苏州科技学院天平学院本科生毕业设计（论文）
分重要的作用。熟悉了以80C51系列单片机为核心，系统介绍了其结构原理和应用技术。主要内容包括单片机的基础知识、结构与原理、指令系统、汇编语言程序设计、单片机内部并行口的应用、中断技术、定时计数技术、串行通信技术、系统扩展技术、A/D和D/A转换器接口、单片机应用及开发技术等知识。 随着电子技术和计算机技术的发展，单片机技术已成为计算机技术的一个独特分支，在民用和工业测控等领域得到了广泛的应用。单片机具有体积小、功能强、可靠性高、价格低、使用方便和系统设计灵活等特点。目前，单片机控制系统正以空前的速度取代着传统电子控制系统。学习单片机并掌握其设计使用技术已经成为当代大学生和一些工程技术人员必备的技能，很多企业迫切需要大量熟练掌握单片机技术，并能开发、应用和维护管理单片机控制系统的高级工程技术人员。
这个系统采用了单片机实现远程多路数据采集和监测，本实践使用双机，远端单片机控制多路数据采集器，本地单片机控制远端单片机，双机通讯以RS-232C标准进行，通过软硬件的调试，该系统可以实现数据的处理、数据的显示、键盘输入和系统报警等工作，试验证明，系统是可行的 。
在计算机广泛应用的今天，数据采集的重要性是十分显著的。数据采集，是指从传感器和其它待测设备等模拟和数字被测单元中自动采集信息的过程。数据采集系统是结合基于计算机的测量软硬件产品来实现灵活的、用户自定义的测量系统。它是计算机与外部物理世界连接的桥梁。各种类型信号采集的难易程度差别很大。实际采集时，噪声也可能带来一些麻烦。数据采集时，有一些基本原理要注意，还有更多的实际的问题要解决。
本系统采用双CPU 控制，主机与从机的CPU都是使用单片机。从CPU负责采集七路数据，同时应答主CPU发送的命令。主CPU进行数据处理，数据显示，键盘输入，系统报警，语音播报通道的电压值。在主CPU与从CPU的通讯中，采用国际标准的RS232C接口，且用线最少（只要两根）。本系统实现了一种具有语音播报、语音提示的高性能、高智能的实用型远距离多路数据采集系统。
工业测量系统常常必须对来自多个信号源的信号进行数字化处理，可采用几种方式来实现这种处理。模拟多路复用器(MUX)在来自8个模拟传感器的输入信号中进行选择，然后MUX将输出信号馈送给信号调节放大器，信号调节放大器将
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输出信号馈送给模数转换器(ADC)。目前普遍采用集成了多路复用器和ADC的IC，但也可以购买分离的元件。
系统功能
1、实现现场模拟信号产生器，即通过自制一正弦波信号发生器，利用可变电阻改变振荡频率，使频率在200Hz～2kHz范围变化，再经频率电压变换后输出相应1～5v直流电压（200Hz对应1v，2kHz对应5v）
2、路数据采集器数据采集器第一路输入自制0V～5V直流电压，第2～7路分别输入来自直流源的5V、4V、3V、2V、1V、0V直流电压（各路输入可由分压器产生，不要求精度）。将各路模拟信号分别转换成8位二进制数字信号，在经并/串变换电路，用串行码送入传输线路。
3、主控器通过串行传输线路对各路数据进行 采集和显示。采集方式包括循环采集（即1路、2路??7路、1路??）和选择采集（任选一路）二种方式。显示部分能同时显示地址和相应的数据。
4、主机实现语音操作提示和播放各通道电压的功能，故障报警功能。 设计前的准备工作
研制者接到某项任务后，在进行具体设计之前，一般需先进行下列工作： 1、可行性调研
可行性调研的目的，是分析完成这个项目的可能性。进行这方面的工作，可参考国内外有关资料，看是否有人进行过类似的工作。如果有，则可分析他人是如何进行这方面工作的，有什么优点和缺点，有什么是值得借鉴的；如果没有，则需作进一步的调研，此时的重点应放在能否实现这个环节，首先从理论上进行分析，探讨实现的可能性 ，所要求的客观条件是否具备(如环境、测试手段、仪器设计、资金等)，然后结合实际情况，再决定能否立项的问题。
2、系统总体方案设计
在进行可行性调研后，如果可以立项，下一步工作就是系统总体方案的设计。工作的重点应放在该项目的技术难度上，此时可参考这一方面更详细、更具体的
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资料，根据系统的不同部分和要实现的功能，参考国内外同类产品的性能，提出合理而可行的技术指标，编写出设计任务书，从而完成系统总体方案设计。
3、设计方案细化，确定软硬件功能
一旦总体方案决定下来，下一步的工作就是将该项目细化，即需明确哪些部分用硬件来完成 ，哪些部分用软件来完成。由于硬件结构与软件方案会相互影响，因此，从简化电路结构、降低成本、减少故障率、提高系统的灵活性与通用性方面考虑，提倡软件能实现的功能尽可能由软件来完成；但也应考虑以软件代硬件的实质是以降低系统实时性、增加处理进行为代价的，而且软件设计费用、研制周期也将增加，因此系统的软、硬件功能分配应根据系统的要求及实际情况而合理安排，统一考虑。在确定软硬件功能的基础上，设计者的工作就开始涉及到一毓的具体问题，如仪器的体积及与具体技术指标相对应的硬件实现方案，软件的总体规划等。在确定人员分工、安排工作进度、规定接口参数后，就必须考虑硬件、软件的具体设计问题了。
在讨论具体设计问题这前，这里还要强调一下，对于一个具体应用系统的设计，上面这几部分工作是必不可少的，否则，可能导致设计方案的整体更改，甚至可能导致方案无法实现造成人力、物力的浪费。这一点，对于设计得来讲，应加倍注意。
一个单片机应用系统的硬件设计包括两大部分内容：一是单片机系统的扩展部分设计。它包括存储器扩展和和接口扩展。存储器的扩展指EPROM、EEPROM和RAM的扩展，接口扩展是指8255、8155、8279以及其它功能器件的扩展。二是各功能模块的设计。如信号测量功能模块、信号控制功能模块、人机对话功能模块、通诚讯功能模块等，根据系统功能要求配置相应的A/D、D/A、键盘、显示器、打印机等外围设备。
在进行应用系统的硬件设计时，首要问题是确定电路的总体方案，并需进行详细的技术论证。所谓硬件电路的总体设计，即是为实现该项目全部基本功能所需要的所有硬件的电气连线原理图。初次接触这方面工作的设计人员，往往急于求在设计总体方案上不愿花更多的时间，过于他促地开始制版和调试。这种方法不仅不妥当，而且往往是得不偿失效。因为就硬件系统来讲，电路的各部分都是
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紧密相关、互相协调的，任何一部分电路的考虑不充分，都会给其它部分带来难以预料的影响，轻则使系统整体结构受破坏，重则导致硬件总体大返工，由此造成的手果是可想而知的。所以，我们希望设计者不要吝啬在总体方案上所花时间。从时间上看，硬件设计的绝大部分工作量往往在最初方案的设计阶段，一个好的设计方案往往会有事半功倍的效果。一旦总体方案确定下来，下一步的工作就会很顺利进行，即使需要作部分修改，也只是在此基础上进行一些完善工作，而不会造成整体返工。
在进行硬件的总体方案设计时，所涉及到的具体电路可借鉴他人在这方面进行的工作。因为经过别人调试和考验过的电路往往具有一定的合理性(尽管这些电路常与教科书和手册上提供的电路不完全一致，但这也可能正是经验所在)。如果在此基础上，结合自己的设计目的进行一些修改，则是一种简便、快捷的做法。当然，有些电路还需要自己设计，完全照搬是不太可能的。在参考别人的电路时，需对其工作原理有较透彻的分析和理解，根据其工作机理了解其适用范围，从而确定其移植的可能性和需要修改的地方；对于有些关键性和尚不完全理解的电路，需要仔细分析，在设计之前先进行试验，以确定这部分电路的正确性，并在可靠性和精度等方面进行考验，尤其是模拟电路部分，更需进行这方面的工作。
为使硬件设计尽可能合理，根据经验，系统的电路设计应注意以下几个方面： 1、尽可能选择标准化、模块化的典型电路，提高设计的成功率和结构的灵活性
2、在条件允许的情况下，尽可能选用功能强、集成度高的电路或芯片。因为采用这种器件可能代替某一部分电路，不仅元件数量、接插件和相互连线减少，使系统可靠性增加，而且成本往往比用多个元件实现的电路要低。
3、注意选择通用性强、市场货源充足的元器件，尤其对需大批量生产的场合，更应注意这方面的问题。其优点是：一旦某种元器件无法获得，也能用其它元器件直接替换或对电路稍作改动后用其它器件代替。
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4、在对硬件系统总体结构考虑时，同样要注意通用性的问题。对于一个较复杂的系统，设计者往往希望将其模块化，即对中曲控制单元、输入接口、输出接口、人机接口等分块进行设计，然后采用一定的边接方式将其组合成一个完整的系统。在这种情况下，连接方式就显得非常重要，有时可选用通用接口方式，如采用STD总线结构、PC总线结构、GPIB总线结构等。因为对于这些总线结构的边接目前应用比较广泛，不少厂家已开发出适合于这些总线结构的接口板，如输入板、输出板、A/D板等。在必要的情况下，选用现成的模块板作为系统的一部分，尽管成本有些偏高，但会大大缩短研制周期，提高工作效率。当然，在有些特殊情况和小系统的场合，用户必须自行设计接口，定义连线方式。此时要注意接口协议，一旦接口方式确定下来，各个模块的设计者应遵守该接口方式。
5、系统的扩展及各功能模块的设计在满足应用系统功能要求的基础上，应适当留有余地，以备将来修改、扩展之需。实际上，电路设计一次成功而不作任何修改的情况是很少的，如果在设计之初未留有任何余地，后期很可能因为一点小小的改动或扩展而被迫进行全面返工。举例来说，在进行ROM扩展时，尽量选用2764以上的芯片，这样不仅将来升级方便，成本也会降低；在进行RAM扩展时，为使系统升级或增加内存方便，系统的RAM空间应留足位置，哪怕多设计一个RAM插座，不插芯片好；在进行IO口扩展时，也应给出一定的余量，这样对临时增加一些测量通道或被控对象就极为方便了。
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