基于AT89S52多路數據采集系統的設計

摘要：針對采集精度低、主控芯片資源占用大，采集速度慢等問題設計了一種多路數據采集系統。系統采用AT89S52單片機為核心，四路24位A／D負責數據采集任務。系統可根據不同的需要對這些數字量進行相應的計算和處理，得到所需的數據，并將這些計算結果反饋給用戶或被控系統，達到監測和控制的目的。實驗結果表明：系統具有硬件電路簡單、采集精度較高、實時顯示等優點。
關鍵詞：數據采集系統；AT89S52單片機；CS5532；A／D

0 引言
現代工業控制、自動檢測技術中的數據采集與處理是將現場的電壓、電流、壓力、流量、溫度、角度等模擬信號和一些開關量信號進行采集，轉變成數字量，再根據不同的需要對這些數字量進行相應的計算和處理，得到所需的數據，然后將這些計算結果反饋給用戶或被控系統，達到監測和控制的目的。完成這個功能的系統就是數據采集與處理系統。
數據采集的主要技術是采集速度和精度。采集速度主要與采樣頻率、A／D轉換速度等因素有關，采集精度主要與A／D轉換器的位數有關。本系統就是一種以單片機為控制器，對數據進行存取和發送并顯示的數據采集系統。一個實時控制系統一般需要完成數據采集、模數轉換、數據存取及發送等任務。CS5532進行模數轉換，AT89S52控制A／D轉換并將讀取到的數據發送給工控機。這樣，在高速的數據采集時，就避免了微機系統操作時速的限制，大大地提高了數據采集系統的效率。從而滿足了控制系統的實時、高速控制要求。

1 多路采樣系統的總體設計
多路數據采集對系統的軟、硬件性能要求很高。本文使用高速串行接口A／D芯片(CS5532)與單片機組成數據采集系統。該系統以AT89S 52單片機和24位串行芯片A／D(CS5532)構成。數據采集的精度能達到24位、同時串行A／D與單片機之間采用SPI接口，可以同時驅動四路A／ D，信號增益可以達到32位，出口速率可以達到400字／秒，能形成多路高速數據采集系統。
本采集系統的硬件電路由主控部分(單片AT89S52)、模數部分(A／D芯片CS5532)、顯示部分(八段數碼管)3個部分組成。各部分之間相互協作，實現數據采集的功能。其硬件結構如圖1所示。

2 多路采集系統的硬件設計
整個硬件系統是以單片機AT89S52作為主控芯片，控制整個電路的運行。為了能使單片機正常工作須在其外圍加復位電路。即：采用穩定的硬件復位方式。本系統采用看門狗X5045作為復位電路的主要芯片用來控制復位的完成。采用X5045有以下優點：(1)上電可以自動發出復位信號。(2)當單片機的電壓降到一定時X5045的復位引腳會給出一個復位信號使單片機復位。(3)當程序進入死循環時X5045會給出一個復位信號使單片機恢復正常。控制硬件電路原理圖如圖2所示。