1 绪论

1.1  课题研究的意义

在日常生活学习、科学实验研究和生产制造中，人们经常需要获取目标对象的各种信息，数据采集系统便满足了人们的这种需求。数据采集系统能够通过不同的传感器获取温度、压力、流量、速度、位移等各种物理量，并将这种模拟信号转换成计算机能够识别、处理的数字信号，经过对数据的分析、处理之后能够自动生成报表、显示信号波形和输出打印等。数据采集在现代社会中的作用变得越来越重要 [1]。论文网

将各种模拟信号通过模数转换转换为数字信号，然后由单片机进行相应的处理，不仅可以提高系统性能，还能充分利用数字信号的各种处理算法来提高系统的可靠性和灵活性。

1.2  国内外研究现状

1.3  本文研究的内容

数据采集系统是一种应用很广泛的模拟量测量设备，它的基本任务是把模拟量转换成数字信号，并送入单片机或相应的信号处理系统，根据不同的需要进行相应的计算与处理。它将模拟量采集、转换成数字量后，再经过CPU处理得出所需的数据。同时还利用单片机将得到的数据进行储存、显示或打印，以实现对某些物理量的监测。本文介绍的是一种基于MSP430F5438单片机为核心,采用AD7934-6 12位串行A/ D 转换器构成的采样系统。被测电压经AD7934-6转换后的数字信号送入MSP430F5438单片机，并在单片机的控制下存储至AT24C1024存储器。本系统通过异步方式进行串行通信，发送给上位机需要的数据。存储器与单片机的连接通过I2C实现，能读取、写入数据8位数据。

进行各分立模块的软件设计，然后通过系统联调，使整个系统能有序工作。

2  概述

2.1  单片机的简介

单片机是所谓的单片微型计算机（Single Chip Microcomputer）的简称。其核心是微处理器。与一般微型计算机不同的是，它将中央处理器、I/O口、定时器、存储器以及总线集成到一个集成电路芯片上，有的单片机还集成了数模、模数转换电路等。由于其在设计上主要突出了控制功能，因此，单片机也可以称作微控制器（Microcontroller），简写为MCU[4]。

单片机按字长分类，可分为8位，16位等。单片机按用途分类，可分为专用型和通用型，本系统使用的MSP430F5438单片机是通用型16位单片机。

2.2  MSP430系列单片机的特点

单片机在现代社会、工业中的使用非常广泛，正是因为它相对其他计算机，具有一些独特的性能。本系统使用的MSP430F5438单片机是TI公司的MSP430系列中一款具体的单片机，其产品具有以下特点：

1).低电压、超低功耗

在1.8～3.6V的低电压、1MHz的时钟条件下运行时，耗电电流非常低，仅在0.1～400μA之间；活动模式耗电为250μA/MIPS（MIPS：每秒百万条指令数）；五种省电模式，6μs内从待机模式唤醒。所以，一枚电池也能使用很久。

2).处理能力强大

采用16位RISC结构，一个时钟周期可以执行一条指令。具有许多先进的在DSP中才使用的体系结构。

3).片内外设丰富

具有以下功能模块：看门狗（WDT）、定时器A（Timer_A） 、定时器B（Timer_B）

串口、硬件乘法器、I2C总线等[5],[6],[7]。

2.3  MSP430单片机的应用

1). 工业控制：控制系统、控制器；

2)．智能化的仪器仪表:温度、湿度、流量等各类仪器仪表；

3). 日常生活中的电器产品：家用电器、高级电子玩具、电子产品；

4). 计算机外设和通讯设备：微型打印机、图形终端、调制解调器、各种智能通信设备[4]。