[论文解读] Design of PIC12F675 Microcontroller Based Data Acquisition System for Slowly Varying Signals

Nungleppam Monoranjan Singh, Kamal Sarma|arXiv (Cornell University)|Jul 9, 2012

Sensor Technology and Measurement Systems参考文献 1被引用 5

一句话总结

本文提出了一种基于PIC12F675微控制器的低成本、10位分辨率数据采集系统（DAS），具备四个模拟输入通道，专为监测缓慢变化的信号而设计。该系统通过串行端口与PC连接，固件使用Oshonsoft PIC IDE以Basic语言编写，并配备一个Visual Basic 6应用程序，用于实时波形显示及数据磁盘记录。

ABSTRACT

The present paper describes the design of a cost effective, better resolution data acquisition system (DAS) which is compatible to most of the PC and laptops. A low cost DAS has been designed using PIC12F675 having 4-channel analog input with 10-bit resolution for the monitoring of slowly varying signals. The DAS so designed is interfaced to the serial port of the PC. Firmware is written in Basic using Oshonsoft PIC IDE and burn to the microcontroller by using PICkit2 programmer. An application program is also developed using Visual Basic 6 which allows to display the waveform of the signal(s) and simultaneously the data also can be saved into the hard disk of the computer for future use and analysis.

研究动机与目标

• 开发一种适合与标准PC和笔记本电脑集成的经济型数据采集系统。
• 利用经济实惠的微控制器硬件，实现对缓慢变化模拟信号的高分辨率监测。
• 提供一种与计算资源有限的系统（尤其是旧款或低配设备）兼容的解决方案。
• 实现对实时数据可视化和长期存储，以供后续分析。
• 展示一种使用广泛可得元器件和开源工具的实际、易获取的DAS实现方案。

提出的方法

• 使用具备4通道10位模数转换功能的PIC12F675微控制器进行信号采样。
• 采用串行通信接口（RS-232）将微控制器连接至PC的串行端口。
• 使用Oshonsoft PIC IDE以Basic语言编写微控制器的固件。
• 使用PICkit2编程器将固件上传至微控制器。
• 使用Visual Basic 6开发自定义应用程序，用于接收串行数据、实时显示波形并保存数据至磁盘。
• 集成模拟信号调理电路，以确保信号稳定性并兼容微控制器的输入电压范围。

实验结果

研究问题

• RQ1 如何利用现成的微控制器硬件设计出一种低成本、高分辨率的数据采集系统？
• RQ2 基于微控制器的DAS与标准PC串行端口进行数据传输的可行性如何？
• RQ3 能否通过嵌入式系统与桌面软件有效实现实时信号可视化和持久化数据记录？
• RQ4 在实际应用中，10位ADC在监测缓慢变化信号时的性能特征是什么？
• RQ5 Oshonsoft IDE与Visual Basic 6的集成如何提升系统的开发速度和易用性？

主要发现

• 该系统成功利用PIC12F675微控制器实现了10位分辨率的模拟信号采集。
• 该DAS完全兼容标准PC串行端口，可实现向个人电脑的数据传输。
• 通过自定义的Visual Basic 6应用程序实现了实时波形可视化，支持对输入信号的实时监控。
• 采集系统获取的数据可可靠地保存至硬盘，以供后续分析和归档。
• 采用低成本元器件和开源开发工具显著降低了系统成本，提高了可及性。
• 该系统在监测缓慢变化信号方面表现出良好性能，适用于实验室和教育应用。