利用單片機實(shí)現多路電壓信號采集系統的設計

引言

在下業(yè)生產(chǎn)中，需要將環(huán)境和狀態(tài)的變化由傳感器轉換為電壓信號，再由監控設備完成對電壓信號的數據采集和監控。傳感器的信號處理在監測點(diǎn)完成，處理后的結果經(jīng)RS485網(wǎng)絡(luò )傳送到監控計算機。這樣把監控工作分散到各地，而對監控結果集中管理，所形成的分布式監控系統可有效減少因工業(yè)強噪聲干擾和傳輸距離的增加所帶來(lái)的信號失真。

1 系統構成

本監控系統下位機的核心部分為MEGA8單片機。MEGA8單片機內置lO位的A/D轉換器。

故可不用外接A/D轉換器。當多路電壓信號由多路轉換器（CIM051）進(jìn)入單片機后，即可對多路電壓信號進(jìn)行A/D轉換和數據處理，完成數據采集。

可根據處理的結果進(jìn)行報警操作，也可通過(guò)RS485網(wǎng)絡(luò )同監控計算機進(jìn)行通信，以實(shí)現分布式監控。

系統結構如圖1所示。此系統的監控計算機程序使用VB開(kāi)發(fā)，單片機程序使用c語(yǔ)言開(kāi)發(fā)。本文主要討論單片機如何對多路電壓信號進(jìn)行采集，以及采集的數據如何由單片機經(jīng)RS485網(wǎng)絡(luò )傳送給監控計算機，以及如何編制CheckSum效驗碼以實(shí)現錯誤檢查。

2 數據采集

數據采集工作完全是在下位機進(jìn)行的，可通過(guò)對單片機編寫(xiě)控制程序已完成信號的采集和處理任務(wù)，主程序流程如圖2所示。

除主程序外，程序中還設置了實(shí)現多路信號巡檢的1 s中斷程序模塊；將A/D轉換結果送人單片機進(jìn)行處理的A/D轉換完成中斷程序模塊；實(shí)現數據串行傳輸的USART中斷程序模塊；以及實(shí)現按鍵報警，數據處理等功能的子程序模塊。

A/D轉換結束后，在A(yíng)DC數據寄存器中可以取得轉換的結果，對于單端輸入的A/D轉換，其轉換結果為：

其中，Vin表示選定的輸入引腳上的電壓，Vref表示選定的參考電源的電壓。0x000表示輸入引腳的電壓為模擬地，Ox3FF表示輸入引腳的電壓為參考電壓值減去一個(gè)LSB。