基于單片機的高速數(shù)據(jù)采集及處理系統(tǒng)的設計論文

1、<p><b>　　目錄</b></p><p>　　1緒論……………………………………………………………………1</p><p>　　1.1數(shù)據(jù)采集及處理系統(tǒng)的意義和任務………………………………1</p><p>　　1.1.1數(shù)據(jù)采集意義和任務………………………………………………1</p><p>　　1.

2、1.2 數(shù)據(jù)處理的類型和任務…………………………………………1</p><p>　　1.2 數(shù)據(jù)采集基本功能…………………………………………………2</p><p>　　1.3數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的結(jié)構形式…………………………………………3</p><p>　　1.3.2 集散型數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)……………………………………………4</p><p>　　2

3、 多單片機高速數(shù)據(jù)采集處理系統(tǒng)……………………………………5</p><p>　　2.１系統(tǒng)方案的確定……………………………………………………5</p><p>　　2.1.1 系統(tǒng)的總體結(jié)構…………………………………………………5</p><p>　　2.1.2系統(tǒng)的結(jié)構框圖……………………………………………………6</p><p>　　3

4、系統(tǒng)的模擬輸入通道…………………………………………………8</p><p>　　3.1多路轉(zhuǎn)換器…………………………………………………………8</p><p>　　3.1.2采樣/保持器………………………………………………………9</p><p>　　3.2A/D轉(zhuǎn)換器…………………………………………………………11</p><p>　　3.

5、2.1 逐次逼近型AD574………………………………………………11</p><p>　　3.2.2AD574轉(zhuǎn)換器與微型機接口技術………………………………14</p><p>　　4 系統(tǒng)的計算機系統(tǒng)及擴展…………………………………………16</p><p>　　4.1微型控制器AT89S52………………………………………………16</p><

6、p>　　4.1.1 主要性能…………………………………………………………17</p><p>　　4.1.2 功能特性…………………………………………………………17</p><p>　　4.1.3 引腳功能…………………………………………………………17</p><p>　　4.1.4 復位電路設計……………………………………………………20</p&g

7、t;<p>　　4.2 雙口RAMIDT7132………………………………………………21</p><p>　　4.2.1 IDT7132的各腳分布……………………………………………21</p><p>　　4.2.2 IDT7132芯片的特點……………………………………………22</p><p>　　4.2.3 IDT7132在高速數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)中的應用

8、………………………22</p><p>　　4.3微處理器監(jiān)控芯片MAX813L……………………………………23</p><p>　　4.4擴展I/O接口………………………………………………………26</p><p>　　4.4.1 8255A并行I/O擴展接口………………………………………27</p><p>　　5系統(tǒng)人機交互通道與接口技

9、術………………………………………29</p><p>　　5.1鍵盤、顯示器與單片機接口………………………………………29</p><p>　　5.1.1專用芯片8279與鍵盤、顯示器接口……………………………29</p><p>　　5.2微型打印機與單片機接口…………………………………………32</p><p>　　5.2.1GP16微型

10、打印機打印命令和字符編碼…………………………32</p><p>　　5.2.2 GP16微型打印機與AT89S52的接口應用……………………34</p><p>　　6系統(tǒng)抗干擾技術………………………………………………………35</p><p>　　6.1系統(tǒng)主機單元配置與抗干擾技術…………………………………35</p><p>　　6.1

11、.1單片機主機單元配置與抗干擾…………………………………35</p><p>　　6.1.2微處理器監(jiān)控器MAX813L……………………………………36</p><p>　　6.2模擬輸入通道與坑干擾技術………………………………………36</p><p>　　6.2.1A/D單元配置與抗干擾技術……………………………………36</p><p>

12、;　　6.2.2采樣保持電路與抗干擾技術……………………………………36</p><p>　　6.2.3多路模擬開關與抗干擾技術……………………………………37</p><p>　　6.3鍵盤/單元配置與抗與抗干擾技術…………………………………37</p><p>　　6.4軟件抗干擾原理與設計……………………………………………38</p><p

13、>　　6.4.1軟件抗干擾一般方法……………………………………………38</p><p>　　6.4.2數(shù)字濾波…………………………………………………………38</p><p>　　7 系統(tǒng)軟件設計………………………………………………………39</p><p>　　7.1系統(tǒng)軟件的結(jié)構……………………………………………………39</p><

14、p>　　7.2程序模塊的功能……………………………………………………40</p><p>　　8 技術經(jīng)濟分析………………………………………………………46</p><p>　　9結(jié)論……………………………………………………………………47</p><p>　　致謝……………………………………………………………………48</p><p>

15、;<b>　　摘要</b></p><p>　　隨著社會的發(fā)展和進步，特別是自70年代初以來，微處理器的問世促使計算機技術迅速發(fā)展和應用，在世界范圍內(nèi)旨起了一聲新的技術革命，并推動人類社會進入到信息時代。</p><p>　　單片機被廣泛地用于各種儀器儀表，使儀器儀表智能化，并可以提高測量的自動化程度和精度，簡化儀器儀表的硬件結(jié)構，提高其性能價格比。以原有的數(shù)據(jù)采集及

16、處理系統(tǒng)，本人針對這方面設計了基于單片機的高速數(shù)據(jù)采集及處理系統(tǒng)。</p><p>　　在本設計中使用單片機，不但說明單片機已成為計算機發(fā)展和應用的一個重要方面。另一方面，單片機應用的重要意義還在于，它從根本上改變了傳統(tǒng)的控制系統(tǒng)設計思想和設計方法。從前必須由模擬電路或數(shù)字電路實現(xiàn)的大部分功能，現(xiàn)在可以用單片機通過軟件方法來實現(xiàn)。</p><p>　　關鍵詞：微處理器；單片機；數(shù)據(jù)采集；處

17、理；</p><p><b>　　ABSTRACT</b></p><p>　　Along with society's development and the progress, specially since the beginning of the 70's, microprocessor being published have urged t

18、he computer technology rapid development and the application, the aim got up a new technological revolution in the worldwide scale, and impels the human society to enter to the information age.</p><p>　　The

19、monolithic integrated circuit widely uses in each kind of instrument measuring appliance, causes the instrument measuring appliance intellectualization, and may enhance the survey the automaticity and the precision,

20、simplifies the instrument measuring appliance the hardware architecture, enhances its performance price ratio. By the original data acquisition and the processing system, myself have designed in view of this aspect based

21、 on monolithic integrated circuit high speed data gather</p><p>　　Uses the monolithic integrated circuit in this design, not only explained the monolithic integrated circuit has become the computer developme

22、nt and an application important aspect. On the other hand, the monolithic integrated circuit application vital significance also lies in, it fundamentally changed the traditional control system design concept and the des

23、ign method. Formerly had the majority of functions which realized by the analogous circuit or the digital circuit, now may use the monolith</p><p>　　Key word: Microprocessor; Monolithic integrated circuit; D

24、ata acquisition; Processing;</p><p><b>　　0引言</b></p><p>　　隨著社會的發(fā)展和進步，特別是自70年代初以來，微處理器的問世促使計算機技術迅速發(fā)展和應用，在世界范圍內(nèi)旨起了一聲新的技術革命，并推動人類社會進入到信息時代。單片機被廣泛地用于各種儀器儀表，使儀器儀表智能化，并可以提高測量的自動化程度和精度，簡化儀器

25、儀表的硬件結(jié)構，提高其性能價格比。以原有的數(shù)據(jù)采集及處理系統(tǒng)，本人針對這方面設計了基于單片機的高速數(shù)據(jù)采集及處理系統(tǒng)。數(shù)據(jù)采集是為了保證數(shù)據(jù)采集的可靠性和快速性，以單片機控制的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)提高了原始系統(tǒng)的可靠性和快速性。</p><p>　　基于單片機的高速數(shù)據(jù)采集及處理系統(tǒng)具有數(shù)據(jù)采集及處理性能好、運行可靠、成本低等優(yōu)點。在大力提倡節(jié)約成本的今天，推廣使用這種集單片機技術和數(shù)據(jù)采集技術于一體的高科技系統(tǒng)，對于提

26、高工作效率、降低生產(chǎn)成本有重大的現(xiàn)實意義?？梢哉f單片機技術是一項利國利民、有廣泛應用前景的高新技術。如今，越來越多的單片機產(chǎn)品被應用到各個電子領域，汽車電子、PDA、互聯(lián)網(wǎng)應用產(chǎn)品、機頂盒等產(chǎn)品的迅速發(fā)展，已成為我國單片機市場上新的亮點。在通信類產(chǎn)品中，普通電話、無繩電話等都需要消耗大量的單片機，這些都將成為我國單片機市場未來發(fā)展的動力。所以隨著社會的發(fā)展，我們的生活也越來越離不開智能化的用品。</p><p>

27、　　基于單片機的數(shù)據(jù)采集與處理技術，將能迅速地對各種工藝參數(shù)進行采集、監(jiān)視和記錄，為提高產(chǎn)品質(zhì)量、降低成本提供信息和手段。單片機已成為計算機發(fā)展和應用的一個重要方面。另一方面，單片機應用的重要意義還在于，它從根本上改變了傳統(tǒng)的控制系統(tǒng)設計思想和設計方法。從前必須由模擬電路或數(shù)字電路實現(xiàn)的大部分功能，現(xiàn)在可以用單片機通過軟件方法來實現(xiàn)。</p><p><b>　　1緒論</b></p&

28、gt;<p>　　回顧本世紀科學技術的發(fā)展，對人類的經(jīng)生活最具有影響力的莫過于計算機的發(fā)明。特別是自70年代初以來，微處理器的問世促使計算機技術迅速發(fā)展和應用，在世界范圍內(nèi)旨起了一聲新的技術革命，并推動人類社會進入到信息時代。單片機被廣泛地用于各種儀器儀表，使儀器儀表智能化，并可以提高測量的自動化程度和精度，簡化儀器儀表的硬件結(jié)構，提高其性能價格比。作為微型計算機應用技術的一個重要分支——數(shù)據(jù)采集與處理技術，傳感器、信號采

29、集與轉(zhuǎn)換，計算機等技術于一體，是獲得信息的重要工具和手段。在科學研究中應用數(shù)據(jù)采集與處理技術，將能迅速地對各種工藝參數(shù)進行采集、監(jiān)視和記錄，為提高產(chǎn)品質(zhì)量、降低成本提供信息和手段。單片機已成為計算機發(fā)展和應用的一個重要方面。另一方面，單片機應用的重要意義還在于，它從根本上改變了傳統(tǒng)的控制系統(tǒng)設計思想和設計方法。從前必須由模擬電路或數(shù)字電路實現(xiàn)的大部分功能，現(xiàn)在已能用單片機通過軟件方法來實現(xiàn)了。這種軟件代替硬件的控制技術也稱為微控制技術，

30、是傳統(tǒng)控制技術的一次革命?？傊徽撛谀膫€應用領域中，數(shù)據(jù)采集與處理越及時，工作效率越高，取得的經(jīng)濟效益就越大。</p><p>　　1.1數(shù)據(jù)采集及處理系統(tǒng)的意義和任務</p><p>　　1.1.1數(shù)據(jù)采集意義和任務</p><p>　　數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，應該是用計算機控制的多路數(shù)據(jù)自動檢測或巡回檢測，并且能夠?qū)?shù)據(jù)實行存儲、處理、分析計算以及從檢測的數(shù)據(jù)中提取可用

31、的信息，供顯示、記錄、打印或描繪的系統(tǒng)。</p><p>　　數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的任務，具體地說，就是采集傳感器輸出的輸出信號并轉(zhuǎn)換成計算機能識別的數(shù)字信號，然后送入計算機，根據(jù)不同的需要由計算機進行相應的計算和處理，得出所需的數(shù)據(jù)。與此同時，將計算得到的數(shù)據(jù)進行顯示或打印，以便實現(xiàn)對某些物理量的監(jiān)視，其中一部分數(shù)據(jù)還將被生產(chǎn)過程中的計算機控制系統(tǒng)用來控制某些物理量。</p><p>　　1.1

32、.2 數(shù)據(jù)處理的類型和任務</p><p><b>　　1.數(shù)據(jù)處理的類型</b></p><p>　　（1）按處理的方式劃分</p><p>　　數(shù)據(jù)處理可分為實時（在線）處理和事后（脫機）處理，一般來說，實時處理由于處理時間受到限制，因而只能對有限的數(shù)據(jù)作一些簡單的、基礎的處理，以提供用于實時控制的數(shù)據(jù)；而事后處理由于是非實時處理，處理時間

33、不受限制因而可以做各種復雜的處理。</p><p>　?。?）按處理的性質(zhì)分</p><p>　　數(shù)據(jù)處理可分為預處理和二次處理珍重。參院處理通常是剔除數(shù)據(jù)奇異項、出去數(shù)據(jù)趨勢項、數(shù)據(jù)的數(shù)字濾波、數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換等；二次處理有各種數(shù)字運算。</p><p><b>　　2.數(shù)據(jù)處理的任務</b></p><p>　　數(shù)據(jù)處理的

34、任務主要有：</p><p>　　對采集到的電信號做物理量解釋；</p><p><b>　　消除中的干擾信號；</b></p><p>　　分析計算機數(shù)據(jù)的內(nèi)存特性。</p><p>　　1.2 數(shù)據(jù)采集基本功能</p><p>　　由數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的任務可以知道，數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)具有以下幾方面的功能

35、：</p><p><b>　　1.數(shù)據(jù)采集</b></p><p>　　計算機按照預先選定的采樣周期，對輸入到系統(tǒng)的模擬信號進行采樣，有時還要對數(shù)字信號進行采樣。</p><p><b>　　2.模擬信號處理</b></p><p>　　模擬信號是指隨時間連續(xù)變化的信號，這些信號在規(guī)定的一段連續(xù)時

36、間內(nèi)，其同仁為連續(xù)值，即從一個變量到下一個變量時鐘間沒有間斷。</p><p><b>　　3.數(shù)字信號處理</b></p><p>　　數(shù)字信號在有限的離散上聚會間斷的信號。數(shù)字信號的特點是，它只代表某個瞬間的量值，是不連續(xù)的信號。</p><p><b>　　4.開關信號處理</b></p><p&

37、gt;　　開關信號主要來自各種開關器件。開關信號的處理主要是檢測開關器件的狀態(tài)變化。</p><p><b>　　5.二次數(shù)據(jù)計算</b></p><p>　　把直接由傳感器采集到的數(shù)據(jù)稱為一次數(shù)據(jù)，把通過對一次數(shù)據(jù)進行某種數(shù)字去處而獲得的數(shù)據(jù)稱為二次數(shù)據(jù)。二次數(shù)據(jù)計主要由平均、累計、變化率、差值、最大值和最小值等。</p><p><b

38、>　　6.屏幕顯示</b></p><p><b>　　7.數(shù)據(jù)存儲</b></p><p>　　數(shù)據(jù)存儲是按照一定的時間間隔，定期將某種重要數(shù)據(jù)存儲在外部存儲器上。</p><p><b>　　8.打印輸出</b></p><p><b>　　9.人機聯(lián)系</b&

39、gt;</p><p>　　人機聯(lián)系指操作人員通過鍵盤或鼠標與數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)對話，完成對系統(tǒng)的運行方式、采樣周期等參數(shù)進行設置。</p><p>　　1.3數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的結(jié)構形式</p><p>　　數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)主要由硬件和軟件兩部分組成。從硬件方面來看。訴結(jié)構形式主要有兩種：微型計算機數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的集散型數(shù)據(jù)采集繁育。</p><p>　　1

40、.3.1 微型計算機采集系統(tǒng)</p><p>　　1.微型計算機數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的基本結(jié)構</p><p>　　微型計算機數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的基本結(jié)構如圖1.1所示。</p><p>　　圖1-1微型計算機數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的基本結(jié)構</p><p>　　Figure 1-1 microcomputer data acquisition system bas

41、ic structure</p><p>　　微型計算機數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)由數(shù)據(jù)輸入通道、數(shù)據(jù)存儲與管理、數(shù)據(jù)處理、數(shù)據(jù)輸出及顯示這4個部分組成。輸出通道要實惠對被測對象對檢測，采集和信號轉(zhuǎn)換工作。數(shù)據(jù)存儲與管理要用存儲器把采集的數(shù)據(jù)存儲器起來，建立相應的數(shù)據(jù)庫，并進行管理和調(diào)用。數(shù)據(jù)處理就是從采集到的原始數(shù)據(jù)中，刪除有關干擾噪聲、無關信息和非必要的信息，提取出反映被測對象牲的重要信息。另處，就是對數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計分類，以

42、便與檢索；或者把數(shù)據(jù)恢復成原來的物理量開式，可以輸出的形態(tài)在輸出設備上輸出如打印、顯示、繪圖等。數(shù)據(jù)輸出及顯示就是把數(shù)據(jù)以適當?shù)母袷竭M行輸出和顯示。</p><p>　　不同的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)有不同的要求和結(jié)構，但都是根據(jù)實際要求而制定的。</p><p>　　2.微型計算機數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的特點</p><p>　　（1）系統(tǒng)結(jié)構簡單，實惠，能夠滿足中、小規(guī)模數(shù)據(jù)采集的要

43、求；</p><p>　?。?）微型計算機對環(huán)境要求不是很高，能夠在比較惡劣的環(huán)境下工作；</p><p>　?。?）微型計算機的的價格低廉，可降低數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的投資，即使是較小的系統(tǒng)，也可以采用它。</p><p>　　（4）微型計算機數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)可作為集散型數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的一個基本組成部分；</p><p>　　（5）微型計算機的各種I/O

44、模板及軟件都比較齊全，很容易構成系統(tǒng)，便于使用和維修。</p><p>　　1.3.2 集散型數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)</p><p>　　集散型數(shù)據(jù)系統(tǒng)系統(tǒng)是計算機山鄉(xiāng)技術的產(chǎn)物，它由若干個“數(shù)據(jù)采集站”和一臺上位機及通信線路組成。</p><p>　　集散開數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的主要特點是</p><p>　?。?）系統(tǒng)的適應能力強；</p>

45、<p>　　（2）系統(tǒng)的可靠性高；</p><p>　　（3）系統(tǒng)的實時響應性好；</p><p>　　（4）對系統(tǒng)硬件的要求不高。</p><p>　　2 多單片機高速數(shù)據(jù)采集處理系統(tǒng)</p><p>　　隨著微電子的不斷發(fā)展，高速數(shù)據(jù)采集技術也趨于成熟和完善。在很多領域中，不公需要高速數(shù)據(jù)采集功能，同時還需要對采集數(shù)據(jù)進行實時處

46、理。為此，嵌入式高速數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)越來越多。而單片機是最典型最普及的嵌入式系統(tǒng)。由計算機開發(fā)的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，由于受到CPU的運行速度的限制，使其采集整速度不能達到高速的要求；而單片機的弱點是去處速度慢，在要求響應速度快，實時性強，控制量多的應用場合，單個單片機難以勝任，但綜合考慮性能價格比和開發(fā)難易程度，多單片機往往是一種合適的選擇。</p><p>　　顧名思義，多單片機系統(tǒng)就是由多個單片機或者由PC機與多個單片

47、機構成的控制系統(tǒng)。可以構成主從分布式控制系統(tǒng)，也可以構成對等的形式。在運行速度更快，功能更強大，實時性更高，受控制執(zhí)行機構更多，任務更復雜，人機界面更完善，地域跨度更大等應用場合，多單片機系統(tǒng)顯示出無比的優(yōu)越性。單片機使用其并行口直接通信由于主機頻繁應答會在一定程度上影響系統(tǒng)的通信速度，對于數(shù)據(jù)傳輸量的場合，這種方式較為適用。反之，數(shù)據(jù)傳輸量大、速度要求高的實時系統(tǒng)往往采用共享RAM的通信方式?；诠肦AM數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議較為簡單，數(shù)據(jù)傳

48、輸量大、速度快，缺點是硬件較復雜，電路的讀寫邏輯和應答邏輯必須十分明確，否則將會出錯。雙端口RAM作為一種特殊類型的RAM，在一些高速數(shù)據(jù)采集與處理系統(tǒng)中得到廣泛的應用。</p><p>　　本設計的高速數(shù)據(jù)采集處理系統(tǒng)主要針對需要對進行褚采集和處理。它采用雙單片機對模擬輸入通道進行控制，大大提高了采集速度，數(shù)據(jù)存儲在片外共享雙端口RAM內(nèi)，緩解了兩單片機同時存取數(shù)據(jù)的沖突。</p><p&g

49、t;　　2.１系統(tǒng)方案的確定</p><p>　　2.1.1 系統(tǒng)的總體結(jié)構</p><p>　　根據(jù)實際任務的要求，本設計的系統(tǒng)包括計算機系統(tǒng)與模擬輸入通道、人機對話通道及計算機交互通道。</p><p>　　計算機系統(tǒng)中包括微型計算機及其擴展的數(shù)據(jù)存儲器。它們對數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的工作進行管理和控制，并對采集到的數(shù)據(jù)作必要的處理。模擬輸入通道是數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)中被測對象與

50、微機之間的聯(lián)系通道。包括以下幾個部分：</p><p><b>　　（1）傳感器</b></p><p>　　傳感器是指那些對被測對象的某一確定的信息具有感受（或響應）與檢出功能，凍僵之按照一定規(guī)律轉(zhuǎn)換成與之的有用輸出信號的元器件或裝置。</p><p><b>　?。?）模擬多路開關</b></p><

51、;p>　　數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)往往要對多路模擬量進行采集。可以用多路開關來輪流切換名路打氣量與A/D轉(zhuǎn)換器，從而實現(xiàn)分時轉(zhuǎn)換的目的。</p><p>　?。?） 采樣/保持器</p><p>　　A/D轉(zhuǎn)換器完成一次轉(zhuǎn)換需要一定的時間，在這段時間內(nèi)希望A/D轉(zhuǎn)換器輸入端的模擬信號電壓保持不變，以保證有效高的轉(zhuǎn)換精度，可以采用采樣/保持器來實現(xiàn)。采樣/保持器的加入，大大的提高了數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的采

52、樣頻率。</p><p><b>　　（4）A/D轉(zhuǎn)換器</b></p><p>　　因為計算機只能處理數(shù)字信號，所以必須把模擬信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號，輸入計算機，實現(xiàn)模擬信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號這一轉(zhuǎn)換功能 的器件是A/D轉(zhuǎn)換器。A/D轉(zhuǎn)換器是采樣通道的核心。</p><p>　　人機對話通道包括數(shù)據(jù)的顯示、打印和報警。</p><

53、p>　　計算機相互通道是指單片機應用系統(tǒng)相互之間或單片機和微處理器實現(xiàn)通信、控制的通道接口。</p><p>　　2.1.2系統(tǒng)的結(jié)構框圖</p><p>　　隨著生機控制技術的發(fā)展和廣泛以及控制系統(tǒng)復雜性和實時性要求的不斷提高，使得一個系統(tǒng)使用一個單片機已經(jīng)不能滿足我們的使用要求，而且單片機的弱點就是運算速度較慢。在要求響應速度快、實時性強、控制量多的應用場合，單個單片機難以用途，

54、此時雖然可以選用高速現(xiàn)形處理器DSP等，但綜合考慮性能價格比和開發(fā)的難易程度，多單片機系統(tǒng)往往是一種最合適的選擇。顧名思義，多單片機系統(tǒng)就是由兩個或兩個以上單片機或者是由PC機與多個單片機構成的更為復雜的控制系統(tǒng)。多個單片機控制系統(tǒng)之間的關系可能是主從式，也有可能是對等式。在運行速度更快、功能更強大、性更高受控執(zhí)行機構更多、任務更復雜、人機界面更完善、地域跨度更大等就用場合，多單片機系統(tǒng)顯示出優(yōu)越性。尤其是在工業(yè)應用領域中，要完成大量的

55、數(shù)據(jù)采集處理、控制信號的接收和發(fā)送等諸多功能，對系統(tǒng)的運算速度、接口資源、穩(wěn)定性以及成本方面都有著非常高的要求，所以本系統(tǒng)采用兩個單片機是最佳的選擇。</p><p>　　本系統(tǒng)采用兩片AT89S52單片機分別作為主、從CPU。采用6通道雙向多路模擬開關CD4067B，采樣保持器集成芯片AD582，AD公司的12信逐次更近型快速A/D轉(zhuǎn)換器AD574進行實時數(shù)據(jù)采集；通過雙口RAM（IDT7232）來傳輸和存儲數(shù)

56、據(jù)；采用鍵盤、顯示器專用控制芯片8279進行數(shù)據(jù)的顯示；通過GP16微型打印機打印所需的數(shù)據(jù)內(nèi)容。</p><p>　　根據(jù)數(shù)據(jù)采集處理系統(tǒng)的英武結(jié)構，來確定本次設計系統(tǒng)的結(jié)構框圖。如圖2.1所示。</p><p>　　圖2-1 雙單片機數(shù)據(jù)采集處理系統(tǒng)的結(jié)構框圖</p><p>　　Figure 2-1 pair of monolithic integrated

57、circuit data acquisition processing system structure diagram</p><p>　　3系統(tǒng)的模擬輸入通道</p><p><b>　　3.1多路轉(zhuǎn)換器</b></p><p>　　多路轉(zhuǎn)換器（又稱多路開關）是一種重要器件，得用多路開關可將名企輸入信號依次地或隨機地到公用放大器或A/D轉(zhuǎn)換

58、器上。多路天關是用來切換模擬電壓信號的關鍵元件。為了提高過程參數(shù)的精度，對多路天關提出了較高的要求。理想的多路開關其開路電阻無窮大，有接通時的導通電阻應為零。此外，還希望切換速度快，噪聲小，壽命長，工作可靠。</p><p>　　多路開關有兩大類：一類是機械觸點式，如干簧繼電器和機械振子式繼電器，此類目前也很少使用：另一類是電子式開關，如晶體管、場效應管以及集成電路開關等。</p><p>

59、;　　集成電路開關是將場效應管、地址計數(shù)器、譯碼器及控制電路選集成制造在一塊芯片上而構成的器件。除了具有場效應管的特性外，還具有體積小，使用方便等優(yōu)點。</p><p>　　圖3-1 CD4067B引腳圖</p><p>　　Figure 3-1 CD4067B pin charts</p><p>　　CD4067B是16通道雙向多路模擬開關，具有兩種電源輸入端，

60、Vdd和VSS，可以在之間進行選擇。所有輸入信號范圍是。CD4067B的引腳圖如圖3.1所示。圖3.1中IN/OUT為公用輸出/輸入端。A、B、C、D為選擇輸入端，INH為輸入控制端。當，即時，所有通道均斷開，禁止模擬量輸入；當，即時，通道接通，通話模擬量輸入。</p><p>　　CD4067B在一個時刻空間哪路模擬量傳送到輸出端（即開關接通），安全取決于4位通道選擇編碼DCBA的狀態(tài)。當DCBA＝0000時，

61、IN0接通OUT端；當DCBA＝0001時，IN1接通OUT端；余下的類推就可以知道接通編碼為多少了。</p><p>　　3.1.2采樣/保持器</p><p>　　1. 采樣/保持器的作用</p><p>　　如果模擬量卷入A/D轉(zhuǎn)換器進行轉(zhuǎn)換，則慶考慮到任何一種A/D轉(zhuǎn)換器都需要有一定的時間來完成量化及的操作。在轉(zhuǎn)換過程中，如果模擬量產(chǎn)生變化將直接影響轉(zhuǎn)換結(jié)果

62、。特別是在同眇系統(tǒng)中，幾個關聯(lián)的參量均需取自同一瞬時，而各參數(shù)的A/D轉(zhuǎn)換又共享一個芯片，所得到的幾個量就不是同時刻的值，無法進行計算和比較。所以瓢輸入到A/D轉(zhuǎn)換器的模擬量在整個轉(zhuǎn)換過程中操持不變，但轉(zhuǎn)換之后，又要求A/D轉(zhuǎn)換器的輸入信號能夠模擬量變化，能夠完成上述任務的器件叫采樣/保持器（Sample/Hold），簡稱S/H。</p><p>　　S/H有兩種工作方式，一咱是采樣方式，別一種是保持方式。在采樣

63、方式中，采樣/保持器的輸出跟隨模擬量輸入電壓。在保持狀態(tài)時，采樣/保持器的將保持發(fā)出時刻的模擬量輸入值，直到保持命令撤銷（即再度接到采樣命令）時為止。此時，采樣/保持器的輸出重新跟蹤輸入信號變化，直到下一個保持命令到來為止。</p><p>　　采樣/保持器的主要用途是：</p><p>　?。?）保持采樣信號不變，以便完成A/D；</p><p>　　（2）同時采

64、樣幾個模擬量，以便進行數(shù)據(jù)處理和測量；</p><p>　　（3）減少A/D轉(zhuǎn)換器的輸出毛刺，從而消除輸出電壓的峰值及縮短穩(wěn)定輸出值的建立時間；</p><p>　?。?）把一個A/D轉(zhuǎn)換器的輸出分配到幾個輸出點，以保證輸出的穩(wěn)定性。</p><p>　　2．采樣保持器集成芯片AD582</p><p>　　圖3-2AD582引腳圖</

65、p><p>　　Figure 3-3 AD582 pin charts</p><p>　　AD582是一個高生能的運算放大器、低漏電阻的模擬開關和一個由結(jié)開型聲效應管集成的放大器組成。全部電路集成在一個芯片上，保持電容器是外接的，其管腳功能及結(jié)構示意圖好圖3.2所示。開關閉合時，AD582的作用就像一個支算放大器，輸出跟隨輸入變化；當開關斷開時，由保持電容器保持住開關斷開時的值，此時的輸出

66、為斷開時刻的輸入值，而不再受輸入電壓變化的影響。</p><p>　　AD582各管腳功能說明如下：</p><p>　　+IN、-IN 采樣操持器模擬輸入信號，接+IN時。輸出與輸入同相；接-IN時，輸出與輸入反相。</p><p>　　NULL 調(diào)零，使用時要接一個電位器，以調(diào)節(jié)第一級差動運算放大器的工作電流。</p><p>　　+

67、VS、-VS 采樣保持器的供電電源，分別的+15V、-15V。</p><p>　　Ch 外接保持電容，用戶自定。接在A2的反相輸入羰6腳和輸出端8腳之間。</p><p>　　OUT 采樣保持器輸出。</p><p>　　Logic IN+，Logic IN- 邏輯控制差動輸入端，即采樣/保持器模式控制端。Logic IN+相對Logic IN-的電壓在-

68、6~0.8V時，AD582處于采樣模式；而當Logic IN+偏置在+2V（+Vs-3</p><p>　?。￢之間時，處于保持模式。</p><p>　　AD582的使用特點是：</p><p>　　（1）采樣時間比較短。當CH=100pF時，采樣時間。該時間與所選用的電容有關，電容越大，采樣時間越長，它影響采樣頻率。</p><p>　　

69、（2）采樣操持電流比可達。該值是體質(zhì)電容器的充電電流與保持模式時電容漏電流這間的比值，該值是采樣保持器的質(zhì)量標志。</p><p>　?。?）由于元件內(nèi)寄生電容小，而由寄生電容耦合引起的輸出誤差也小。</p><p>　?。?）在采樣和保持模式時有較高的輸入阻抗，約為。</p><p>　　（5）輸入信號電平高達電源電壓，可適用于12位A/D轉(zhuǎn)換電路。</p&

70、gt;<p>　　下圖3.3是增益為1、輸出同相的AD582應用電路。</p><p>　　圖3-3AD582 應用電路</p><p>　　Figure 3-3 AD582 applies the electric circuit</p><p><b>　　3.2A/D轉(zhuǎn)換器</b></p><p>　

71、　模擬量輸入通道的任務是將模擬量轉(zhuǎn)換成數(shù)字量。能夠完成定和任務的器件，稱之為模/數(shù)轉(zhuǎn)換器，簡稱A/D轉(zhuǎn)換器。在微型計算機的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)和控制系統(tǒng)中，大我采用低、中速的大規(guī)模集成A/D轉(zhuǎn)換芯片。對于低、中速A/D轉(zhuǎn)換器，這類芯片常用的轉(zhuǎn)換方法用計數(shù)－比較式、雙倒行逆施經(jīng)積分式和逐次逼近式3種。計數(shù)比較工器件簡單、價格便宜，但轉(zhuǎn)換速度慢，較少受用。雙斜率積分式精度高，有時也采用。由于逐次逼近式A/D轉(zhuǎn)換技術能很好地速度和精度，幫它在16們以

72、下的A/D轉(zhuǎn)換器件中得到了廣泛的應用。本設計采用逐次逼近式A/D轉(zhuǎn)換器。</p><p>　　3.2.1 逐次逼近型AD574</p><p>　　AD574是美國模擬器件公司（Analong Devices）生產(chǎn)的12位逐次逼近型快速A/D轉(zhuǎn)換器。其特點是：①有高精度參考電壓基準和時鐘電路；②全8位或16位微處理接口；③250ns總線取數(shù)時間，能滿足一般微處理器的時序要求；④高轉(zhuǎn)換速率，

73、12位時，8位時， 轉(zhuǎn)換誤差；⑤在溫度范圍內(nèi)滿足線性要求，在惡劣環(huán)境下亦能穩(wěn)定工作。⑥分辨率12位，非線性誤差小于。</p><p>　　1．AD574的結(jié)構和原理</p><p>　　AD754內(nèi)部含有三態(tài)輸入緩沖電路，可直接與各種微處理器連接，且無需附加接口電路，便能與CMOS及TTL電平兼容，內(nèi)部配置的高精度參考電壓源和時鐘電路，是它不需要任何外部電路和時鐘信號，就完成A/D轉(zhuǎn)換功能

74、。</p><p>　　AD574有兩部分組成，一部分是模擬芯片，別一部分為數(shù)字芯片。其中模擬芯片是由高性能的12位D/A轉(zhuǎn)換器AD565和參考電壓組成（AD565也是該公司的產(chǎn)呂，它速度快、單片結(jié)構、電流輸出型、建立時間為200ns）數(shù)字芯片由控制邏輯電路、逐次逼近型存儲器和三態(tài)輸出緩沖器組成?？刂七壿嫴糠钟脕戆l(fā)出啟動/停止時鐘信號及復位信號，并控制轉(zhuǎn)換過程。此部分邏輯控制信號包括5個外部信號，以及內(nèi)部轉(zhuǎn)換結(jié)束

75、信號。整個轉(zhuǎn)換過程結(jié)束后，輸出一個標志狀態(tài)STS（低電平有效）。另外，當START信號出現(xiàn)高電平時，標志狀態(tài)STS開始變?yōu)楦唠娖剑˙USY），直到轉(zhuǎn)換過程結(jié)束，才變?yōu)榈碗娖健?lt;/p><p>　　2．AD574的引腳及功能</p><p>　　AD574的引腳如圖3.4所示。現(xiàn)將部分引腳的功能分述如下：</p><p>　　10VIN 模擬信號輸入端，信號范圍為0~

76、10V或-5~+5V。</p><p>　　20VIN 模擬信號輸入端，信號范圍為0~20V或-10~+10V。</p><p>　　數(shù)據(jù)輸入端，DB0為最低位LSB，DB11為最高位MSB。</p><p>　　圖3-4 AD574的引腳</p><p>　　Figure 3-4 AD574 pin</p><p>

77、;　　片選信號，低電平有效。</p><p>　　CS 片使能信號（片啟動），高電平有效。</p><p>　　讀/啟動信號。在CE＝1, ＝0的條件下：＝0，進行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換；＝1,進行數(shù)據(jù)讀取。</p><p>　　數(shù)據(jù)格式選擇。如果＝1,讀取轉(zhuǎn)換結(jié)果時，12數(shù)據(jù)同時有效。＝0,數(shù)據(jù)分兩次輸出：第一次輸出高8位有效，第二次輸出低4位有效，中4位為零。該端中邏輯電平不

78、與TTL電路兼容，置高時接數(shù)字電源電壓，置低時接到數(shù)學部分公共端。AD574與8位微處理器配接時，只能作為雙字節(jié)傳送，常將接數(shù)字公共端。</p><p>　　A0 內(nèi)部寄存器控制輸入端。該管腳輸入信號有兩個功能：①在端接地條件下，當A0＝0時，高8位數(shù)據(jù)（DB11~DB4）有效；當A0＝1時，低4位有效即DB3~DB0為有效數(shù)據(jù)，DB4~DB7中間4位全為零，DB8~DB11高4位為高阻態(tài)。②A0可以控制轉(zhuǎn)換周期

79、長度：在＝0條件下，當A0＝0時，啟動12位轉(zhuǎn)換；當A0＝1時，啟動8位轉(zhuǎn)換。</p><p>　　REFOUT 芯片內(nèi)部10V參考電壓輸出端。通過該引腳除了可為外部參考輸入電阻、雙極性失調(diào)電阻提供電流以外，還為外部負載提供1.5mA電流。</p><p>　　REFIN 參考電壓輸入端。此端經(jīng)可調(diào)電阻與參考電壓REFOUT相接，可以進行芯片滿刻度調(diào)整。</p><p&

80、gt;　　BIPOFF 雙極性補償端。該端通過可調(diào)電阻與參考電壓源REFOUT或外部電源相接，作為芯片零點調(diào)整使用。</p><p>　　STS A/D轉(zhuǎn)換器的工作狀態(tài)輸出端。A/D轉(zhuǎn)換器的工作狀態(tài)輸出端。A/D轉(zhuǎn)換開始STS由低電平變?yōu)楦唠娖?，轉(zhuǎn)換結(jié)束，該電平變?yōu)榈碗娖健?lt;/p><p>　　綜上所述，可寫出AD574控制信號組合表，如表3.1所示。</p><p&g

81、t;　　表3-1AD574控制信號組合表</p><p>　　Table 3.1 AD574 control signal combination table</p><p>　　3.2.2AD574轉(zhuǎn)換器與微型機接口技術</p><p>　　1．模擬量輸入信號的連接</p><p>　　AD574的輸入有單極性輸入和雙極性輸入兩種工作方式，

82、根據(jù)模擬信號的性質(zhì)加以選定。</p><p>　　2．A/D轉(zhuǎn)換器的啟動方式</p><p>　　任何一個A/D轉(zhuǎn)換器在開始轉(zhuǎn)換前，都必須加一個啟動信號民，才能開始工作。一般分脈沖啟動和電平啟動兩種。AD574屬于脈沖啟動轉(zhuǎn)換芯片，用信號及地址譯碼器輸出經(jīng)過一定的邏輯電路進行控制。</p><p>　　3．轉(zhuǎn)換結(jié)束信號的處理方法</p><p&g

83、t;　　當CPU向A/D轉(zhuǎn)換器發(fā)出一個啟動信號，A/D轉(zhuǎn)換器便開始轉(zhuǎn)換，經(jīng)過一段時間以后，A/D轉(zhuǎn)換才能結(jié)束。當轉(zhuǎn)換結(jié)束時，A/D轉(zhuǎn)換器芯片內(nèi)部的轉(zhuǎn)換結(jié)果觸發(fā)器，同時輸出一個轉(zhuǎn)換結(jié)束標志信號，通知微型機A/D轉(zhuǎn)換已經(jīng)完成，可以進行讀數(shù)。</p><p>　　微型機檢查判斷A/D轉(zhuǎn)換結(jié)束的方法有以下三種：中斷方式、查詢方式和軟件延時方式。</p><p><b>　　4．參考電平連

84、接</b></p><p>　　在A/D轉(zhuǎn)換器中，參考電平的作用是供給其內(nèi)部D/A轉(zhuǎn)換器的標準電源，它直接關系到A/D的精度。AD574內(nèi)部設置有精密參考電源不必處加電源。</p><p><b>　　5．時鐘連接</b></p><p>　　A/D轉(zhuǎn)換器的另一個重要控制信號是時鐘，其頻率是芯片轉(zhuǎn)換速度的基準。A/D轉(zhuǎn)換時鐘的提供方

85、法有兩種，一種是由芯片內(nèi)部提供，一種是由外部時鐘提供。AD574內(nèi)部設有里氏振蕩器，一般不需任何附加電路。</p><p><b>　　6．接地問題</b></p><p>　　在有A/D轉(zhuǎn)換器級成的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)中，有接地點，這些接地噗通常被看作是邏輯電路的返回端（數(shù)字地）、模擬公共端（模擬地）。在連接時，必須將模擬電源、數(shù)字電源分別霎地，模擬地和數(shù)字地也要分別連接。

86、</p><p>　　AD574與微型機接口電路如圖3-5所示。</p><p>　　圖3-5AD574與微型機接口電路</p><p>　　Figure 3-5 AD574and miniature machine connection electric circuit4 計算機系統(tǒng)及擴展</p><p>　　微型機在數(shù)據(jù)采集和處理時，主要

87、是對大量的過程參數(shù)進行巡回檢測、數(shù)據(jù)記錄、數(shù)據(jù)計算機、數(shù)據(jù)統(tǒng)計和整理及對大量數(shù)據(jù)進行積累和實時分析。這種方式，微型機不直接參與過程控制，對生產(chǎn)過程不會直接產(chǎn)生影響。</p><p>　　這種應用方式中，微型機雖不直接參與生產(chǎn)過程的控制，但其作用還是很明顯的。首先由于微型機具有速度快等特點，故在過程參數(shù)的測量和記錄中可替代大量的常規(guī)顯示和記錄儀表，對整個生產(chǎn)過程進行集中監(jiān)控。同時由于微處理器具有運算、邏輯判斷能力，

88、可以對大量的輸入數(shù)據(jù)進行必要的集中、加工和處理，并且能以有利于指導生產(chǎn)過程控制的方式表示出來，故對指導生產(chǎn)過程控制有一定作用。</p><p>　　下面介紹一下本設計系統(tǒng)的主要控制器件AT89S52及數(shù)據(jù)存儲器的擴展。</p><p>　　4.1微型控制器AT89S52</p><p>　　AT89S52是一種低功耗、高性能的COMS 8位微型計算機。它帶有8K的F

89、lash可編程和擦除的只讀存儲器（PEROM）。該器件STMEL的高密度非易失性存儲器技術制造，與工業(yè)上標準的80C51和80C52的指令系統(tǒng)及引腳兼容。如圖4-1為AT89S52引腳圖。</p><p>　　圖4-1 AT89S52引腳圖</p><p>　　Figure 4-1 AT89S52 pin chart</p><p>　　4.1.1 主要性能<

90、/p><p>　?、?與MCS-51單片機產(chǎn)品兼容。</p><p>　?、?8K字節(jié)在系統(tǒng)可編程Flash存儲器。</p><p>　?、?1000次擦寫周期。</p><p>　?、?全靜態(tài)操作：0Hz～33Hz。</p><p>　?、?三級加密程序存儲器。</p><p>　　⑹ 32個可編

91、程I/O口線。</p><p>　?、?三個16位定時器/計數(shù)器。</p><p><b>　?、?六個中斷源。</b></p><p>　?、?全雙工UART串行通道。</p><p>　　⑽ 低功耗空閑和掉電模式。</p><p>　　⑾ 掉電后中斷可喚醒。</p><p&

92、gt;<b>　?、?看門狗定時器。</b></p><p><b>　?、?雙數(shù)據(jù)指針。</b></p><p><b>　?、?掉電標識符。</b></p><p>　　4.1.2 功能特性</p><p>　　AT89S52是一種低功耗、高性能CMOS8位微控制器，具有8

93、K在系統(tǒng)可編程Flash存儲器。使用Atmel公司高密度非易失性存儲器技術制造，與工業(yè)80C51產(chǎn)品指令和引腳完全兼容。片上Flash允許程序存儲器在系統(tǒng)可編程，亦適于常規(guī)編程器。在單芯片上，擁有靈巧的8 位CPU和在系統(tǒng)可編程Flash，使得AT89S52為眾多嵌入式控制應用系統(tǒng)提供高靈活、超有效的解決方案。</p><p>　　AT89S52具有以下標準功能：8k字節(jié)Flash，256字節(jié)RAM，32位I/O

94、口線，看門狗定時器，2個數(shù)據(jù)指針，三個16位定時器/計數(shù)器，一個6向量2級中斷結(jié)構，全雙工串行口，片內(nèi)晶振及時鐘電路。另外，AT89S52可降至0Hz靜態(tài)邏輯操作，支持2種軟件可選擇節(jié)電模式。空閑模式下，CPU停止工作，允許RAM、定時器/計數(shù)器、串口、中斷繼續(xù)工作。掉電保護方式下，RAM內(nèi)容被保存，振蕩器被凍結(jié)，單片機一切工作停止，直到下一個中斷或硬件復位為止。</p><p>　　4.1.3 引腳功能<

95、/p><p><b>　　VCC: 電源</b></p><p><b>　　GND: 接地</b></p><p>　　P0口：P0口是一個8位漏極開路的雙向I/O口。作為輸出口，每位能驅(qū)動8個TTL邏輯電平。對P0端口寫“1”時，引腳用作高阻抗輸入。當訪問外部程序和數(shù)據(jù)存儲器時，P0也被作為低8位地址/數(shù)據(jù)復用。在這種模式

96、下，P0具有內(nèi)部上拉電阻。在flash編程時，P0口也用來接收指令字節(jié)；在程序校驗時，輸出指令字節(jié)。程序校驗時，需要外部上拉電阻。</p><p>　　P1口：P1口是一個具有內(nèi)部上拉電阻的8 位雙向I/O 口，p1輸出緩沖器能驅(qū)動4個TTL邏輯電平。對P1 端口寫“1”時，內(nèi)部上拉電阻把端口拉高，此時可以作為輸入口使用。作為輸入使用時，被外部拉低的引腳由于內(nèi)部電阻的原因，將輸出電流（IIL）。此外，P1.0和P

97、1.2分別作定時器/計數(shù)器2的外部計數(shù)輸入（P1.0/T2）和定時器/計數(shù)器2的觸發(fā)輸入（P1.1/T2EX），具體如表4-1所示。在flash編程和校驗時，P1口接收低8位地址字節(jié)。</p><p>　　表4-1引腳第二功能</p><p>　　Table 4-1 PinSecond function</p><p>　　P2口：P2口是一個具有內(nèi)部上拉電阻的8位

98、雙向I/O口，P2輸出緩沖器能驅(qū)動4個TTL邏輯電平。對P2端口寫“1”時，內(nèi)部上拉電阻把端口拉高，此時可以作為輸入口使用，作為輸入使用時，被外部拉低的引腳由于內(nèi)部電阻的原因，將輸出電流（IIL）。在訪問外部程序存儲器或用16位地址讀取外部數(shù)據(jù)存儲器（例如執(zhí)行MOVX @DPTR）時，P2口送出高八位地址。在這種應用中，P2口使用很強的內(nèi)部上拉發(fā)送1。在使用8位地址（如MOVX @RI）訪問外部數(shù)據(jù)存儲器時，P2口輸出P2鎖存器的內(nèi)容。

99、在flash編程和校驗時，P2口也接收高8位地址字節(jié)和一些控制信號。</p><p>　　P3口：P3口是一個具有內(nèi)部上拉電阻的8位雙向I/O 口，P3輸出緩沖器能驅(qū)動4個TTL 邏輯電平。對P3端口寫“1”時，內(nèi)部上拉電阻把端口拉高，此時可以作為輸入口使用，作為輸入使用時，被外部拉低的引腳由于內(nèi)部電阻的原因，將輸出電流（IIL）。P3口亦作為AT89S52特殊功能（第二功能）使用，如表4-2所示。在flash編

100、程和校驗時，P3口也接收一些控制信號。</p><p>　　表4-2 AT89S52特殊功能</p><p>　　Table 4-2 AT89S52 special function</p><p>　　RST:復位輸入。晶振工作時，RST腳持續(xù)2個機器周期高電平將使單片機復位?？撮T狗計時完成后，RST腳輸出96個晶振周期的高電平。特殊寄存器AUXR(地址8EH)上

101、的DISRTO位可以使此功能無效。DISRTO默認狀態(tài)下，復位高電平有效。</p><p>　　:地址鎖存控制信號（ALE）是訪問外部程序存儲器時，鎖存低8位地址的輸出脈沖。在flash編程時，此引腳（）也用作編程輸入脈沖。在一般情況下，ALE以晶振六分之一的固定頻率輸出脈沖，可用來作為外部定時器或時鐘使用。然而，特別強調(diào)，在每次訪問外部數(shù)據(jù)存儲器時，ALE脈沖將會跳過。如果需要，通過將地址為8EH的SFR的第0

102、位置“1”,ALE操作將無效。這一位置“1”，ALE僅在執(zhí)行MOVX 或MOVC指令時有效。否則,ALE 將被微弱拉高。這個ALE使能標志位（地址為8EH的SFR的第0位）的設置對微控制器處于外部執(zhí)行模式下無效。</p><p>　　:外部程序存儲器選通信號,當AT89S52從外部程序存儲器執(zhí)行外部代碼時，在每個機器周期被激活兩次，而在訪問外部數(shù)據(jù)存儲器時，將不被激活。</p><p>　

103、　:訪問外部程序存儲器控制信號。為使能從0000H 到FFFFH的外部程序存儲器讀取指令，必須接GND。為了執(zhí)行內(nèi)部程序指令，應該接VCC。在flash編程期間，也接收12伏VPP電壓。</p><p>　　XTAL1:振蕩器反相放大器和內(nèi)部時鐘發(fā)生電路的輸入端。</p><p>　　XTAL2:振蕩器反相放大器的輸出端。</p><p>　　4.1.4 復位電路設

104、計</p><p>　　復位是單片機的初始化操作，其主要功能是把PC初始化為0000H，使單片機從0000H單元開始執(zhí)行程序。除了進入系統(tǒng)的正常初始化之外，當由于程序運行出錯或操作錯誤使系統(tǒng)處于死鎖狀態(tài)時，為了擺脫困境，也需要通過復位操作，重新啟動。如圖3-2所示為上電復位電路。</p><p>　　圖4-2 上電復位電路</p><p>　　Figure 4-2

105、on electricity replacement electric circuit</p><p>　　如圖4-2中所示，和RST端接一容量為左右的電解電容，利用RST內(nèi)部復位下拉電阻便構成了復位電路。接通電源的瞬間，電容C上的電壓很小，復位下拉電阻上的電壓接近電源電壓，即RST為高電平，在電容充電過程中，RST端電位逐漸下降，當RST端電位小于某一數(shù)值后，CPU脫離復位狀態(tài)。只要電容C容量足夠大，即可保證R

106、ST高電平有效時間大于24個振蕩周期，CPU就可能復位。圖中為了保證復位電路可靠的工作，常將RC電路產(chǎn)生的復位信號再經(jīng)過施密特觸發(fā)電路整形，然后接入單片機的復位端和外圍電路的復位端。</p><p>　　4.2 雙口RAMIDT7132</p><p>　　4.2.1 IDT7132的各腳分布</p><p>　　圖4-3 IDT7132引腳圖</p>

107、<p>　　Figure 4-3 IDT7132 pin chart</p><p>　　雙口RAM IDT7132的引腳圖如圖4-3所示。各引腳定義如下：</p><p><b>　?。旱刂房偩€；</b></p><p><b>　?。簲?shù)據(jù)總線；</b></p><p>　　：芯片片選

108、信號，該為高電平時，芯片牌隔離狀態(tài)，低電平選中，可以進行讀寫操作；</p><p>　　RW1、R/Wr：讀寫存儲口碑誤，高表示存儲器，低表示寫存儲器；</p><p>　?。好π盘枺摱藶楦唠娖綍r，對芯片進行讀寫損傷；該端為低電平時，芯片處于忙狀態(tài)，讀寫操作無效；</p><p>　?。捍鎯ζ鬏敵鍪鼓苄盘枺碗娖接行?，將輸出緩沖器打開，允許讀出存儲單元的內(nèi)容。&l

109、t;/p><p>　　圖4-4 IDT7132的功能結(jié)構圖</p><p>　　Figure 4-4 IDT7132 function structure drawings</p><p>　　從IDT7132引腳可能看出，對兩個CPU之間基于IDT7132的點對點通信，它們允許直接互連而不需要額外的邏輯應答；對多個CPU之間的通信，則需要有一些控制邏輯。如圖4-4為I

110、DT7132的結(jié)構圖。</p><p>　　4.2.2 IDT7132芯片的特點</p><p>　　IDT7132是高速位雙端口靜態(tài)RAM，單一+5V供電。IDT7132可能來作為獨立的8位雙端口RAM，也可以作為主雙口RAM與從雙口RAM IDT7132一起應用與16位或更多位的系統(tǒng)中。</p><p>　　IDT7132具有兩個獨立端口，各自均有一套相應的數(shù)據(jù)

111、總線、地址總線和控制總線，允許兩個端口獨立、異步地對存儲器中的任何存儲單元進行存取操作。主從機在對雙口RAM操作時，是對各自用控制的一邊端口進行的。當兩個端口同時對存儲器中的同一單元進行操作時會產(chǎn)生單競爭，可由其內(nèi)部仲裁邏輯優(yōu)先權。</p><p>　　IDT7132采用IDT公司CEMOS工藝制作。工作過程中芯片的功耗僅為325mW。最快訪問時間20ns。具有低功耗下由后由后備電源保存數(shù)據(jù)的功能，這時每一端口的