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
明，该数据采集卡可靠性高、成本低、使用方便。
关键词: PIC单片机;A/D转换;数据采集卡;
0引言
" e% x+ q- H: j5 t: G+ q随着工业生产效率和产品质量的不断提高，工
8 q. n: N# @* L, S5 p; R业现场中有大量的指标需要监测，如温度、压力、湿
# `% H. \$ P0 L: M6 o度、流量等，这些都要用到数据采集系统。目前,大
多数数据采集系统使用固定传感器对某-指标进行
. `: s+ ?+ t8 b! b4 q9 S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
PIC18F252单片机的通用型数据采集卡,该数据采
集-卡在满足精度要求的条件下，可以根据采集传感
6 z1 F/ ]; G! |! g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
( P$ j5 Z+ y: P! ?2 t- A' \0 b对不同应用环境的数据进行采集。
系统结构及工作原理.
数据采集卡是将工业现场中的温度、压力、流量

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、
键盘、LCD显示、A/D转换与RS485通信模块构成。
图1系统结 构
' d8 [2 P* P! _  S4 \  ~2 v! s该数据采集卡根据工业用传感器的量程不同，
/ h1 A1 w8 h+ k( N! M  |可以通过键盘进行设定。设Ao为传感器量程的下
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
限对应的数字量,N,为测量所得数字量，它们之间
8 j$ ]9 ^/ z4 e2 P的关系为
即通过键盘输人Ao与Am的值,并将键盘输人

6 @5 @& u- z* |- a的数据存储于PIC单片机内部的EPROM内。可
以根据转换精度要求,通过键盘选择使用外部高精
2 n' h1 b: k9 \' ]; C5 ~# |2 T) q度A/D转换器，或者使用PIC单片机内部的A/D
9 N& ]! Y$ A( F* Q转换，外部高精度A/D转换器采用20位的
" E* y7 v! i" Z& m/ e* Q4 IAD7703,PIC单片机内部自带的A/D转换器是10
6 s" f0 A  v4 r- p' @5 G位的。最后将转换后的数字量在LCD显示器.上现
+ w# Q3 w) B& N" e/ K" q$ ?场显示数据,并根据监控中心的要求通过RS485通
1 f/ l0 `9 T% k6 N4 U" ?% m信方式定时上报或实时上报数据。
, u6 o2 M* ]2 m, n3 v' r" \6 O. v2数据 采集卡的硬件设计
; d/ I: t' g% Y' `* U* n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


& c4 N6 w: x; |4 f) ~4 L6 H8 C
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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