基于MCS8051數據采集監測系統的設計

　數據采集系統，通常是為了將實(shí)時(shí)定時(shí)采集后，以數字量形式存儲后進(jìn)行分析，得到分析結果進(jìn)行顯示打印或報警。系統通常由傳感器，線(xiàn)性放大器，多路模擬開(kāi)關(guān)，采樣保持器，A/D轉換器，單片機芯片，擴展I/O口，存儲器以及外接設備打印機，顯示器等組成，其系統框圖如下圖所示。

有時(shí)候，系統只是對某一個(gè)或幾個(gè)信號進(jìn)行采集和粗略分析，而并不需要十分精確的分析結果，此時(shí)需要的采集系統遠沒(méi)有上述那么復雜，可以根據需要進(jìn)行簡(jiǎn)化，得到比較實(shí)用的系統。

　　在生活中，經(jīng)常有些電器件在工作時(shí)，其電源電壓需要保持在一定的電壓范圍內，否則器件容易受損，這時(shí)需要對電壓進(jìn)行實(shí)時(shí)的檢測。假設某個(gè)電子器件的電壓工作范圍為3~5V，且電壓的變化比較緩慢，需要對電壓進(jìn)行實(shí)時(shí)的監測，如果電壓不在工作范圍內則進(jìn)行報警，而并不需要得到精確的電壓數據。下面就此例，設計一個(gè)既簡(jiǎn)單又實(shí)用的數據采集監測系統。

　　由于是一路電壓信號而且變化相對緩慢，所以不需要傳感器、線(xiàn)性放大器、多路模擬開(kāi)關(guān)和采樣保持器等，報警部分可以用紅黃綠燈來(lái)顯示電壓是否正常，所以整個(gè)系統只需要一篇A/D轉換器、一片單片機、紅黃綠燈各一個(gè)。

　　根據簡(jiǎn)單實(shí)用的原則來(lái)選擇芯片：由于需要的精度不高，ND轉換器、選擇8位的ADC0804，單片機芯片可選擇MCS-51系列的8051芯片（由于軟件程序選擇8051，不需要擴展程序存儲器，且比較實(shí)惠）．另外紅黃綠燈各一個(gè)。

　　電路：由于工作電壓的動(dòng)態(tài)范圍為3～5V，ADC0804的VFEF2（參考電壓輸入端）接3V電壓，所以輸入的電壓范圍為0—6V，存儲時(shí)OV為OOH，6V為FFH，由256/6*3=128可知3V為80H，同理5V為D5H，ADC0804的CLKI端外接一個(gè)電阻和電容來(lái)提供時(shí)鐘信號，參數R=10kΩ，C=150pF．振蕩頻率FCLK=640kHz．轉換時(shí)間約為100us。ADC0804轉換器具有三態(tài)輸出鎖存器，可直接驅動(dòng)數據總線(xiàn)，故與8051單片機的接口電路比較簡(jiǎn)單，如下圖所示。

ADC0804的數據輸出線(xiàn)DB7～0直接與8051的數據線(xiàn)PO.O~0.7相接1RD，WR和INTR也直接與8051的相應端子相接。Pl.l．P1.2，P1.3分別接紅黃綠燈。

　　軟件設計：定時(shí)采集數據，每隔五分鐘采一次數據，每次采集十個(gè)樣本點(diǎn)，存儲后進(jìn)行分析，與3V和5v進(jìn)行比較，大于5V時(shí)亮紅燈，小于3V時(shí)亮黃燈，工作電壓正常時(shí)亮綠燈。

　　根據上述硬件電路如上圖的要求，建立的程序框圖如下圖所示。