16路压力数据采集系统设计

董大兴 高 磊

1.南京航空航天大学院物理系，南京市江宁区 211100；2.宿迁学院

16路压力数据采集系统设计

董大兴1高 磊2

1.南京航空航天大学院物理系，南京市江宁区 211100；2.宿迁学院

针对硅压阻传感器研制过程中的数据采集要求，本文介绍一款基于8位单片机ATMEGA162为主控芯片，ADG406为通道切换器设计的具有同时监测采集16路压力数据的数据采集仪。介绍了ADG406的主要性能和接口电路，介绍了以ATMEGA162为主控芯片的系统设计及其主要C语言编程方法。

ATMEGA162；ADG406；数据采集

引言

在硅压阻压力传感器研制过程中需要对硅压阻传感器进行温度补偿，因此需要在不同温度下记录硅压阻传感器在不同压力下的数据，面对生产，不可能对硅压阻 传感器进行人工逐个记录数据，因此为了提高效率和节约人工成本，设计了一套符合生产要求的16路数据采集仪。在使用的过程中只要设定好温度和压力，把传感器数据接口连到采集仪，然后通过上位机软件就可以又快又方便的自动记录数据。

1 系统概要

如图1所示为16路数据采集系统的结构图。

图1 16路数据采集系统的结构图

数据采集单元采用ATMEGA162作为数据采集的核心，对上通过RS232与上位机通信，通过对数据进行编码，使上位机能正确解码出对应传感器数据。由于传感器数据输出为RS232接口，因此对下ATMEGA162通过RS232和传感器通讯，通过模拟开关ADG406选择通信通道，轮询采集传感器数据。整个系统结构简单，可靠性搞，采集速度快。

1.1 模拟开关ADG406

ADG406采用增强型LC2MOS工艺设计，具有低功耗、高开关速度和低导通电阻特性，因而适合高速数据采集系统和音频信号开关应用。图2是的ADG406型16路模拟开关的框图。ADG406具有16通道模拟开关，EN为芯片的启动信号，当EN=1时，4根地址线A3 A2 A1 A0上的地址编码，经译码器产生相应通道的选择信号，驱动相应开关接通。这样可以从16路模拟输入信号线S1～S16中的任一输入与输出端接通。例如当A3 A2 A1 A0=0000时，接通S1，当A3 A2 A1 A0=0001时，接通S1，以此类推，当A3 A2 A1 A0=1111时，接通S16。

图2 ADG406型16路模拟开关的框图

1.2 ADG406接口设计

在数据采集过程中，由于单个传感器只往外发送数据，不接受数据，而主控处理器ATMEGA162只接收传感器数据，不往传感器发送数据，因此根据ADG406通道选择特性，把ATMEGA162的P0口的pin0～pin3分别接到ADG406的A0～A3，通过改变P0口的输出就可以选择不同的通信通道，设计成16路数据采集采集习哦他能够，数据传输接口设计如图3所示。

1.3 ATMEGA162与PC通信接口设计

由于传感器的RS232输出是TTL电平，因此可以直接和ATMEGA162的串口直接连接，而PC的串口不支持直接接入TTL电平，因此在ATMEAGE128到PC的RS232输出信号上需要加上专门的电平转换芯片，我们采用常用的ADM101，具体接口电路如图4所示。

图4 ATMEGA162与PC通信接口设计

2 主要程序模块

该系统的程序主要包含两部分，一部分是ATMEAGA62与传感器的通信，一部分ATMEGA162与PC的通信。因为ATMEGA162具备两个RS232通讯接口，因此能够满足我们系统的要求。

对于串口的设置我们统一设置为串行通信波特率:9600bps,发送接收方式:1位起始位, 8 位数据位, 奇校验, 1 位停止位。

设置函数代码如下所示：

图3 ATMEGA162与ADG406接口设计

由于对于16路数据的采集是采取轮询方式，因此为了避免某个传感器出现故障无数据输出而造成程序等死的情况，我们设计的时候，在其中就加入的时间控制，每个端口在每次轮询过程中分配的时间最长为2S，如果2S以内未采集到数据则转到下一个端口采集下一个传感器数据。关键部分代码如下，定时器初始化函数：

同时在采集单独每路的数据时对数据进行预先设置的规则校验，保证数据采集的准确性。当采集完最后一路数据后，对16路数据进行整体编码打包，一起传输到上位机显示保存。具体代码如下：

3 结语

1）在该数据采集系统中采用了ATMEGA162作为主控芯片，该芯片资源丰富，开发快速简单，在嵌入式应用中有广泛的前景。

2）ADG406作为一款多路模拟器件，很好的解决了多数数据采集的通道切换问题。

3）基于ATMEGA162和ADG406开发的数据采集系统在南京航乐电子有限公司实际生产使用过程中稳定可靠，提高了生产效率，节约了人工成本。

[1]姜虎强等.基于ATmega128的无线数据采集系统[J].单片机开发与应用，2007(09)：129-131

[2]汪炼等.基于AVR 单片机的串口通信[J].中国测试技术，2003(2)：51-53

[3]吴昊天等.基于MSComm控件的PC与AVR串口通信实现[J].计算机与数字工程，2010(4)：176-180

Study on Pressure data acquisition system With 16 channels

Dong Daxing1，Gao Lei2
1.29 ShengTai Road，JiangNing，NanJing，Science College of Nanjing Nanjing University of Aeronautics and Astronautics；2.Suqian College

According to the data acquisition of silicon piezoresistive sensor requirements，this paper introduces an instrument based on ATMEGA162 as the main control chip and based on ADG406 as the channels switch，the instrument can collect 16 channels pressure data at the same time. This paper introduces the main performance and interface circuit of ADG406，outlines the design and the main code in C programming language based on the ATMGA162.

ATMEGA162；ADG406；Data Acquisition

TP274.2

10.3969/j.issn.1001-8972.2013.07.033

董大兴.研究方向：嵌入式应用及系统开发。