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本文研究的多路数据采集系统是以单片机AT89C51为核心，采用模块化设计的理念分别对每个模块进行设计，最后汇总到整个系统中。最终实现对采集到的数据进行处理和存储。
2 系统方案设计
2.1 数据采集系统的简介
数据采集指的是将位移、流速、声音、温度等模拟量采集经处理后转换为数字量，再由计算机进行存储、处理、显示或输出的过程[2]。用于数据采集的成套设备称为数据采集系统。
数据采集系统，具体地说，就是将采集传感器输出的模拟信号并转换成计算机能识别的数字信号，然后送入计算机进行相应的计算和处理，得出所需的数据。与此同时，将计算机得到的数据进行显示或打印，来实现监视某些物理量，还有一部分数据会被计算机控制系统在生产过程中用来控制某些物理量[3]。
数据采集是计算机与外部世界联系的桥梁，是获取信息的重要途径，数据采集系统性能的好坏决定了数据采集系统在实际应用中的范围，其精度和速度主要的考量依据。通常，在保证有精度的前提下，应尽可能地提高采样的速度，来提高数据采集系统的总体性能，满足实时采集、实时处理和实时控制高标准的要求。
起初，数据采集系统通常是采用微机进行控制的。在工业领域，微机通常与原有的设备相结合，构成新型的测控系统，使其具有数字化、智能化等优点，从而使得原有设备的性能大大的提高。微机的加入虽然能在很大的程度上提高和优化原有设备的性能，但微机本身的缺点却很难克服，如设备复杂、成本高等，这使得微机在控制数据采集系统中也面临着很大困难，相应的也很难得到大面积的推广，制约了微机在数据采集这方面的应用。随着计算机的快速发展，单片机成了计算机、电子技术的新兴领域，且正向着高性能、低功耗、低成本等方向发展，应用领域在不断地扩大，各种新型号、采用新技术的单片机不断地涌现，使其具有更高的性能价格比。目前，以微机为核心的可编程数据采集与处理采集技术尽管得到了迅速的发展，即将一块数据采集卡插在微机的扩展槽内并辅以应用软件实现数据采集的功能，但这并没有影响以单片机为核心的数据采集系统的研究。数据采集板卡成本和功能的限制，使得单片机具多功能、高效率、高性能、低电压、低功耗、低价格等优点尤为突出，而单片机又具有精度较高、转换速度快、能够对多点同时进行采集，因此能够开发出能满足实际应用要求的、电路结构简单的、可靠性高的数据采集系统。这就使得以单片机为核心的多路数据采集系统在许多领域得到了广泛的应用。
2.2 设计方案
本系统的总体设计是以单片机为核心器件，利用单片机控制模数转换器来将模拟信号转换为数字信号，并将转换得到的数据反馈给单片机进行数据采集，并通过单片机进行数据存储和控制LED数码管显示所采集的电压[4]。从此可以看出本设计的重点在于模数转换器与数模转换器与单片机的连接，设计的总体结构如图1：
各部分模块的作用如下:
(1)传感器：将被测物理量转换为电压量。
(2)仪表放大器：对微弱的电压信号进行放大，以便与A/D转换器连接,保证A/D转换精度。
(3)采样保持：保证A/D转换器具有稳定的输入模拟电压。
(4)A/D转换器：将电压的模拟量转换成数字量。
(5)单片机：整个系统的核心元件。
(6)RAM存储器：对单片机中的数据进行保存。
(7)LED显示器：设计中采用4位LED完成数据的显示功能。