基于AT89S52多路数据采集系统的设计

摘要：针对采集精度低、主控芯片资源占用大，采集速度慢等问题设计了一种多路数据采集系统。系统采用AT89S52单片机为核心，四路24位A／D负责数据采集任务。系统可根据不同的需要对这些数字量进行相应的计算和处理，得到所需的数据，并将这些计算结果反馈给用户或被控系统，达到监测和控制的目的。实验结果表明：系统具有硬件电路简单、采集精度较高、实时显示等优点。
关键词：数据采集系统；AT89S52单片机；CS5532；A／D

0 引言
现代工业控制、自动检测技术中的数据采集与处理是将现场的电压、电流、压力、流量、温度、角度等模拟信号和一些开关量信号进行采集，转变成数字量，再根据不同的需要对这些数字量进行相应的计算和处理，得到所需的数据，然后将这些计算结果反馈给用户或被控系统，达到监测和控制的目的。完成这个功能的系统就是数据采集与处理系统。
数据采集的主要技术是采集速度和精度。采集速度主要与采样频率、A／D转换速度等因素有关，采集精度主要与A／D转换器的位数有关。本系统就是一种以单片机为控制器，对数据进行存取和发送并显示的数据采集系统。一个实时控制系统一般需要完成数据采集、模数转换、数据存取及发送等任务。CS5532进行模数转换，AT89S52控制A／D转换并将读取到的数据发送给工控机。这样，在高速的数据采集时，就避免了微机系统操作时速的限制，大大地提高了数据采集系统的效率。从而满足了控制系统的实时、高速控制要求。

1 多路采样系统的总体设计
多路数据采集对系统的软、硬件性能要求很高。本文使用高速串行接口A／D芯片(CS5532)与单片机组成数据采集系统。该系统以AT89S 52单片机和24位串行芯片A／D(CS5532)构成。数据采集的精度能达到24位、同时串行A／D与单片机之间采用SPI接口，可以同时驱动四路A／ D，信号增益可以达到32位，出口速率可以达到400字／秒，能形成多路高速数据采集系统。
本采集系统的硬件电路由主控部分(单片AT89S52)、模数部分(A／D芯片CS5532)、显示部分(八段数码管)3个部分组成。各部分之间相互协作，实现数据采集的功能。其硬件结构如图1所示。

2 多路采集系统的硬件设计
整个硬件系统是以单片机AT89S52作为主控芯片，控制整个电路的运行。为了能使单片机正常工作须在其外围加复位电路。即：采用稳定的硬件复位方式。本系统采用看门狗X5045作为复位电路的主要芯片用来控制复位的完成。采用X5045有以下优点：(1)上电可以自动发出复位信号。(2)当单片机的电压降到一定时X5045的复位引脚会给出一个复位信号使单片机复位。(3)当程序进入死循环时X5045会给出一个复位信号使单片机恢复正常。控制硬件电路原理图如图2所示。