摘 要

随着计算机技术飞速发展，信号采集与处理的技术在现代生活中扮演者越来越重要的角色。现在这项技术在军事，科研，工农业生产等领域都有很好的运用。而本设计着重于多路信号采集系统在日常生活中的运用，同多路信号采集技术实现智能家居系统，立足于生活是本设计更具现实意义。

本设计主要通过开关，温度传感器，光电传感器等将非电信号转化为电信号，进一步控制各家庭电器的开关，同时通过单片机控制实现对执行电器的运行状态的显示。

全文介绍了本设计对于各模块的具体设计，包括信号采集模块，控制模块，显示模块等。通过阐述硬件结构结合软件设计，进一步说明本设计原理。

关键词：AT89C52单片机，lm339芯片，信号采集，自动控制，状态显示

Abstract

With the great development of computer technology, signal acquisition and processing technology is playing a more and more important role in modern life.Now the technology is applied in military, scientific research, industrial and agricultural production and other fields.This design mainly focuses on multi-channel signal acquisition system which is commonly used in everyday life. In this design,I use multi-channel signal acquisition technology to achieve intelligent household system.This design which is based on everyday life gets more practical significance.

This design which is mainly based on switches, temperature sensor, photoelectric sensor convert the electrical signals into electrical signals, and then it can control the switch of various household appliances, at the same time it shows the status of those electric appliances by single chip microcomputer’s control.
The whole text introduces the design for each module such as signal acquisition module, control module, display module, etc.By explaining the hardware structure with software design, I further explain elementary principles.

Key words: AT89C52, lm339 chip, signal acquisition, automatic control, status display

目 录

摘要 I

Abstract II

第1章 绪论 1

1.1 课题背景及意义 1

1.2 国内外研究现状 1

1.3 本设计技术路线 2

1.4 本设计应用领域 2

第2章 系统总体方案设计 3

2.1 系统总体概述 3

2.2 系统功能概述 4

第3章 系统硬件模块设计 6

3.1 采集模块设计 6

3.1.1 温度信号采集模块的设计 7

3.1.2 光强信号采集模块的设计 8

3.1.3 防盗信号采集模块 9

3.2 控制模块设计 10

3.3 显示模块设计 11

3.3.1 AT89c52单片机控制电路设计 11

3.3.2 数码管显示电路设计 12

第4章 系统软件模块设计 13

4.1 显示模块控制流程设计 13

4.2 程序说明 14

4.2.1 初始化程序 14

4.2.2 判断输入程序KEY 14

4.2.3 DISPLAY显示程序 15

4.2.4 延时程序 16

第5章 仿真与调试 17

5.1 仿真软件proteus 17

5.2 仿真结果 18

5.2.1 温度信号采集模块仿真结果 18

5.2.2 光信号采集模块仿真结果 19

5.3.3 防盗信号采集模块的仿真结果 21

第6章 设计总结 22

参考文献 23

附录 24

附录A:程序 24

感谢 27

绪论

1.1课题背景及意义

我们现代人类所处的时代是一个信息时代,各种信息互相交错着，人们所获得的信息也越来越趋于多样化。在这样的背景下，我有理由相信，本课题所研究的多路信号采集系统将于这个时代大放异彩，因为先进的信息获取技术会让我们处于技术的制高点，把握发展的主动权。就我所知，多路信号采集系统的技术正被广泛用于各个领域，而本次设计主要涉及的是在智能家居上的运用，着眼于生活使本次设计更具现实意义，更有普及的价值。

本设计建立了合适的信号采集系统模型，通过单片机实现数码管显示功能，并模拟了采集信号后对对应的电器运行的控制，并采用合理的硬件和软件，以研究好系统的各个模块，获取相应的设计经验，并巩固好模电，数电，单片机等专业知识，全面提高解决问题的能力，为以后的工作学习奠定良好的基础。

1.2 国内外研究现状

随着现代社会科学技术的飞速发展，我们人类的生活水平在逐渐提升，人们对生活的要求也在不断地提高，在此背景下,各种新兴技术层出不穷,而对多路信号的采集技术便是其中较为耀眼的一员。这些年来信号采集及其应用受到了越来越多人的注视，导致了多路信号采集技术有了如今的大幅度突破，而它可以广泛的应用于各领域。多路信号采集系统最早出现在上个世纪的中段时期，1956年美国率先探索了用在军事上的信号采集系统，目的是在采集中不根据相关的专业数据，由非专业的职员来控制，同时采集的任务是通过采集装置自动控制运行的。因为这样的信号采集系统兼具高效性和相当大的灵活度，能实现很多传统方法不可以做到的信号采集等任务，所以它获得了最开始的肯定。上个世纪60年代，国内外就有完整的成型的信号采集设备。19世纪70年代，伴着微型机技术的提升，出现了采集装置、表盘同计算机溶为一体的信号采集装置。正是因为这样的信号采集系统的功能突出，领先了传统的自动化仪表和特制的信号采集装置，所以就是这点让他得到了了大力推进。从1970那几年起，信号采集系统在发展途中逐渐分成了两类，一类是实验室的信号采集系统，一类是工业相关信号的采集系统。而此之后伴着计算机的推广和普及，多路信号采集系统得到了大幅度的加强，涌现了通用的信号采集与自动化的测量系统。在这个时段的信号采集系统分成了两种，一是以仪表仪器和采集器、公用的接口到总体的线路和计算机拼接而成。这种大多情况出现在实验室， 当然在工业中也有一定的出场机会。那么二则是以信号收集的卡、普遍规定的总线和微机构成， 这种在应用生产中出场机会较多。1980-1990后期时代，信号采集又翻天覆地了一番，工用计算机、单片机和广泛的集成电路的交融，用软件规范到具体，使所耗经费较少，，体积更小，先关性能提升许多许多，信号采集及处理的实力大幅度提升。21世纪前十年至今，技术领先的地方，信号采集系统已运用到了于航空电子装置、工农业、士兵训练等领域。现在信息时代，信号采集技术早华为了特定的技术，在工业领域推广效果甚佳。该情况的信号采集系统使用的是一块块的构成，应对不同的运用状况，调整模块，并修改具体的程序，就可改变或是拉大系统，很快形成一个新的系统。而现如今多路信号采集模块的发展更趋于多元化，越来越多的领域正大力发展这门信息时代不可或缺的技术。中国国内对与该技术虽然发展起源较晚，但近几年增速也是令人惊讶的大。虽然我们和技术发达的国家比还是差不少，但相信在如此迅猛的增速下，这种技术定会在中国生根发芽，枝繁叶茂。

1.3 本设计技术路线

根据设计要求：查阅文献，分析题目，完成开题报告；阅读文献，完成英文文献翻译；完成系统总体框架设计与模块功能拟定；系统信号采集模块设计；主控制环节设计；显示模块设计。我完成了外部信号采集模块的设计、控制环节设计以及由单片机控制的显示模块设计，模拟了一个智能家居系统。此系统一路通过采集温度信号来控制空调的开关，一路通过采集室外光照的强弱来控制室内日光灯的开关，还有一路采集门窗的开关信号来控制报警器的开关，以达成防盗的功能。

1.4 本设计应用领域

多路信号采集技术应用范围宽泛,在军事,工业,医学等领域均有一定的应用.而本设计着眼于日常生活,将其运用于智能家居中,多路信号采集的技术的运用会使未来人类的生活更加便捷,而各电器的运行也趋于自动化.

系统总体方案设计

2.1系统总体概述

在设计之初我想到的是采集多路的电压信号并显示其数值以实现多路信号的采集与显示。这个方案先对模拟电压信号的数值采集，然后显示电路由A/D。。转换、数据处理及显示控制等组成。A/D转换这部分由ADC0808实现，0808拥有8路的可输入高低电平的引脚，地址线（23-25脚）可决定对具体哪一个的A/D转换，22这里是实现的是地址锁存控制的功用，当你的输入为1时，他就会锁存相应的信号。引脚，实现的是检测和自动化，当一个2μS宽高电平脉冲进入这个地方时， A/D转换随之而至。引脚7这里实现的是充当转换结束旗帜，当想对应工作结束时，7脚就发出1。9脚实现的是A/D的转换允许的实施与否，当OE脚为1时，相应的数据信号会输出去。单片机的P0、P2控制四位数码管显示具体数值，其中p2控制选通，p0输出显示数值对应的编码，P1端口作A/D转换数据放进去的作用，P3端口用作ADC0808的A/D转换控制。AT89c52实现全盘的控制处理，从P2，P3的输入读取电信号，经过P0及P2输送对应数据给LED显示。

该方案简单具有价格低廉，程序简明，运算高效等优势。但老师指出了这个方案的不足：实际应用意义较小。确实，单纯的电信号采集在实际应用中受限较多，很难达到一个具体目标的实现。于是根据老师建议，我初步把设计往智能家居方向展开。然后初始想法是采集温度，光强，湿度三路信号来分别控制空调，室内日光灯，加湿器的运行。但查阅资料后发现湿敏电阻的阻值受温度，湿度两因素影响，且仿真软件proteus中无单独的湿敏电阻，故舍弃湿度采集的一路。决定再添加一路防盗信息的采集以实现报警防盗。首先列出如下图2.1框图，为全局设计制定大方向，并为后续细化设计铺垫了坚实基础.。