基于MCS8051數據采集監測系統的設計

有時候，系統只是對某一個或幾個信號進行采集和粗略分析，而并不需要十分精確的分析結果，此時需要的采集系統遠沒有上述那么復雜，可以根據需要進行簡化，得到比較實用的系統。

在生活中，經常有些電器件在工作時，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，這時需要對電壓進行實時的檢測。假設某個電子器件的電壓工作范圍為3~5V,且電壓的變化比較緩慢，需要對電壓進行實時的監測，如果電壓不在工作范圍內則進行報警，而并不需要得到精確的電壓數據。下面就此例，設計一個既簡單又實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、線性放大器、多路模擬開關和采樣保持器等，報警部分可以用紅黃綠燈來顯示電壓是否正常，所以整個系統只需要一篇A/D轉換器、一片單片機、紅黃綠燈各一個。

根據簡單實用的原則來選擇芯片：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，且比較實惠）。另外紅黃綠燈各一個。

電路：由于工作電壓的動態范圍為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端外接一個電阻和電容來提供時鐘信號，參數R=10kΩ，C=150pF.振蕩頻率FCLK=640kHz.轉換時間約為100us.ADC0804轉換器具有三態輸出鎖存器，可直接驅動數據總線，故與8051單片機的接口電路比較簡單，如下圖所示。

ADC0804的數據輸出線DB7~0直接與8051的數據線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：定時采集數據，每隔五分鐘采一次數據，每次采集十個樣本點，存儲后進行分析，與3V和5v進行比較，大于5V時亮紅燈，小于3V時亮黃燈，工作電壓正常時亮綠燈。

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。

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由該框圖出發建立的源程序如下：

設計過程中以簡單實用為準則，從整個設計過程來看，首先分析系統要求，然后選擇元器件，設計電路圖及軟件程序，最后仿真。所設計的系統符合要求，且容易實現。

如果系統要求的功能較多，則可以從設計好的系統往外擴展，例如擴展顯示、打印等功能，成為一個比較完善的數據采集監測系統。