基于PIC单片机的工业数据采集卡的研究与设计

liuguanJun

摘要:介绍了一种基于PIC单片机的工业数据采集卡的设计方案,论述了系统结构、工作原理，
着重阐述了硬件电路、软件流程与实现方法。该数据采集卡在SF。微水检测中得到应用，实验证
* f$ d7 |5 O2 Z明，该数据采集卡可靠性高、成本低、使用方便。
' E, a1 u$ F) z# d; P关键词: PIC单片机;A/D转换;数据采集卡;
0引言
2 X: L' Y* G8 e  Z- a随着工业生产效率和产品质量的不断提高，工
业现场中有大量的指标需要监测，如温度、压力、湿
$ i. x! [5 L/ f: q度、流量等，这些都要用到数据采集系统。目前,大
7 |5 L" R" O3 y( C多数数据采集系统使用固定传感器对某-指标进行
检测，通用性不强，当同-指标的采集传感器的量程
范围改变后就不能再使用。该文设计了一种基于
) @$ W) l1 S9 ~$ e( YPIC18F252单片机的通用型数据采集卡,该数据采
7 O! B. k! r7 i. U/ A6 T集-卡在满足精度要求的条件下，可以根据采集传感
, |3 b/ l7 i8 k+ b& R& t器的量程范围的不同来设定,得到需要的数据。该
工业数据采集卡具有成本低、通用性强等特点，可以
对不同应用环境的数据进行采集。
6 z" `0 x- ^2 ]系统结构及工作原理.
  Z0 A: X, g1 Q2 I9 O3 e9 K0 W% z数据采集卡是将工业现场中的温度、压力、流量
! K) J5 o& s5 ]% k# r
与湿度等模拟量采集转换为数字量,并将数据发送
到监控中心的一-种检测装置。基于PIC单片机的数
据采集卡系统结构如图1所示,主要由PIC单片机、
( d6 D' @& ^/ P  B4 D8 K. X- h5 ]7 e! F键盘、LCD显示、A/D转换与RS485通信模块构成。
" U% D$ g- O# e) Z' @图1系统结 构
该数据采集卡根据工业用传感器的量程不同，
# }9 i* t1 }# Y: @/ _可以通过键盘进行设定。设Ao为传感器量程的下
) b& V$ d; f+ W4 k/ Q8 p/ \限,Am为传感器量程的上限,A.为要得到的实际数
据,N。为传感器下限对应的数字量,N为传感器上
5 g* b! T' @$ Y限对应的数字量,N,为测量所得数字量，它们之间
& _, q% F* R6 Q: Z2 a的关系为
, s( K. ?4 [; Y6 P' j即通过键盘输人Ao与Am的值,并将键盘输人
3 r* K+ ~: u, o5 ?1 \1 F; c
# J9 m7 q; D# }: U" q7 N的数据存储于PIC单片机内部的EPROM内。可
* L1 K. C+ I; b1 A4 r以根据转换精度要求,通过键盘选择使用外部高精
度A/D转换器，或者使用PIC单片机内部的A/D
转换，外部高精度A/D转换器采用20位的
AD7703,PIC单片机内部自带的A/D转换器是10
位的。最后将转换后的数字量在LCD显示器.上现
场显示数据,并根据监控中心的要求通过RS485通
信方式定时上报或实时上报数据。
; {* d) x9 g7 A7 P* M. X2数据 采集卡的硬件设计
& ?, q" j  H4 _! c数据采集卡的核心器件采用微芯公司的
PIC18F252型芯片,该芯片具有丰富的资源,PIC单
片机是系统硬件实现数字化处理的核心部分,它的
9 N# V4 e9 \0 B% s& ^5 S
4 n) V, r4 v- a4 \" r- w; \

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随着工业生产效率和产品质量的不断提高，工 业现场中有大量的指标需要监测，如温度、压力、湿 度、流量等，这些都要用到数据采集系统