0章节近年来，随着生产技术的发展，单片机的价格越来越低，性能却大大提高，因而其应用于范围也更加甚广。然而在研发基于单片机的应用于系统时，传统方法一般都必须大量的硬件设备，这些设备不易损毁而且装载不方便。

为此，本文基于AT89C51数据采集系统详尽说明了如何利用Pro-teus和两款串口建模软件来展开单片机程序及外围电路的建模设计。使用该方法可以大大简化硬件电路测试和系统调试过程，对单片机系统研发具备指导意义。

本文讲解的基于AT89C5l单片机的数据采集系统能构建16路信号输出，每一路都是0～10mV的信号，每秒钟收集一遍，从而将数据传授给上位PC计算机。1硬件设计1．1主控芯片AT89C51是一种具有4KB闪光可编程可读取只读存储器的低电压，高性能CMOS8位微处理器，可为很多嵌入式控制系统获取灵活性且价廉的方案。所以，本设计使用ATMEL公司的AT89C51作为程序的主控芯片。

AT89C51数据总线是由P0口获取的，P0口本身能以多种方式获取数据总线和地址总线。当ALE输入信号为高电平时，P0将输入的数据锁入总线驱动器中作为地址的较低8位，然后和P2送来出来的高8位地址一起构成一个原始的16位地址，以传输速率到外部的64KB的地址空间。AT89C51的地址总线比较简单(只有3个：RD、WR、PSEN)，其中RD是用来加载外部数据内存的控制线，WR是用来写出数据到外部数据内存的控制线，PSEN是用来读取外部程序内存的加载控制线。由于P0口是数据和地址天内适配口，故要展开地址锁存，本设计用于74HC573作为锁住存器。

1．2系统硬件电路本系统的硬件电路原理如图1右图。因为ADC0809的地址自由选择末端A、B、C都短路，所以ADC0809的数据采集地下通道只有IN0被选通。16路模拟信号相连到多路自由选择仿真电源HCC4067后，才可通过地址自由选择末端A、B、C、D展开自由选择，每一次选通一路，选通的地下通道经IOCOMX和ADC0809的IN0连接，以展开A／D切换。P2．7(地址总线最低位A15)可作为A／D切换的启动电源，P2．7为低电平有效地。

在启动A／D切换时，可由写出信号WR和P2．7掌控ADC0809的地址锁存和切换启动。而在加载切换结果时，则由读信号RD和P2．7掌控ADC0809的OE信号。若令P2．7为0，74HC573的A、B、C、D才可得出被自由选择的仿真地下通道的地址，此时若ABCD=0000，则16路信号的100被选通，并将其数据送往ADC0809的IN0中，地址是7FF0H；若ABCD：1111，地址为7FFFH，则指向IO15。所以，16路信号依序对应的地址为7FFOH～7FFFH。

切换已完成后，数据将留存到一数组中，直到当上位PC机通过串行口发信号时，AT89C51通过检测地址否和本机地址吻合来做出动作。如果地址吻合，则发送到A／D切换结果，如不吻合，则之后等候。1．3信号选通与调理本系统拒绝有16路模拟信号输出，而且必需将这些信号相互隔绝，然后才能对这些信号一一选通后转入A／D切换。

为此，本系统搭配了16中选1多路仿真电源HCC4067。一般传感器的输入信号都较为黯淡，要将该黯淡信号转换成简单的信号以便于后期用于，就要重新加入信号调理电路，其起到是展开信号缩放和除去阻碍等。

本设计中的信号输出每路都是0～10mV．但ADC0809的输出拒绝是0～5V，因此搭配运算放大器OP07来展开信号缩放。OP07是一种仪器运算放大器，它用于双极性电源供电，精度较高，缩放倍数为500，可把0～10mV信号缩放到0～5V。

用于OP07的信号调理电路如图2右图。1．4A／D取样电路ADC0809是美国NS公司生产的CMOS组件，是一种8路输出单片模数转换器件，使用弃位迫近式A／D切换原理，它的输入赢人模块全部为TTL电平，数据输入口线为三态，可以必要收到微机系统总线上，而需要外加I／O模块芯片。

由于本设计中用于16中选1仿真电源来展开信号的自由选择，因此，ADC0809的信号自由选择功能就不用于了，设计时把ADC0809的地址自由选择末端A、B、C都短路，即ABC=000，这样，选通地下通道一直是IN0。将EOC通过非门相连到AT89C51的INT0脚，可通过查找方式来检测切换否已完成。

由于ADC0809的典型工作频率640kHz不过于更容易获得，所以一般来说用于相似频率且更容易取得的信号展开替代。

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