畢業(yè)設(shè)計169基于8031單片機(jī)的多路數(shù)據(jù)采集系統(tǒng).PDF

天 津 職 業(yè) 技 術(shù) 師 范 學(xué) 院 學(xué) 報!#$%& ( )*&%!*% +,&)*%& )-,.%*,& )-&,.-$/0 ,-1-基 于!#$單 片 機(jī) 的 多 路 數(shù) 據(jù) 采 集 系 統(tǒng)王 煒2天 津 工 業(yè) 大 學(xué) ， 天 津 3445647文 章 編 號 ： 5448 9 :;582 ?AAB CA DEFDGFH IEJK K= ?GCFDC?L FH AKGJDKJG EM DELLDKCFB ANAKO EM OJLPKCPGEHA HK IAH EF 8435 ACFBLPD=C? ?GEDAAEGQ )RE ,S# G JAH CF K= ANAKOQ )= ANAKO CA ILKE HCA?EA HK FH HCA?LN CFMEGOKCEFT UNIEGHPCF?JK FH ANAKO LGO KDQ *F K=CA RNT HK FH CFPAKGJDKCEF G KGFAOCKKH K=GEJB= LEFB HCAKFDT FH V?GCOKA =W ?GEWH K=K K= ANAKO CA MACILQ-./ 01)2X YK DELLDKCFBZ ACFBLPD=C? ?GEDAAEGZ & Y VD=FBZ EJKLNCFB ILEDU3144.+(567 /(.8 19 8:4(5;)1*2 2*(* &*.216 !#$ 5674.;+GACKN EM *FHJAKGNT )CFCF 344564T ,=CF7摘 要 ： 闡 述 了 采 用 8435 單 片 機(jī) 實(shí) 現(xiàn) 遠(yuǎn) 程 多 路 數(shù) 據(jù) 采 集 和 監(jiān) 測 系 統(tǒng) 的 原 理 與 結(jié) 構(gòu) 組 成 。 該 系 統(tǒng) 采用 雙 ,S# 控 制 ， 遠(yuǎn) 端 ,S# 控 制 8 路 數(shù) 據(jù) 采 集 方 式 ， 本 地 ,S# 控 制 遠(yuǎn) 端 ,S#。 系 統(tǒng) 實(shí) 現(xiàn) 了 數(shù) 據(jù) 處 理 、數(shù) 據(jù) 顯 示 、 鍵 盤 輸 入 和 系 統(tǒng) 報 警 等 工 作 。 通 過 單 片 機(jī) 通 訊 的 方 式 實(shí) 現(xiàn) 數(shù) 據(jù) 與 控 制 指 令 的 遠(yuǎn) 距 離 傳輸 。 實(shí) 驗(yàn) 證 明 ， 系 統(tǒng) 是 可 行 的 。關(guān) 鍵 詞 ： 數(shù) 據(jù) 采 集 ； 單 片 機(jī) ； & Y 轉(zhuǎn) 換 ； 遠(yuǎn) 端 控 制中 圖 分 類 號 ： )S368 5 文 獻(xiàn) 標(biāo) 識 碼 ： 收 稿 日 期 ： = 相 連 ，+,! 讀 信 號 端 =% 經(jīng) 反 相 器 與 #%&,+,- 的 允 許 輸 出 端 /5 端 相 連 ， 完 成 輸 出 允 許 控 制 ， 讀 寫 控 制 均 由 +,!的 )* , 控 制 。對 # $ % 轉(zhuǎn) 換 結(jié) 果 的 讀 出 ， 采 用 查 詢 方 式 ， 即 每 次 通 過 寫 信 號 起 動 # $ % 轉(zhuǎn) 換 后 ， 立 刻 查 詢 狀 態(tài) 標(biāo) 志 ， 一 旦發(fā) 現(xiàn) 5/& 呈 高 電 平 ， 表 明 # $ % 轉(zhuǎn) 換 結(jié) 束 ， 系 統(tǒng) 將 數(shù) 據(jù) 讀 入 +,! 的 =#. 區(qū) 。)* ) 遠(yuǎn) 端 &( 與 本 地 &( 通 訊 模 塊在 本 系 統(tǒng) 中 采 用 雙 &( 進(jìn) 行 控 制 ， 即 在 遠(yuǎn) 端 和 本 地 各 用 一 片 &(。 采 用 雙 &( 方 式 ， 系 統(tǒng) 硬 件 結(jié) 構(gòu) 簡單 ， 便 于 智 能 控 制 和 系 統(tǒng) 功 能 的 擴(kuò) 充 。 遠(yuǎn) 端 即 數(shù) 據(jù) 采 集 點(diǎn) 的 單 片 機(jī) 可 在 當(dāng) 地 對 數(shù) 據(jù) 進(jìn) 行 預(yù) 處 理 ， 同 時 也 可 完成 數(shù) 據(jù) 采 集 系 統(tǒng) 的 自 檢 測 和 自 校 驗(yàn) ， 很 大 程 度 上 減 輕 了 本 地 控 制 機(jī) 的 負(fù) 擔(dān) 。 采 用 這 種 控 制 方 式 ， 數(shù) 據(jù) 傳 輸 可由 單 片 機(jī) 在 相 互 通 道 上 的 雙 機(jī) 通 信 完 成 ， 便 于 實(shí) 現(xiàn) 異 步 傳 輸 ， 同 時 ， 便 于 傳 輸 的 檢 錯 和 糾 錯 ， 提 高 系 統(tǒng) 的 靈 活性 和 可 靠 性 。遠(yuǎn) 端 &( 和 本 地 &( 之 間 的 數(shù) 據(jù) 通 訊 接 口 采 用 =0:+; 標(biāo) 準(zhǔn) 接 口 ， 因 為 它 的 通 訊 速 率 和 傳 輸 距 離 遠(yuǎn) 遠(yuǎn)大 于 =0)!) 標(biāo) 準(zhǔn) 接 口 。 =0:+; 與 +,! 單 片 機(jī) 的 接 口 電 路 如 圖 ) 所 示 。 在 圖 ) 中 采 用 了 光 電 隔 離 電 路 ， 實(shí) 現(xiàn)傳 輸 信 號 與 單 片 機(jī) 的 隔 離 ， 抑 制 干 擾 信 號 ， 從 而 保 證 其 正 常 工 作 。=0:+; 的 )、 ! 腳 短 接 ， 與 +,! 單 片 機(jī) 的 * , 口 相 連 ， 用 此 控 制 =0:+; 的 發(fā) 送 和 接 收 兩 種 狀 態(tài) 。 當(dāng) * ,口 設(shè) 置 為 “ ” 時 ， =0:+; 為 發(fā) 送 狀 態(tài) ， 發(fā) 送 信 息 經(jīng) : 腳 后 變 成 傳 送 的 信 號 送 到 傳 輸 線 。 當(dāng) * , 口 設(shè) 置 為 “ ,”時 ， =0:+; 為 接 收 狀 態(tài) ， 此 時 ， 傳 輸 線 上 的 信 號 經(jīng) =0:+; 轉(zhuǎn) 換 后 ， 由 接 收 端 的 腳 接 收 。 當(dāng) 不 進(jìn) 行 傳 輸 時 ， 控圖 系 統(tǒng) 結(jié) 構(gòu) 框 圖第 卷 第 期 王 煒 ： 基 于 +,! 單 片 機(jī) 的 多 路 數(shù) 據(jù) 采 集 系 統(tǒng) !天 津 職 業(yè) 技 術(shù) 師 范 學(xué) 院 學(xué) 報 #$% 年 ! 月制 端 &% $ 為 “ $” ， 處 于 接 收 狀 態(tài) 。當(dāng) 系 統(tǒng) 開 始 運(yùn) 行 后 ， 首 先 由 本 地 的 (&) 發(fā) 出 一 個選 通 某 路 * + , 轉(zhuǎn) 換 的 指 令 ， 并 等 待 接 收 從 遠(yuǎn) 端 (&)返 回 的 信 息 。 如 果 本 地 (&) 未 收 到 回 送 的 數(shù) 據(jù) 或 接 收到 的 數(shù) 據(jù) 錯 誤 ， 則 重 發(fā) 指 令 。 三 次 重 發(fā) 都 失 敗 ， 則 發(fā) 出報 警 信 號 ， 提 醒 用 戶 檢 查 線 路 故 障 。# ! 鍵 盤 控 制 與 數(shù) 據(jù) 顯 示 模 塊為 了 便 于 用 戶 操 作 ， 在 本 地 端 設(shè) 計 了 一 個 - ! 的鍵 盤 ， 其 中 包 括 $ ./ 的 0 路 通 道 選 擇 數(shù) 字 鍵 ， 以 及 一些 控 制 顯 示 方 式 、 顯 示 狀 態(tài) 等 功 能 鍵 ， 在 這 里 可 以 同 時選 擇 兩 路 或 多 路 通 道 進(jìn) 行 數(shù) 據(jù) 通 信 。顯 示 器 選 擇 位 / 段 12, 數(shù) 碼 管 完 成 數(shù) 據(jù) 的 顯示 ， 其 中 % 位 用 來 顯 示 通 道 號 ， ! 位 用 來 顯 示 電 壓 值 。鍵 盤 和 顯 示 器 的 控 制 采 用 可 編 程 鍵 盤 + 顯 示 器 接口 0#/3。 0#/3 能 對 顯 示 器 自 動 掃 描 ， 能 識 別 鍵 盤 上 閉 合 鍵 的 鍵 號 ， 它 獨(dú) 立 于 (&) 工 作 ， 可 以 大 大 提 高 (&)的 工 作 效 率 。 在 工 作 時 ， 通 過 定 時 查 詢 0#/3 的 狀 態(tài) 寄 存 器 實(shí) 現(xiàn) 對 用 戶 按 鍵 的 響 應(yīng) ， 并 根 據(jù) 鍵 盤 的 功 能 作 出 相應(yīng) 的 處 理 。0#/3 與 0$!% 單 片 機(jī) 的 連 接 分 別 為 ：4%50#/3 的 數(shù) 據(jù) 線 ,$ . ,/ 與 0$!% 的 *,$ . *,/ 相 連 。4#50#/3 的 讀 + 寫 信 號 6,、 76 由 0$!% 的 6,、 76 信 號 直 接 提 供 。4!50#/3 的 片 選 信 號 (8 由 0$!% 的 *%9 控 制 ， 當(dāng) *%9 : $ 時 ， 可 對 0#/3 進(jìn) 行 讀 寫 。450#/3 的 *$ 控 制 信 號 由 0$!% 的 地 址 信 號 提 供 。 當(dāng) *$ :% 時 ， 表 示 數(shù) 據(jù) 總 線 上 為 命 令 或 狀 態(tài) ； 當(dāng) *$ :$ 時 ， 表 示 數(shù) 據(jù) 總 線 上 為 數(shù) 據(jù) 。4950#/3 的 時 鐘 信 號 (1; 由 0$!% 的 地 址 鎖 存 信 號 *12 提 供 。4 % 本 地 (&) 程 序 設(shè) 計本 地 (&) 發(fā) 送 完 指 令 后 ， 立 即 轉(zhuǎn) 入 接 收 狀 態(tài) ， 等 待 從 遠(yuǎn) 端 (&) 回 送 兩 個 字 節(jié) 的 數(shù) 據(jù) ， 如 果 在 規(guī) 定 的 時間 內(nèi) 未 收 到 數(shù) 據(jù) ， 或 者 是 收 到 的 數(shù) 據(jù) 中 兩 個 字 節(jié) 不 一 致 ， 則 說 明 通 訊 線 路 有 錯 誤 ， 不 能 接 收 該 數(shù) 據(jù) ， 故 重 新 發(fā)送 一 次 指 令 ， 如 果 重 發(fā) 三 次 都 未 成 功 ， 則 發(fā) 出 出 錯 報 警 信 號 ， 提 醒 用 戶 檢 查 線 路 或 設(shè) 備 。 否 則 ， 本 地 (&) 對 收到 的 有 效 數(shù) 據(jù) 進(jìn) 行 處 理 ， 將 數(shù) 值 大 小 為 $ .#99 之 間 的 數(shù) 據(jù) 轉(zhuǎn) 換 為 $ . 9 ? 的 電 壓 值 ， 并 進(jìn) 行 顯 示 。 同 時 還 要掃 描 鍵 盤 ， 處 理 各 種 功 能 鍵 ， 完 成 用 戶 的 功 能 要 求 。 其 程 序 流 程 框 圖 如 圖 ! 所 示 。系 統(tǒng) 發(fā) 送 狀 態(tài) 和 接 收 狀 態(tài) 的 轉(zhuǎn) 換 是 利 用 0$!% 單 片 機(jī) 的 &% $ 口 來 實(shí) 現(xiàn) 。 在 每 次 需 要 發(fā) 送 指 令 或 數(shù) 據(jù)時 ， 就 將 &% $ 口 置 “ %” ， 發(fā) 送 完 畢 ， 立 即 將 &% $ 口 置 為 “ $” ， 準(zhǔn) 備 接 收 。圖 # 通 訊 接 口 電 路 !# $ 遠(yuǎn) 端 %& 程 序 設(shè) 計遠(yuǎn) 端 %& 在 收 到 指 令 后 ， 要 對 其 進(jìn) 行 有 效 性 分 析 ， 如 果 是 由 于 干 擾 造 成 的 錯 誤 指 令 ， 則 等 待 發(fā) 送 端 重 發(fā)的 指 令 ； 否 則 將 所 需 通 道 最 新 轉(zhuǎn) 換 完 的 兩 個 字 節(jié) 的 數(shù) 據(jù) 發(fā) 送 出 去 。為 了 保 證 數(shù) 據(jù) 采 集 的 實(shí) 時 性 ， 遠(yuǎn) 端 %& 在 未 收 到 指 令 時 ， 內(nèi) 部 輪 流 對 ( 路 模 擬 信 號 進(jìn) 行 采 集 和 變 換 ， 并存 入 緩 沖 存 儲 器 中 ， 這 樣 ， 在 收 到 指 令 后 ， 可 以 以 最 快 的 速 度 將 最 新 的 轉(zhuǎn) 換 結(jié) 果 回 送 給 本 地 %&。 其 程 序 流程 框 圖 在 此 省 略 。) 測 試 結(jié) 果對 系 統(tǒng) 進(jìn) 行 實(shí) 際 測 試 ， 在 測 試 數(shù) 據(jù) 輸 入 端 加 入 * + , 的 模 擬 電 壓 ， 系 統(tǒng) 經(jīng) 過 -.% *(*/ 轉(zhuǎn) 換 后 ， 將 其 轉(zhuǎn)換 為 * + $ 的 數(shù) 字 信 號 ， 通 過 數(shù) 據(jù) 傳 輸 ， 本 地 %& 正 確 接 收 數(shù) 據(jù) 后 ， 將 其 轉(zhuǎn) 換 為 * + , 的 電 壓 值 ， 并 進(jìn) 行顯 示 ， 對 ( 路 信 號 分 別 都 進(jìn) 行 了 測 試 ， 其 中 對 0 號 通 道 測 試 結(jié) 果 如 表 0 所 示 。圖 ! 本 地 %& 程 序 流 程 框 圖表 0 0 號 通 道 測 試 數(shù) 據(jù)通 道 號實(shí) 際 值 1 ,顯 示 值 1 ,02 *2 *00)2 *)2 *00!2 *!2 *!0$2 *$2 *$002 *02 *$0!2 *!2 30*2 *2 *0第 00 卷 第 0 期 王 煒 ： 基 于 (*!0 單 片 機(jī) 的 多 路 數(shù) 據(jù) 采 集 系 統(tǒng) !從 上 表 可 知 ， 本 系 統(tǒng) 的 精 度 完 全 可 以 滿 足 用 戶 的 要 求 。! 結(jié) 束 語該 系 統(tǒng) 具 有 結(jié) 構(gòu) 簡 單 ， 實(shí) 時 性 強(qiáng) ， 可 靠 性 高 及 抗 干 擾 能 力 較 強(qiáng) 等 特 點(diǎn) 。 作 為 一 種 遠(yuǎn) 距 離 的 數(shù) 據(jù) 采 集 監(jiān) 測裝 置 ， 用 戶 只 需 加 入 相 應(yīng) 的 溫 度 、 濕 度 及 壓 力 等 傳 感 器 ， 即 可 實(shí) 現(xiàn) 相 應(yīng) 的 多 路 數(shù) 據(jù) 采 集 監(jiān) 測 功 能 。參 考 文 獻(xiàn) ：#$% 李 廣 弟 & 單 片 機(jī) 基 礎(chǔ) #%& 北 京 ： 北 京 航 空 航 天 大 學(xué) 出 版 社 ， $()&#*% 楊 清 亮 & 多 路 模 擬 信 號 的 采 集 與 輸 出 控 制 系 統(tǒng) #+%& 電 氣 自 動 化 ， $(,， -$.： !/,&#!% 徐 愛 鈞 & 基 于 單 片 機(jī) 電 能 管 理 遠(yuǎn) 程 通 信 監(jiān) 控 系 統(tǒng) #+%， 電 子 與 自 動 化 ， $(， -0.： $1/*$&論 文 寫 作 中 數(shù) 字 的 使 用 二 #漢 字 數(shù) 字 的 用 法$& 數(shù) 字 作 為 詞 素 構(gòu) 成 定 型 的 詞 、 詞 組 、 慣 用 語 、 縮 略 語 或 具 有 修 辭 色 彩 的 詞 句 時 ， 用 漢 字 數(shù) 字 。例 如 ： 一 把 手 ， 第 一 書 記 ， 三 葉 蟲 ， 二 元 一 次 方 程 ， 四 氧 化 三 鐵 ， 五 星 紅 旗 ， “ 九 五 ” 計 劃 ， 相 差 十 萬 八 千 里 ， 等 等 。*& 夏 歷 -農(nóng) 歷 .和 中 國 清 代 以 前 歷 史 紀(jì) 年 用 漢 字 。例 如 ： 正 月 初 六 ， 丙 寅 年 十 月 十 五 日 ， 晉 文 公 四 十 四 年 -公 元 前 )* 年 .， 清 道 光 二 十 年 -公 元 $1,