基于pc、mcu和fpga的远程数据采集系统设计1

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1、中国矿业大学徐海学院专业技能考核培训设计报告姓名：学号：专业：　电子科学与技术　设计题目：远程数据采集系统设计专题：基于CPLD/FPGA的电压数据采集指导教师：设计地点：嘉园实验楼时间：201305062013年5月CPLD课程设计任务书专业年级学号学生姓名任务下达日期：2013年5月6日设计日期：2013年5月6日至2013年5月20日设计题目：基于PC、MCU和CPLD/FPGA的远程数据采集系统设计设计专题题目：基于CPLD/FPGA的电压数据采集设计主要内容和要求：利用上位计算机、单片机

2、、可编程逻辑器件和ADC器件构成一个远程数据采集系统，系统具备远程/就地两种控制模式，具有8通道循环采集和指定通道采集两种数据采集方式。具体要求如下：1.CPLD/FPGA硬件电路和AHDL控制软件设计电路具备控制ADC0809的采集功能，具备6位数码管动态扫描功能，具备8位按键输入功能，具备和单片机信号交换功能。2.单片机硬件电路和监控软件设计电路具备和CPLD/FPGA交换信息，以及和上位机算计进行RS232的通讯功能，能将上位机发出的控制指令下达到CPLD/FPGA中，并将采集的数据传送到上

3、位计算机中。3.单片机程序要求用C51编制。上位机算计软件设计利用VB或VC程序编制上位计算机控制程序，实现远程数据采集功能并实时显示采集的数据和通道号。指导教师签字：摘要随着科学技术的迅猛发展，新技术革命将把人类由工业化社会推进到信息化社会为主要内容的数据采集测试技术，已形成了一门专门的技术科学。数据采集系统是计算机、智能仪器与外界物理世界联系的桥梁，是获取信息的重要途径。数据采集技术是信息科学的重要分支，它不仅应用在智能仪器中，而且在现代工业生产、国防军事及科学研究等方面都得到了广泛应用，无论

4、是过程控制、状态检测，还是故障诊断、质量检测，都离不开数据采集系统。本文介绍一种基于EP1K30TC144-3的CPLD/FPGA和89S52单片机的一种电压测量电路，基本内容包括单片机最小系统、AD转换电路、键盘和LED显示电路，以及设计系统涉及的其他电路。系统硬件电路由标准电路和自制电路两部分组成。标准电路包括单片机最小系统、6个LED数码管电路和键盘电路以及CPLD/FPGA系统，这部分电路已制成电路板，自制电路自行设计焊接，包含标准电路不具备的其他电路。系统软件根据设计任务自行设计独立编制

5、并进行调试，最终实现利用上位机远程控制系统进行数据采集功能并实时显示采集的数据和通道号。关键词：89S52单片机、EP1K30TC144-3芯片、CPLD/FPGA、上位机、电压采集、AD转换电路目录1绪论11.1课程简介11.1.1课程设计的性质、目的和任务11.2系统设计思路11.3方案论证及比较21.3.1单片机控制方案的选用21.3.2FPGA控制方案的选用21.4系统设计原理框图32硬件电路设计42.1单片机电路42.1.1单片机电路板42.1.2单片机最小系统52.1.3显示译码电路5

6、2.2A/D转换72.2.1ADC0809内部结构72.2.2ADC0809转换原理82.2.3AD转换电路92.2.4电路设计92.3硬件设计流程102.3.1硬件设计流程图102.3.2CPLD系统流程框图112.3.3详细管脚说明113软件设计133.1设计任务133.1.1基本任务133.1.2扩展任务133.2程序设计133.2.1软件设计流程133.2.2单片机设计流图143.2.3BCD码转换电路与显示电路设计程序:143.2.4八位二进制乘法器173.2.5用上位机和拨码开关控制8

7、路通道选择：183.2.6单片机与PC机通讯程序194系统调试214.1硬件部分214.2软件部分215总结23参考文献：24附录二ADC0809与单片机连接图26附录三元器件清单27附录四程序代码28徐海学院2010级单片机系统设计报告第33页1绪论1.1课程简介1.1.1课程设计的性质、目的和任务《单片机系统设计》是在学习《单片机原理及应用》、《CPLD》等相关理论课程之后，所设置的重要的综合性实践教学环节。此次技能考核的目的是通过课题的设计、安装和调试，使我们全面了解掌握电子技术应用设计的基

8、本技能，巩固已学的理论知识并综合应用，进行电子系统的设计，从而培养工程实践能力、创新能力，培养严肃认真的工作作风和科学态度，具备简单科技论文、技术综述报告的写作能力等。通过查阅资料、选定方案、设计电路、安装调试、写技术报告等过程，得到一次科学研究工作的启蒙训练，也为以后利用单片机开发电子产品奠定坚实的基础。在对远程数据采集装置进行设计时，其设计分为硬件设计与软件设计两部分，具体的设计流程如图:图1-1设计流程图1.2系统设计思路本次实验要求设计基于单片机的电压数据采集装置，课程设计