积累了宝贵的经验。

5.2 个人总结

5.2.1 组长个人总结

在本次计算机控制技术课程设计中我们小组经过一周的努力利用proteus仿真软件设计出了一套完整的数据采集系统，该数据采集系统能够产生频率和幅值均可调节的正弦波，方波，三角波三种波形。在数据采集系统的另外一部分可以准确的采集到直流电源的电压值以及交流电源的电压值和频率值。

对于本次设计，我们小组经过仔细讨论，并结合各自的特长。形成了明确的分工。而我主要负责的部分是整个数据采集系统的信号发生部分软件程序的编写。

在具体任务的实施中，我深刻的体会到了设计一个程序的系统性思维的重要性。例如本次设计的任务是设计一个能够产生三种波形的信号发生器。而在这中间就要涉及到各个信号类型的切换问题。刚开始我是将各个波形用独立的程序来产生的。这样虽然也可以实现各个波形的切换。但当要实现频率的可调问题上就无法统一的实现。最终改为通过一个共享的DA数据区终于使问题得到圆满的解决。

另外，设计一个程序的算法也是很重要的。例如本次设计中要求产生正弦波。按照传统的方法是通过建立一个正弦波表来实现的。这种方式有很多弊端。特别是在要求频率和幅度都要求可调的情况下，得不到标准的正弦波。而后面通过采用C语言的sin函数既避免了建表的繁琐，又可以产生标准的正弦波。因此，在设计程序的时候一定要先设计出一个优良的算法。

5.2.2 组员个人总结

课程设计是培养学生综合运用所学知识,发现,提出,分析和解决实际问题,锻炼实践能力

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