畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）多路數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

1、 商丘科技職業(yè)學(xué)院畢業(yè)論文 前 言數(shù)據(jù)采集是從一個(gè)或多個(gè)信號(hào)獲取對(duì)象信息的過程。隨著微型計(jì)算機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展和普及，數(shù)據(jù)采集監(jiān)測(cè)已成為日益重要的檢測(cè)技術(shù)，廣泛應(yīng)用于工農(nóng)業(yè)等需要同時(shí)監(jiān)控溫度、濕度和壓力等場(chǎng)合。數(shù)據(jù)采集是工業(yè)控制等系統(tǒng)中的重要環(huán)節(jié)，通常采用一些功能相對(duì)獨(dú)立的單片機(jī)系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)，作為測(cè)控系統(tǒng)不可缺少的部分，數(shù)據(jù)采集的性能特點(diǎn)直接影響到整個(gè)系統(tǒng)。在本數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中為了提高系統(tǒng)智能化、可靠性和實(shí)用性，采用單片mcu和上位機(jī)傳輸?shù)姆椒?，即mcu運(yùn)行在數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的遠(yuǎn)端，完成數(shù)據(jù)的采集、處理、發(fā)送和顯示，上位機(jī)則完成數(shù)據(jù)的接收、校驗(yàn)及顯示，同時(shí)上位機(jī)可對(duì)遠(yuǎn)端mcu進(jìn)行控制，使其采集方式

2、可選。本實(shí)驗(yàn)采用8051系列單片機(jī)，8051系列單片機(jī)基于簡(jiǎn)化的嵌入式控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)， 具有體積小、重量輕，具有很強(qiáng)的靈活性而且價(jià)格不高本系統(tǒng)現(xiàn)場(chǎng)模擬正弦波信號(hào)以及其他6路分壓信號(hào)以供系統(tǒng)進(jìn)行多路采樣，采用icl8038精密信號(hào)發(fā)生芯片產(chǎn)生頻率可變的正弦波，然后由lm331芯片實(shí)現(xiàn)頻率到電壓的轉(zhuǎn)換，之間還需對(duì)信號(hào)進(jìn)行調(diào)理以符合系統(tǒng)要求。1 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的基本介紹1.1數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)原理數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)一般包括模擬信號(hào)的輸入輸出通道和數(shù)字信號(hào)的輸入輸出通道。數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的輸入又稱為數(shù)據(jù)的收集；數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的輸出又稱為數(shù)據(jù)的分配。1.2 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的分類數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)形式多種多樣，用途和功能也

3、各不相同，常見的分類方法有以下幾種：根據(jù)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的功能分類：數(shù)據(jù)收集和數(shù)據(jù)分配；根據(jù)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)適應(yīng)環(huán)境分類：隔離型和非隔離型，集中式和分布式，高速、中速和低速型；根據(jù)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的控制功能分類：智能化數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，非智能化數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)；根據(jù)模擬信號(hào)的性質(zhì)分類：電壓信號(hào)和電流信號(hào)，高電平信號(hào)和低電平信號(hào)，單端輸入(se)和差動(dòng)輸入(de)，單極性和雙極性；根據(jù)信號(hào)通道的結(jié)構(gòu)方式分類：?jiǎn)瓮ǖ婪绞剑嗤ǖ婪绞健?.3 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的基本功能數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的任務(wù)，具體地說，就是采集傳感器輸出的模擬信號(hào)并轉(zhuǎn)換成計(jì)算機(jī)能識(shí)別的數(shù)字信號(hào)，然后送入計(jì)算機(jī)，根據(jù)不同的需要由計(jì)算機(jī)進(jìn)行相應(yīng)的計(jì)算和處理，得出所

4、需的數(shù)據(jù)。與此同時(shí)，將計(jì)算得到的數(shù)根進(jìn)行顯示和打印，以便實(shí)現(xiàn)對(duì)某些物理量的監(jiān)視 。 1.4 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)形式從硬件力向來看，白前數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)形式主要有兩種：一種是微型計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)；另一種是集散型數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。微型計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)是由傳感器、模擬多路開關(guān)、程控放大器、采樣保持器、ad轉(zhuǎn)換器、計(jì)算機(jī)及外設(shè)等部分組成。集散型數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)是計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的產(chǎn)物，它由若干個(gè)“數(shù)據(jù)采集站”和一臺(tái)上位機(jī)及通信線路組成。數(shù)據(jù)采集站一般是由單片機(jī)數(shù)據(jù)采集裝置組成。位于生產(chǎn)設(shè)備附近，可獨(dú)立完成數(shù)據(jù)采集和預(yù)處理任務(wù)，還可將數(shù)據(jù)以數(shù)字信號(hào)的形式傳送給上位機(jī)。1.5數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基本原則對(duì)于不同

5、的采集對(duì)象，系統(tǒng)設(shè)計(jì)的具體要求是不相同的。但是，由于數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)是由硬件和軟件兩部分組成的，因此，系統(tǒng)設(shè)計(jì)的一些基本原則是大體相同的 。 1.6 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的發(fā)展趨勢(shì)微電子技術(shù)的一系列成就以及微型計(jì)算機(jī)的廣泛應(yīng)用，不僅為數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的應(yīng)用開拓了廣闊的前景，也對(duì)數(shù)據(jù)采集技術(shù)的發(fā)展產(chǎn)生了深刻的影響。數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的發(fā)展趨勢(shì)主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：(1)新型快速、高分辨率的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換部件不斷涌現(xiàn)，大大提高了數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的性能。(2)高性能單片機(jī)的問世和各種數(shù)字信號(hào)處理器的涌現(xiàn)，進(jìn)一步推動(dòng)了數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的廣泛應(yīng)用。(3)智能化傳感器(smarts nor)的發(fā)展，必將對(duì)今后數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的發(fā)展產(chǎn)生深遠(yuǎn)的影

6、響。(4)與微型機(jī)配套的數(shù)據(jù)采集部件的大量問世，大大方便了數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)在各個(gè)領(lǐng)域里應(yīng)用并有利于促進(jìn)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展。(5)分布式數(shù)據(jù)采集是數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)發(fā)展的一個(gè)重要趨勢(shì)。2系統(tǒng)功能介紹系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖如圖1所示。本系統(tǒng)執(zhí)行的過程如下：傳感器把采集的非電量信號(hào)轉(zhuǎn)換成電壓（0-5v）或電流（4-20ma）的標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)，通過信號(hào)調(diào)理電路把模擬信號(hào)送到單片機(jī)內(nèi)部的a/d 轉(zhuǎn)換器，cpu 根據(jù)設(shè)定的采樣周期，對(duì)多 路通道信號(hào)進(jìn)行循環(huán)采集，并讀取a/d 轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換的數(shù)字信號(hào)，進(jìn)行分析計(jì)算后將實(shí)測(cè)值送到液晶上指定的位置顯示，同時(shí)通過鍵盤控制把有用的數(shù)據(jù)及采樣時(shí)間存儲(chǔ)在rom中。最后通過串行通訊把ro

7、m中的數(shù)據(jù)傳送到pc 機(jī)，利用vb提供良好的界面和串口通信功能。圖1系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖21 方案的論證2.1.1模數(shù)轉(zhuǎn)換的選擇a/d轉(zhuǎn)換器的種類很多，就位數(shù)來分，有8位，10位，12位和16位等。位數(shù)越高分辨率就越高，價(jià)格也就越貴。a/d轉(zhuǎn)換器的型號(hào)很多，在精度和轉(zhuǎn)換速度上差異很大。雙積分a/d轉(zhuǎn)換器：雙積分式是一種間接式a/d轉(zhuǎn)換器，優(yōu)點(diǎn)是轉(zhuǎn)換精度高，速度快缺點(diǎn)是轉(zhuǎn)換時(shí)間長(zhǎng)，一般要4050ms，適用于轉(zhuǎn)換速度不快的場(chǎng)合。逐次逼近式a/d轉(zhuǎn)換器：逐次逼近式的屬于直接式a/d轉(zhuǎn)換器，轉(zhuǎn)換精度高，速度高，價(jià)格適中，是目前種類最多，應(yīng)用最廣的a/d轉(zhuǎn)換器，典型的8位模數(shù)轉(zhuǎn)換器有adc0809。鑒于逐次逼

8、近式a/d轉(zhuǎn)換器的轉(zhuǎn)換速度比雙積分a/d轉(zhuǎn)換器快，價(jià)格適中，各類繁多，應(yīng)用廣泛，故本設(shè)計(jì)采用adc0809。2.1.2 87c51的選擇單片機(jī)是屬于embedded system(嵌入系統(tǒng))，此系統(tǒng)的是把cpu 加上一些少量的內(nèi)存和輸出入組件(i/o)，都嵌入在一顆芯片內(nèi)，再使用特定的組譯和編譯軟件編輯程序，利用燒錄器把程序儲(chǔ)存到單芯片，如此加上一些簡(jiǎn)單的周邊電路，即可變成一個(gè)控制系統(tǒng)。本設(shè)計(jì)中選用87c51其中內(nèi)部已內(nèi)建程序存儲(chǔ)器rom，不必再去外擴(kuò)程序存儲(chǔ)器，使用更加方便。2.1.3 顯示電路led數(shù)碼管以發(fā)光二極管作為發(fā)光單元，單色，分段全彩管可用大樓，道路，河堤輪廓亮化，led數(shù)碼管可

9、均勻排布形成大面積顯示區(qū)域，可顯示圖案及文字，并可播放不同格式的視頻文件。通過電腦下flash、動(dòng)畫、文字等文件，或使用動(dòng)畫設(shè)計(jì)軟件設(shè)計(jì)個(gè)性化動(dòng)畫，播放各種動(dòng)感變色的圖文效果。led的優(yōu)點(diǎn)：1.體積小2.耗電量低3.使用壽命長(zhǎng)4.高亮度、低熱量5.環(huán)保 6.堅(jiān)固耐用。所以在本系統(tǒng)中采用低功耗的led4561a。2.1.4 電壓/頻率轉(zhuǎn)換器 電壓頻率轉(zhuǎn)換器vfc（voltage frequency converter）是另一種實(shí)現(xiàn)模數(shù)轉(zhuǎn)換功能的器件，將模擬電壓量變換為脈沖信號(hào)，該輸出脈沖信號(hào)的頻率與輸入電壓的大小成正比。所以在本系統(tǒng)中采用性能價(jià)格比高、外圍電路簡(jiǎn)單、可單電源供電、低功耗的lm33

10、1。3 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)3.1 數(shù)據(jù)的采集部分傳感器的分類及特點(diǎn):傳感器根據(jù)被測(cè)物理量的不同分為溫度傳感器，壓力傳感器，濕度傳感器，流量傳感器等。傳感器把采集的非電量信號(hào)轉(zhuǎn)換成電壓（0-5v）或電流（4-20ma）的標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)，本系統(tǒng)采用溫度傳感器。 溫度傳感器測(cè)量物體溫度的方法可分為接觸式和非接觸式。接觸式測(cè)溫法是將傳感器置于與被測(cè)物體相同的熱平衡中，使傳感器與物體保持同一溫度的測(cè)溫法。實(shí)現(xiàn)這種方法有兩種途徑，一是利用介質(zhì)受熱膨脹的原理來檢測(cè)溫度，二是利用敏感元件電氣參數(shù)隨溫度變化的特性來檢測(cè)溫度。非接觸式測(cè)溫法不必將傳感器與物體接觸而檢測(cè)物體輻射熱的測(cè)溫法。實(shí)現(xiàn)這種測(cè)溫方法可利用物體的

11、表面熱輻射強(qiáng)度與溫度的關(guān)系來檢測(cè)溫度。3.2 信號(hào)放大電路正弦信號(hào)發(fā)生模塊主要采用集成函數(shù)發(fā)生器icl8038，icl8038函數(shù)發(fā)生器是采用肖特基勢(shì)壘二極管等先進(jìn)工藝制成的單片集成電路芯片，具有電源電壓范圍寬、穩(wěn)定度好、精度高等優(yōu)點(diǎn)，外部只需接入很少的元件即可工作，可同時(shí)產(chǎn)生方波、三角波和正弦波。icl8038及外圍電路如圖2所示，由8腳輸入外部控制電壓，調(diào)節(jié)電位器p1即可使2腳輸出的正弦波信號(hào)頻率發(fā)生變化，實(shí)現(xiàn)外部壓控振蕩。10，11腳之間接0.01f的振蕩電容，4，5腳接電阻和電位器，調(diào)節(jié)正弦波失真度。3.2.1 icl8038芯片簡(jiǎn)介icl8038精密函數(shù)發(fā)生器是采用肖特基勢(shì)壘二極管等

12、先進(jìn)工藝制成的單片集成電路芯片，電源電壓范圍寬、穩(wěn)定度高、精度高、易于用等優(yōu)點(diǎn)，外部只需接入很少的元件即可工作，可同時(shí)產(chǎn)生方波、三角波和正弦波，其函數(shù)波形的頻率受內(nèi)部或外電壓控制，可被應(yīng)用于壓控振蕩和fsk調(diào)制器。3.2.2 性能特點(diǎn)具有在發(fā)生溫度變化時(shí)產(chǎn)生低的頻率漂移，最大不超過50ppm；具有正弦波、三角波和方波等多種函數(shù)信號(hào)輸出；正弦波輸出具有低于1的失真度；三角波輸出具有01高線性度；具有0001hz1mhz的頻率輸出范圍；工作變化周期寬，298之間任意可調(diào)；高的電平輸出范圍，從ttl電平至28v；易于使用，只需要很少的外部條件。3.2.3 管腳功能圖2為icl8038的管腳圖，下面介

13、紹各引腳功能。腳1、12（sinewaveadjust）：正弦波失真度調(diào)節(jié)；腳2（sinewaveout）：正弦波輸出；腳3（triangleout）：三角波輸出；腳4、5（dutycyclefrequency）：方波的占空比調(diào)節(jié)、正弦波和三角波的對(duì)稱調(diào)節(jié)；腳6（v）：正電源10v18v；腳7（fmbias）：內(nèi)部頻率調(diào)節(jié)偏置電壓輸；腳8(fm sweep)：外部掃描頻率電壓輸入；腳9（squarewaveout）：方波輸出，為開路結(jié)構(gòu)；腳10（timingcapacitor）：外接振蕩電容；腳11（v orgnd）：負(fù)電原或地；腳13、14（nc）：空腳。圖2 icl8038管腳圖3.3 頻

14、率變換電路頻率電壓變換模塊的設(shè)計(jì)采用集成芯片lm331，lm331采用新的溫度補(bǔ)償能隙基準(zhǔn)電路，在整個(gè)工作溫度范圍內(nèi)和低到5o v電源電壓下都有極高的精度。lm331的動(dòng)態(tài)范圍寬，可達(dá)100 db；線性度好，最大非線性失真小于o01，工作頻率低到01 hz時(shí)尚有較好的線性度；轉(zhuǎn)換精度高，數(shù)字分辨率可達(dá)12位；外接電路簡(jiǎn)單，只需接入幾個(gè)外部元件就可方便構(gòu)成vf或fv等變換電路，并且容易保證轉(zhuǎn)換精度。本系統(tǒng)中的所設(shè)計(jì)的頻率電壓變換電路如圖所示。 lm331是美國(guó)ns公司生產(chǎn)的性能價(jià)格比高、外圍電路簡(jiǎn)單、可單電源供電、低功耗的精密電壓/頻率轉(zhuǎn)換器集成電路。lm331動(dòng)態(tài)范圍寬達(dá)100db，工作頻率低

15、到01hz時(shí)尚有較好的線性度，數(shù)字分辨率達(dá)12位。lm331的輸出驅(qū)動(dòng)器采用集電極開路形式，因此可通過選擇邏輯電流和外接電阻來靈活改變輸出脈沖的邏輯電平，以適配ttl、dtl和cmos等不同邏輯電路。lm331可工作在40v40v之間，輸出可高達(dá)40v，而且可以防止vcc短路。lm331的特點(diǎn)：保證線性：0.01（最大）；低功耗：15mw 5v；廣泛的全面頻率：1hz to 100khz ；脈沖輸出兼容所有的邏輯形式；寬動(dòng)態(tài)范圍：100db；所以本設(shè)計(jì)選擇lm331。3.4 ad轉(zhuǎn)換電路a/d轉(zhuǎn)換器芯片adc0809簡(jiǎn)介 8路模擬信號(hào)的分時(shí)采集，片內(nèi)有8路模擬選通開關(guān)，以及相應(yīng)的通道抵制鎖存用

16、譯碼電路，其轉(zhuǎn)換時(shí)間為100s左右。3.4.1 adc0809的內(nèi)部結(jié)構(gòu)adc0809的內(nèi)部邏輯結(jié)構(gòu)圖如圖3所示。圖3 adc0809內(nèi)部邏輯結(jié)構(gòu) 圖中多路開關(guān)可選通8個(gè)模擬通道，允許8路模擬量分時(shí)輸入，共用一個(gè)a/d轉(zhuǎn)換器進(jìn)行轉(zhuǎn)換，這是一種經(jīng)濟(jì)的多路數(shù)據(jù)采集方法。地址鎖存與譯碼電路完成對(duì)a、b、c 3個(gè)地址位進(jìn)行鎖存和譯碼，其譯碼輸出用于通道選擇，其轉(zhuǎn)換結(jié)果通過三態(tài)輸出鎖存器存放、輸出，因此可以直接與系統(tǒng)數(shù)據(jù)總線相連，表1為通道選擇表。表 1 通道選擇表3.5單片機(jī)模塊87c51采用intel公司可靠的chmos工藝技術(shù)制造的高性能8位單片機(jī)，屬于標(biāo)準(zhǔn)的mcs-51的體系結(jié)構(gòu)和指令系統(tǒng)。它結(jié)

17、合了hmos的高速和高密度技術(shù)及chmos的低功耗特征，是80c51bh的eprom版本，電改寫光擦除的片內(nèi)4kb eprom。87c51內(nèi)置中央處理單元、128字節(jié)內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器ram、32個(gè)雙向輸入/輸出(i/o)口、2個(gè)16位定時(shí)/計(jì)數(shù)器和5個(gè)兩級(jí)中斷結(jié)構(gòu)，一個(gè)全雙工串行通信口，片內(nèi)時(shí)鐘振蕩電路?？焖倜}沖編程，如編寫4kb片內(nèi)rom僅需12秒。此外，87c51還可通過兩種軟件選擇空閑和掉電模式。在空閑模式下凍結(jié)cpu而ram定時(shí)器、串行口和中斷系統(tǒng)維持其功能。掉電模式下，保存ram數(shù)據(jù)，時(shí)鐘振蕩停止，同時(shí)停止芯片內(nèi)其它功能。87c51的引腳圖與功能介紹引腳說明：vcc：電源電壓gnd:地

18、p0口：p0口是一組8位漏極開路型雙向i/o口，作為輸出口用時(shí)，每個(gè)引腳能驅(qū)動(dòng)8個(gè)ttl邏輯門電路。當(dāng)對(duì)0端口寫入1時(shí)，可以作為高阻抗輸入端使用。當(dāng)p0口訪問外部程序存儲(chǔ)器或數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，它還可設(shè)定成地址數(shù)據(jù)總線復(fù)用的形式。在這種模式下，p0口具有內(nèi)部上拉電阻。在flash編程時(shí)，p0口接收指令字節(jié)，同時(shí)輸出指令字節(jié)在程序校驗(yàn)時(shí)。程序校驗(yàn)時(shí)需要外接上拉電阻。p1口：p1口是一帶有內(nèi)部上拉電阻的8位雙向i/o口。p1口的輸出緩沖能接受或輸出4個(gè)ttl邏輯門電路。當(dāng)對(duì)p1口寫1時(shí)，它們被內(nèi)部的上拉電阻拉升為高電平，此時(shí)可以作為輸入端使用。當(dāng)作為輸入端使用時(shí)，p1口因?yàn)閮?nèi)部存在上拉電阻，所以當(dāng)外部被

19、拉低時(shí)會(huì)輸出一個(gè)低電流（iil）。p2口：p2是一帶有內(nèi)部上拉電阻的8位雙向的i/o端口。p2口的輸出緩沖能驅(qū)動(dòng)4個(gè)ttl邏輯門電路。當(dāng)向p2口寫1時(shí)，通過內(nèi)部上拉電阻把端口拉到高電平，此時(shí)可以用作輸入口。作為輸入口，因?yàn)閮?nèi)部存在上拉電阻，某個(gè)引腳被外部信號(hào)拉低時(shí)會(huì)輸出電流（iil）。p2口在訪問外部程序存儲(chǔ)器或16位地址的外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器（例如movx dptr）時(shí)，p2口送出高8位地址數(shù)據(jù)。在這種情況下，p2口使用強(qiáng)大的內(nèi)部上拉電阻功能當(dāng)輸出1時(shí)。當(dāng)利用8位地址線訪問外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)（例movx r1），p2口輸出特殊功能寄存器的內(nèi)容。當(dāng)flash編程或校驗(yàn)時(shí)，p2口同時(shí)接收高8位地址和一些

20、控制信號(hào)。p3口：p3是一帶有內(nèi)部上拉電阻的8位雙向的i/o端口。p3口的輸出緩沖能驅(qū)動(dòng)4個(gè)ttl邏輯門電路。當(dāng)向p3口寫1時(shí)，通過內(nèi)部上拉電阻把端口拉到高電平，此時(shí)可以用作輸入口。作為輸入口，因?yàn)閮?nèi)部存在上拉電阻，某個(gè)引腳被外部信號(hào)拉低時(shí)會(huì)輸出電流（iil）。p3口同時(shí)具有at89c51的多種特殊功能，具體如下表3-1所示。端口引腳第二功能p3.0rxd (串行輸入口)p3.1txd（串行輸出口）p3.2 (外部中斷0)p3.3（外部中斷1）p3.4t0（定時(shí)器0）p3.5t1（定時(shí)器1）p3.6（外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器寫選通）p3.7（外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器都選通）表3-1rst:復(fù)位輸入。當(dāng)振蕩器工作時(shí)

21、，rst引腳出現(xiàn)兩個(gè)機(jī)器周期的高電平將使單片機(jī)復(fù)位。ale/:當(dāng)訪問外部存儲(chǔ)器時(shí)，地址鎖存允許是一輸出脈沖，用以鎖存地址的低8位字節(jié)。當(dāng)在flash編程時(shí)還可以作為編程脈沖輸出（）。一般情況下，ale是以晶振頻率的1/6輸出，可以用作外部時(shí)鐘或定時(shí)目的。但也要注意，每當(dāng)訪問外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)將跳過一個(gè)ale脈沖。：程序存儲(chǔ)允許時(shí)外部程序存儲(chǔ)器的讀選通信號(hào)。當(dāng)at89c52執(zhí)行外部程序存儲(chǔ)器的指令時(shí)，每個(gè)機(jī)器周期兩次有效，除了當(dāng)訪問外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，將跳過兩個(gè)信號(hào)。/vpp:外部訪問允許。為了使單片機(jī)能夠有效的傳送外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器從0000h到fffh單元的指令，必須同gnd相連接。需要主要的是，如

22、果加密位1被編程，復(fù)位時(shí)ea端會(huì)自動(dòng)內(nèi)部鎖存。當(dāng)執(zhí)行內(nèi)部編程指令時(shí)，應(yīng)該接到vcc端。xtal1：振蕩器反相放大器以及內(nèi)部時(shí)鐘電路的輸入端。xtal2：振蕩器反相放大器的輸出端。本系統(tǒng)中，采用at89c52作為cpu處理器，充分利用其硬件資源，結(jié)合74ls373鎖存器，7404 、7402、74138等數(shù)字處理芯片，連接了各個(gè)硬件模塊。地址分配如下：adc0809地址: 0111 1000 0000 0000b-0111 1111 xxxx xxxxb4 軟件部分4.1 keiluvision2簡(jiǎn)介keil提供了包括c編譯器、宏匯編、連接器、庫管理和一個(gè)功能強(qiáng)大的仿真調(diào)試器等在內(nèi)的完整開發(fā)方案

23、，通過一個(gè)集成開發(fā)環(huán)境（uvision）將這些組合在一起。keil有以下幾個(gè)特點(diǎn)：(1)全功能的源代碼編輯器；(2)器件庫用來配置開發(fā)工具設(shè)置；(3)項(xiàng)目管理器用來創(chuàng)建和維護(hù)用戶的項(xiàng)目；(4)集成的make工具可以匯編、編譯和連接用戶嵌入式應(yīng)用；(5)所有開發(fā)工具的設(shè)置都是對(duì)話框形式的；(6)真正的源代碼級(jí)的對(duì)cpu和外圍器件的調(diào)試器；(7)高級(jí)gdi(agdi)接口用來在目標(biāo)硬件上進(jìn)行軟件調(diào)試以及monitor-51進(jìn)行通信。4.2 主機(jī)程序設(shè)計(jì)4.2.1主程序主程序?qū)ο到y(tǒng)進(jìn)行初始化，主要是進(jìn)行定時(shí)/計(jì)數(shù)的初始化，然后調(diào)用鍵盤掃描程序keys_scan()，再根據(jù)按下的鍵來調(diào)用向串口發(fā)送數(shù)據(jù)

24、子程序putc_to_serialport（）將相應(yīng)的數(shù)據(jù)發(fā)送給串行口。當(dāng)沒有鍵按下時(shí)，則送一個(gè)數(shù)f給led顯示器。4.2.2向串口發(fā)送數(shù)據(jù)子程序 該程序首先將數(shù)據(jù)發(fā)送到串行口，當(dāng)t1=0時(shí)，表明傳送結(jié)束。4.2.3鍵盤掃描子程序 該程序是先將行選好，然后再選定列就可以確定到具體的哪一個(gè)按鍵。4.2.4 led顯示程序該子程序用的數(shù)碼管動(dòng)態(tài)顯示方式。先將單片機(jī)的p2.7口選通進(jìn)行位選,然后將位選的值發(fā)送給單片機(jī)p1口。接著將單片機(jī)的p2.6口選通進(jìn)行段選，然后將要顯示的數(shù)字的值發(fā)送給p0口。然后調(diào)用延時(shí)，接著將p2.7、p2.6口置0，下面是重復(fù)上面的過程，直到要顯示的數(shù)字全部顯示在數(shù)碼上。4

25、.2.5 主機(jī)串口接受中斷子程序當(dāng)ri =1時(shí)，接受串口過來的數(shù)據(jù)，并對(duì)該數(shù)據(jù)進(jìn)行x*05h/0ffh的處理，接下來用處理過的數(shù)據(jù)調(diào)用led顯示程序display_result(int d)。4.3 從機(jī)部分程序設(shè)計(jì)該部分的程序包括一個(gè)主程序、三個(gè)子程序，三個(gè)子程序分別為從機(jī)串口接受中斷函數(shù)serial_int() interrupt 4、向串口發(fā)送數(shù)據(jù)子程序putc_to_serialport(uchar c)和模數(shù)轉(zhuǎn)換子程序adcon。(1)主程序主程序是進(jìn)行系統(tǒng)的初始化，由于主從兩個(gè)單片機(jī)要進(jìn)行通信，所以兩個(gè)單片機(jī)的初始化應(yīng)該是相同的，并調(diào)用a/d轉(zhuǎn)換。其流程圖如圖4.6所示(2)從機(jī)串

26、口接受中斷函數(shù)serial_int() interrupt 4因?yàn)榘l(fā)送完成和接受到新字節(jié)都會(huì)觸發(fā)串口中斷，因此串口中斷程序里用if(ri)來表示接受中斷，然后將ri清0。再判斷接受到的數(shù)據(jù)第4位是否為1，如果為1，則按照主機(jī)發(fā)送過來的通道進(jìn)行采集，如果為0，則調(diào)用循環(huán)采集程序。如圖4.7所示(3)模數(shù)轉(zhuǎn)換子程序adcon先要選通adc0809，又因?yàn)閍dc0809具有8個(gè)通道，利用for循環(huán)進(jìn)行8次采集,接下來選擇轉(zhuǎn)換通道，f8hffh用以選擇輸入模擬信號(hào)的通道in0in7的選擇，首先從第一個(gè)通道開始，然后執(zhí)行一條讀取轉(zhuǎn)換結(jié)果的指令，再將轉(zhuǎn)換得到的結(jié)果送給串行口，再依次循環(huán)，將通道號(hào)自增1，直

27、到8個(gè)通道全部轉(zhuǎn)換完。其流程圖如圖4.8所示(4)向串口發(fā)送數(shù)據(jù)子程序putc_to_serialport(uchar c)程序首先將數(shù)據(jù)發(fā)送到串行口，當(dāng)t1=0時(shí)，表明傳送結(jié)束。如圖4.2所示開始初始化啟動(dòng)定時(shí)器1開中斷調(diào)用adcon()結(jié)束圖4.6 主程序開始接收串口數(shù)據(jù)判斷接受到的數(shù)據(jù)第4位是否為1yn按選定的通道號(hào)采集選定循環(huán)采集方式結(jié)束圖4.7 從機(jī)串口接受中斷函數(shù)serial_int() interrupt 4開始選定通道號(hào)開始轉(zhuǎn)換轉(zhuǎn)換結(jié)束將得到的數(shù)據(jù)發(fā)送給串口結(jié)束圖4.8模數(shù)轉(zhuǎn)換子程序adcon5 調(diào)試結(jié)果 這個(gè)系統(tǒng)是一個(gè)主從式的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。系統(tǒng)調(diào)試以程序?yàn)橹鳎布{(diào)試應(yīng)先檢測(cè)