李 宁，宋俊杰，黄元峰，雷元林

（1.武汉工程大学 电气信息学院 湖北 武汉 430205；2.汉江丹江口铝业有限公司 湖北 丹江口 442700）

随着微处理器的发展及其在各领域的广泛应用，人们对电子测量技术和电子仪器系统提出越来越高的要求，对测试速度和精确度的要求也与日俱增。测试系统主要包括对实时数据的高速采集、现场显示和分析处理3部分，其中最重要的一环就是实时数据高速采集，因为它关系到能否真实反映被测对象的状态和性能。根据实际项目需要，文中基于80C51F040单片机的SPI总线和AD7891芯片，设计实现了多路数据的高速采集。文中给出了系统的主要硬件电路和对时序控制的软件编程。

1 系统的硬件实现

本数据采集系统功能是能对多路电压和电流进行高速采集和分析处理，其要求精度高，线性度好，采集电压要求以1 mV为单位，模拟信号输入范围为-10～+10 V。系统处理芯片采用Silicon Laboratories公司出品的C8051F040单片机是完全集成的混合信号系统级芯片（SOC），具有与MCS-51完全兼容的指令内核，该系列单片机采用流水线处理（pipe line）技术不再区分时钟周期和机器周期，能在执行指令期间预处理下一条指令，提高指令执行效率。而且大部分C8051F040单片机具备控制系统所需要的模拟和数字外设，包括看门狗、ADC、DAC、电压比较器、电压基准输出、定时器、PWM、定时器捕捉和方波输出等，并具备多种总线接口，包括UART、SPI、SMBUS（与 IC 兼容）总线以及 CAN 总线。 C8051F系类单片机采用Flash ROM技术，集成JTAG，支持在线编程。C8051F系列单片机诸多特点和优越性，使其广受单片机系统设计工程师青昧，成为很多测控系统设计的首选机型[1]。……