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

1 多路采樣系統(tǒng)的總體設(shè)計
    多路數(shù)據(jù)采集對系統(tǒng)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(shù)據(jù)采集系統(tǒng),。該系統(tǒng)以AT89S 52單片機和24位串行芯片A／D(CS5532)構(gòu)成,。數(shù)據(jù)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(qū)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(shù)據(jù)采集系統(tǒng),。
    本采集系統(tǒng)的硬件電路由主控部分(單片AT89S52)、模數(shù)部分(A／D芯片CS5532),、顯示部分(八段數(shù)碼管)3個部分組成,。各部分之間相互協(xié)作，實現(xiàn)數(shù)據(jù)采集的功能,。其硬件結(jié)構(gòu)如圖1所示,。

2 多路采集系統(tǒng)的硬件設(shè)計
    整個硬件系統(tǒng)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(fù)位電路,。即：采用穩(wěn)定的硬件復(fù)位方式。本系統(tǒng)采用看門狗X5045作為復(fù)位電路的主要芯片用來控制復(fù)位的完成,。采用X5045有以下優(yōu)點：(1)上電可以自動發(fā)出復(fù)位信號,。(2)當(dāng)單片機的電壓降到一定時X5045的復(fù)位引腳會給出一個復(fù)位信號使單片機復(fù)位。(3)當(dāng)程序進入死循環(huán)時X5045會給出一個復(fù)位信號使單片機恢復(fù)正常?？刂朴布娐吩韴D如圖2所示,。

    AT89S52具有系統(tǒng)可編程功能，可以很方便地改寫單片機存儲器內(nèi)的程序不需要把芯片中從工作環(huán)境中剝離,，把AT89S ISP下載口接入電路,，可用電路實現(xiàn)該功能。為了滿足系統(tǒng)對波特率的要求AT89S52需要接入一個22．1184MHz晶振,，用來調(diào)整時鐘,。
    MAX232是一種常用的通信芯片。MAX232與單片機AT89S52的接口是由2條線來完成的,，P3．1與MAX232的10腳相連作為發(fā)送的數(shù)據(jù)線,。
    CS5532是一種高精度的A／D轉(zhuǎn)換芯片，最高可得到分辨率是24位的輸出結(jié)果,。CS5532的差動輸入端可以直接測量來自傳感器的毫伏信號，簡化了與外圍電路的連接,?？删幊淘鲆娣糯笃骺墒狗糯蟊稊?shù)從1～32進行設(shè)定(以2倍步長增加)，大大提高了系統(tǒng)的動態(tài)特性,。多級程控數(shù)字濾波器使得數(shù)據(jù)輸出速率可選擇,。范圍為7．5 Hz～3．84 kHz，方便了與外設(shè)的連接,。由于它的寬動態(tài)特性,、可編程輸出速率、靈活的供電方式及簡便的三線串行輸出模式,，使得該A／D轉(zhuǎn)換器極易和單片機接口,。在使用CS5532時須在其外圍接一個參考電壓和一個晶振電路。  CS5532的差動輸入端可以直接測量來自傳感器的毫伏信號,，簡化了與外圍電路的連接,。其電路圖如圖3所示。
    八段數(shù)碼顯示管有兩種,，一種是共陽數(shù)碼管,，其內(nèi)部是由八個陽極相連接的發(fā)光二極管組成；另一種是共陰數(shù)碼管,，其內(nèi)部是由八個陰極相連接的發(fā)光二極管組成,。二者原理不同但功能相同。本文選用8個共陰八段數(shù)碼管LED用來顯示A／D轉(zhuǎn)換完成的數(shù)據(jù),。

3 軟件實現(xiàn)
    本系統(tǒng)中單片機AT89S52是對整個過程的控制和協(xié)調(diào)作用,。使各部分能夠有序的運行完成數(shù)據(jù)采集、顯示以及與工控機進行通訊的功能。軟件總的流程圖如圖4所示：

4 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的的調(diào)試
    本系統(tǒng)基于AT89S52兼容單片機為核心,，其具有良好的性能價格比,，用它對數(shù)據(jù)進行存取，用CS5532進行模數(shù)轉(zhuǎn)換,，再通過AT89S52控制A／D轉(zhuǎn)換并將讀取到的數(shù)據(jù)發(fā)送給工控機,。本系統(tǒng)實用性強，能夠很好地實現(xiàn)多路信號采集測量,，結(jié)構(gòu)較為簡單,，成本低，外接元件少,。
    調(diào)試結(jié)果如圖5所示：

5 結(jié)論
    本文設(shè)計采用單片機(AT89S52)與24位A／D芯片(CS5532)構(gòu)成數(shù)據(jù)采集系統(tǒng),，實現(xiàn)了四路模擬量到數(shù)字量的轉(zhuǎn)換。將轉(zhuǎn)化完的數(shù)據(jù)通過數(shù)碼管顯示,，同時可以通過串行口發(fā)送給上位機(工控機或PC機),，實現(xiàn)了數(shù)據(jù)的后期存儲與分析?；就瓿刹杉到y(tǒng)的各項功能,。但是經(jīng)過A／D轉(zhuǎn)換過的數(shù)據(jù)不是很穩(wěn)定，可能由于硬件的濾波電路做的不夠精細,。還有待進一步的研究和改進,。