多功能数据采集控制板的设计与实现 - 图文

澳门农业职业技术学院

毕业论文（设计）

课题名称 多功能数据采集控制板的设计与实现 专业及班级 学姓

号 名

指导老师

2014年 5 月 20日

多功能数据采集控制板设计与实现

摘 要

数据采集技术是信息科学的一个重要分支，与传感器技术，信号处理技术，计算机技术共同构成了现代检测技术的基础，它研究信息数据的采集，存储，处理及控制等，广泛地应用到测量，监测，控制，诊断，技术试验等各个领域中。

多功能数据采集控制板是针对目前各种电子类产品研发机构实验室测控需要而开发的一款性价比极高的控制板。本文主要介绍了控制板接口电路原理、板上器件驱动程序以及上位机用户界面程序的编写原理，重点讨论了SST89E516RD2单片机在该控制板中的应用。

多功能数据采集控制板是基于中低速数据采集设计思想来实现的。本设计采用增强型51内核单片机，利用微处理器的GPIO端口控制板上的功能芯片，进行模拟量采集和输出控制，PWM小功率电机控制，数字量输入输出控制，液晶显示，上下位机通信等常用功能，很好地满足了产品研发过程中的试验测控需要。

关键词 单片机 数据采集 测控 VC++6.0 界面

Multifunction Data Acquisition Controller Design and

Implementation

Abstract

Data acquisition is an important branch of information science, and sensor technology, signal processing technology, computer technology constitute the foundation of modern detection techniques, which research information data collection, storage, treatment and control, widely used to measure monitoring, control, diagnosis, technical testing and other fields.

Multifunction data acquisition control board is a variety of electronic products for the current R & D labs developed a monitoring and control needs of highly cost-effective control panel. This paper details the control panel interface circuit theory, on-board device drivers, and PC user interface program written principles, focused on SST89E516RD2 MCU application in the control panel. Multifunction data acquisition control board is based on the design of low speed data acquisition to achieve. The design uses an enhanced 51 core MCU, use microprocessor control panel features GPIO port chip for analog capture and output control, PWM low-power motor control, digital input and output control, LCD display, upper and lower computer communication and other common functions, satisfy the product development process measurement and control needs.

Keywords MCU Data Acquisition observe and control VC++6.0 Interface

目 录

1 绪论......................................................................................................................................1

1.1 问题提出的背景 ………………………………………………….....................………................….1 1.2 本次设计的数据采集控制板的主要功能和特点………………………………………....................1

2 多功能数据采集控制板芯片选型及方案设计..................................................................2

2.1 微控制器选型方案………………………………………......................……………….……….........3 2.2 模拟输入结构方案……………………………………………………….………...............................4 2.3 通讯模块结构方案…………………………………………......................…………………..............5 2.4 直流电机驱动模块方案……………………………………......................…………………..............5 2.5 液晶显示模块方案……………………………………………......................……………………......6 2.6 数字量输入输出方案………………………………………………......................………………......7 2.7 模拟输出方案……………………………………………………......................………………..........7 2.8 电源方案……………………………………......................………………………………….….........8 2.9 按键和蜂鸣器方案……………………………………….………………......................……….........8

3 整板硬件结构设计..............................................................................................................9

3.1 模拟量采集电路………………………………………………………………........................…........9 3.2 串口通信电路………………………………………………………………….......................….........9 3.3 直流电机驱动电路………………………………………………………….......................…….......10 3.4 液晶显示电路……………………………………………………………………..............................11 3.5 数字量控制电路…………………………………………………………….......................…...........12 3.6 模拟量输出控制电路…………………………………………………………..................................13 3.7 电源电路……………………………………………………………………….............................….13 3.8 按键和蜂鸣器电路………………………………………………………………..............................14 3.9 PCB设计概述…………………………………………………………………..................................15

4 下位机软件设计................................................................................................................16

4.1 模拟量采集驱动程序设计…………………………………….......................…………........……...16 4.2 串口通信驱动程序设计…………………………………………….......................………........…...17 4.3 直流电机驱动程序设计………………………………………………….…...............................…..18 4.4 液晶显示驱动程序设计……………………………………………….……...............................…..21 4.5 数字量控制驱动程序设计…………………….......................…………………..………............….24 4.6 模拟量输出驱动程序设计…………………………........................…….…………………......…...27 4.7 按键和蜂鸣器驱动程序设计…………………………… ……………........................……........….27

5 上位机软件实现......................................................................................................... ......27

5.1 Labview界面程序结构设计...............................................................................................................27

5.2 VC++6.0界面程序结构设计............................................................................................................32

6 控制板运用实例..............................................................................................................37

6.1 Labview界面应用实例…………………………………………………...........................……....37 6.2 VC界面应用实例……………………………………………………….............................……. 39 全文总结………....................................................................................................................................….40

致谢…………………………………………………...........................................................................… 41 参考文献…………………………………………………...................................................................…42

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