數(shù)據(jù)采集課程設(shè)計(jì)1

1、<p><b>　　摘 要</b></p><p>　　現(xiàn)在機(jī)務(wù)段的檢修設(shè)備中的電氣控制和監(jiān)控器繁瑣，不能有效的顯示和控制設(shè)備進(jìn)行精確的操作。大多數(shù)設(shè)備沒(méi)有聯(lián)網(wǎng)，各設(shè)備的操作結(jié)果必須由操作人員填寫表格，遞交車間主管，最后才能交給機(jī)務(wù)段管理人員。手續(xù)繁雜，效率低下，不能及時(shí)準(zhǔn)確的將生產(chǎn)情況反饋到管理部門?！皺C(jī)務(wù)段設(shè)備管理信息系統(tǒng)”首次在國(guó)內(nèi)對(duì)機(jī)務(wù)段目前使用的各種檢修設(shè)備進(jìn)行信息化

2、改造，對(duì)所有檢修數(shù)據(jù)進(jìn)行處理并發(fā)送上網(wǎng)，做到無(wú)紙化作業(yè)，保證了檢修數(shù)據(jù)的科學(xué)性和可靠性，并實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)共享。該系統(tǒng)對(duì)于實(shí)現(xiàn)機(jī)務(wù)段的科學(xué)管理、保證檢修質(zhì)量、降低檢修成本都起到了關(guān)鍵的作用。該系統(tǒng)以AT89C51單片機(jī)為主控器，通過(guò)擴(kuò)展A/D接口，鍵盤輸入，數(shù)據(jù)處理，數(shù)據(jù)顯示以及系統(tǒng)報(bào)警等相關(guān)設(shè)備實(shí)現(xiàn)多路數(shù)據(jù)采集和監(jiān)測(cè)的原理與結(jié)構(gòu)。本系統(tǒng)采用雙CPU控制方式，多路數(shù)據(jù)采集方式有遠(yuǎn)端CPU控制，本地單片機(jī)控制遠(yuǎn)端CPU，雙機(jī)間通訊以RS-232

3、C標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行通訊。實(shí)踐證明，系統(tǒng)設(shè)計(jì)是可行的，并且系統(tǒng)性能可靠, 實(shí)時(shí)性好, 實(shí)用性強(qiáng)。</p><p>　　關(guān)鍵詞：數(shù)據(jù)采集     A/D轉(zhuǎn)換    RS-232C</p><p><b>　　目錄</b></p><p>　　一．系統(tǒng)的設(shè)計(jì)概述2</p>

4、<p>　　1.1開(kāi)關(guān)量的檢測(cè)2</p><p>　　1.2數(shù)字量采集與處理3</p><p>　　1.3模擬量的檢測(cè)3</p><p>　　二．傳感器的選用4</p><p>　　三．硬件系統(tǒng)的設(shè)計(jì)5</p><p>　　3.1 AT89C51與存儲(chǔ)器芯片2764和6264的擴(kuò)展5</p&

5、gt;<p>　　3.1.1單片機(jī)AT89C51的性能及特點(diǎn)5</p><p>　　3.1.2擴(kuò)展芯片（2764和6264）的性能及特點(diǎn)7</p><p>　　3.1.3地址鎖存器選擇9</p><p>　　3.1.4 A/D 轉(zhuǎn)換器選擇10</p><p>　　3.2 開(kāi)關(guān)量的輸入設(shè)計(jì)11</p>&

6、lt;p>　　3.3 脈沖量的輸入設(shè)計(jì)11</p><p>　　3.4 MAX232實(shí)現(xiàn)串行通信12</p><p><b>　　四．軟件設(shè)計(jì)13</b></p><p><b>　　4.1主程序13</b></p><p>　　4.3開(kāi)關(guān)量采集程序15</p>&

7、lt;p>　　4.4 脈沖量采集程序15</p><p>　　4.5 A/D轉(zhuǎn)換程序16</p><p>　　（4） PC機(jī)與單片機(jī)AT89C51的串行通信初始化程序17</p><p><b>　　總 結(jié)18</b></p><p><b>　　參考文獻(xiàn)19</b></p&

8、gt;<p><b>　　一．系統(tǒng)的設(shè)計(jì)概述</b></p><p>　　本系統(tǒng)是一個(gè)基于網(wǎng)絡(luò)通信（包括以太網(wǎng)通信和485總線網(wǎng)絡(luò)通信）的設(shè)備數(shù)據(jù)采集和監(jiān)控系統(tǒng)，主要有服務(wù)器、以太網(wǎng)絡(luò)、上位機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)、485總線網(wǎng)絡(luò)、設(shè)備數(shù)據(jù)采集以及通信系統(tǒng)和系統(tǒng)管理對(duì)象組成。該系統(tǒng)還是集網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)、單片機(jī)技術(shù)、數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)和匯編語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)于一體的工程，這些技術(shù)相互聯(lián)系，相互交叉共同作用于此

9、項(xiàng)任務(wù)。</p><p>　　本次設(shè)計(jì)的主要任務(wù)是為了實(shí)現(xiàn)機(jī)務(wù)設(shè)備檢修數(shù)據(jù)采集。設(shè)備數(shù)據(jù)采集部分要求采集的數(shù)據(jù)分三類：1. 開(kāi)關(guān)量的檢測(cè)；2. 脈沖量的檢測(cè)；3. 模擬量的檢測(cè)。</p><p>　　1.1開(kāi)關(guān)量的檢測(cè) </p><p>　　開(kāi)關(guān)量采集包括事件順序記錄（SOE）型開(kāi)關(guān)量和普通型開(kāi)關(guān)量?jī)煞N。SOE型開(kāi)關(guān)量信號(hào)指事故信號(hào)、斷路器分合及重要繼電保護(hù)的動(dòng)作信

10、號(hào)。監(jiān)控系統(tǒng)采用中斷方式迅速響應(yīng)這些信號(hào)并進(jìn)行記錄優(yōu)先傳遞。普通型開(kāi)關(guān)量信號(hào)是指除SOE型開(kāi)關(guān)量信號(hào)以外的那部分開(kāi)關(guān)量信號(hào)，包括各類故障信號(hào)、隔離開(kāi)關(guān)的位置信號(hào)、設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)信號(hào)、手動(dòng)自動(dòng)方式選擇的位置信號(hào)等。監(jiān)控系統(tǒng)對(duì)這些信號(hào)的采集為掃查方式。</p><p>　　對(duì)開(kāi)關(guān)量信號(hào)的處理包括光電隔離、硬件及軟件濾波、基準(zhǔn)時(shí)間補(bǔ)償、數(shù)據(jù)有效性合理性判斷、啟支相關(guān)量處理功能（如啟支事件順序記錄、發(fā)事故報(bào)警、畫面自支推出

11、以及自支停機(jī)等），最后經(jīng)格式經(jīng)處理后存入實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)。</p><p>　　1.2數(shù)字量采集與處理</p><p>　　數(shù)字量信號(hào)主要指水位等BCD碼輸入量。采用多點(diǎn)開(kāi)關(guān)量并行采集，然后轉(zhuǎn)換為相應(yīng)模擬量數(shù)值。對(duì)數(shù)字量的處理包括光電隔離、數(shù)字濾波、碼制變換、數(shù)據(jù)有效性合理性判斷、標(biāo)度變換等，以格式化處理后存入實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)。</p><p><b>　　1.3模擬

12、量的檢測(cè)</b></p><p>　　模擬量分為電氣模擬量、非電氣模擬量及溫度量。對(duì)模擬量信號(hào)的處理包括回路斷線檢測(cè)、數(shù)字濾波、誤差補(bǔ)償、數(shù)據(jù)有效性合理性判斷、標(biāo)度換算、梯度計(jì)算、越復(fù)限判斷及越限報(bào)警，最后經(jīng)格式化處理后存入實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)。</p><p>　　數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)一般由數(shù)據(jù)輸入通道、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)與管理、數(shù)據(jù)處理、數(shù)據(jù)輸出及顯示這五個(gè)部分組成。輸入通道要實(shí)現(xiàn)對(duì)被測(cè)對(duì)象的檢測(cè)、采

13、樣和信號(hào)轉(zhuǎn)換等工作。數(shù)據(jù)存儲(chǔ)與管理要用存儲(chǔ)器把采集到的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)起來(lái)，建立相應(yīng)的數(shù)據(jù)庫(kù)，并進(jìn)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，刪除干擾噪聲、無(wú)關(guān)信息和不必要的信息，提取出反映被測(cè)對(duì)象特征的重要信息。另外，就是對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，以便于檢索；或者把數(shù)據(jù)恢復(fù)成原來(lái)的物理量形式，以可輸出的形態(tài)在輸出設(shè)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(dāng)?shù)男问竭M(jìn)行輸出和顯示。</p><p>　　在

14、這個(gè)過(guò)程中主要用到信息采集板，信息采集板包括CPU、RS232訊通接口、RS485通訊網(wǎng)絡(luò)接口等，信號(hào)采集獲得開(kāi)關(guān)量和經(jīng)過(guò)標(biāo)準(zhǔn)化處理的傳感器信號(hào)，進(jìn)行信號(hào)采集，并經(jīng)過(guò)數(shù)學(xué)處理，然后進(jìn)行圖文顯示、儲(chǔ)存和網(wǎng)絡(luò)通訊。</p><p>　　系統(tǒng)硬件總體框圖如圖1-1所示：</p><p>　　圖1-1 系統(tǒng)硬件總體框圖</p><p><b>　　二．傳感器的選用

15、</b></p><p>　　鉑金溫度傳感器具有高精確度及高安定性，在-200℃~600℃之間亦有很好的線性度。一般而言，鉑電阻溫度傳感器pt100感溫電阻在低溫-200℃~-100℃間其溫度系數(shù)較大；在中溫100℃~300℃間有相當(dāng)良好的線性特性；而在高溫300℃~500℃間其溫度系數(shù)則變小。由于在0℃時(shí)，鉑金pt100電阻值為100Ω，已被視為金屬感溫電阻的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格。</p><

16、;p>　　鉑電阻Pt100感溫電阻值與溫度間之關(guān)系式，可表亦為：</p><p>　　(1)低溫-200℃~0℃間：</p><p>　　(2)高溫0℃~500℃間</p><p>　　而對(duì)于鉑電阻Pt102感溫電阻與溫度間之關(guān)系式，由于其在0℃時(shí)之電阻值為</p><p>　　R(0)=10×102 W=1 kW</p

17、><p><b>　　故 </b></p><p>　　圖2-1 0℃~500℃溫度測(cè)量電路</p><p><b>　　三．硬件系統(tǒng)的設(shè)計(jì)</b></p><p>　　3.1 AT89C51與存儲(chǔ)器芯片2764和6264的擴(kuò)展</p><p>　　3.1.1單片機(jī)AT89C5

18、1的性能及特點(diǎn)</p><p>　　AT89C51是一種帶4K字節(jié)閃爍可編程可擦除只讀存儲(chǔ)器（FPEROM—Falsh Programmable and Erasable Read Only Memory）的低電壓，高性能CMOS8位微處理器，俗稱單片機(jī)。該器件采用ATMEL高密度非易失存儲(chǔ)器制造技術(shù)制造，與工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的MCS-51指令集和輸出管腳相兼容。由于將多功能8位CPU和閃爍存儲(chǔ)器組合在單個(gè)芯片中，ATME

19、L的AT89C51是一種高效微控制器，為很多嵌入式控制系統(tǒng)提供了一種靈活性高且價(jià)廉的方案。AT89C51的邏輯電路如圖3-1-1所示。</p><p><b>　　1．主要特性：</b></p><p>　　與MCS-51 兼容</p><p>　　4K字節(jié)可編程閃爍存儲(chǔ)器</p><p>　　壽命：1000寫/擦循環(huán)&

20、lt;/p><p>　　數(shù)據(jù)保留時(shí)間：10年</p><p>　　全靜態(tài)工作：0Hz-24Hz</p><p>　　三級(jí)程序存儲(chǔ)器鎖定 128*8位內(nèi)部RAM</p><p>　　兩個(gè)16位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器 可編程串行通道 5個(gè)中斷源 低功耗的閑置和掉電模式

21、 片內(nèi)振蕩器和時(shí)鐘電路 </p><p>　　圖3-1-1 AT89C51的邏輯電路</p><p><b>　　2．管腳說(shuō)明：</b></p><p>　　VCC：供電電壓。GND：接地。    P0口：P0口為一個(gè)8位漏級(jí)開(kāi)路雙向I/O口，每腳可吸收8TTL門電流。當(dāng)P1口的管腳第一次寫1時(shí)，被定義為高阻

22、輸入。P0能夠用于外部程序數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，它可以被定義為數(shù)據(jù)/地址的第八位。在FIASH編程時(shí)，P0 口作為原碼輸入口，當(dāng)FIASH進(jìn)行校驗(yàn)時(shí)，P0輸出原碼，此時(shí)P0外部必須被拉高。    P1口：P1口是一個(gè)內(nèi)部提供上拉電阻的8位雙向I/O口，P1口緩沖器能接收輸出4TTL門電流。P1口管腳寫入1后，被內(nèi)部上拉為高，可用作輸入，P1口被外部下拉為低電平時(shí)，將輸出電流，這是由于內(nèi)部上拉的緣故。在FLASH編程

23、和校驗(yàn)時(shí)，P1口作為第八位地址接收。     P2口：P2口為一個(gè)內(nèi)部上拉電阻的8位雙向I/O口，P2口緩沖器可接收，輸出4個(gè)TTL門電流，當(dāng)P2口被寫“1”時(shí)，其管腳被內(nèi)部上拉電阻拉高，且作為輸入。并因此作為輸入時(shí)，P2口的管腳被外部拉低，將輸出電流。這是由于內(nèi)部上拉的緣故。P2口當(dāng)用于外部程序存儲(chǔ)器或16位地址外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器進(jìn)行存取時(shí)，P2口輸出地址的高八位。在給出地址“1”時(shí)，它利用內(nèi)部上拉優(yōu)勢(shì)，當(dāng)

24、對(duì)外部八位地址數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器進(jìn)</p><p>　　P3口也可作為AT89C51的一些特殊功能口，如下所示：P3.0 RXD（串行輸入口）P3.1 TXD（串行輸出口）P3.2 /INT0（外部中斷0）P3.3 /INT1（外部中斷1）P3.4 T0（記時(shí)器0外部輸入）P3.5 T1（記時(shí)器1外部輸入）P3.6 /WR（外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器寫選通）P3.7 /RD（外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器讀選通）P3口同時(shí)為閃爍編

25、程和編程校驗(yàn)接收一些控制信號(hào)。</p><p>　　RST：復(fù)位輸入。當(dāng)振蕩器復(fù)位器件時(shí)，要保持RST腳兩個(gè)機(jī)器周期的高電平時(shí)間。ALE/PROG：當(dāng)訪問(wèn)外部存儲(chǔ)器時(shí)，地址鎖存允許的輸出電平用于鎖存地址的地位字節(jié)。在FLASH編程期間，此引腳用于輸入編程脈沖。在平時(shí)，ALE端以不變的頻率周期輸出正脈沖信號(hào)，此頻率為振蕩器頻率的1/6。因此它可用作對(duì)外部輸出的脈沖或用于定時(shí)目的。然而要注意的是：每當(dāng)用作外部數(shù)據(jù)存

26、儲(chǔ)器時(shí)，將跳過(guò)一個(gè)ALE脈沖。如想禁止ALE的輸出可在SFR8EH地址上置0。此時(shí)， ALE只有在執(zhí)行MOVX，MOVC指令是ALE才起作用。另外，該引腳被略微拉高。如果微處理器在外部執(zhí)行狀態(tài)ALE禁止，置位無(wú)效。</p><p>　　/PSEN：外部程序存儲(chǔ)器的選通信號(hào)。在由外部程序存儲(chǔ)器取指期間，每個(gè)機(jī)器周期兩次/PSEN有效。但在訪問(wèn)外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，這兩次有效的/PSEN信號(hào)將不出現(xiàn)。 

27、60;  /EA/VPP：當(dāng)/EA保持低電平時(shí)，則在此期間外部程序存儲(chǔ)器（0000H-FFFFH），不管是否有內(nèi)部程序存儲(chǔ)器。注意加密方式1時(shí)，/EA將內(nèi)部鎖定為RESET；當(dāng)/EA端保持高電平時(shí)，此間內(nèi)部程序存儲(chǔ)器。在FLASH編程期間，此引腳也用于施加12V編程電源（VPP）。    XTAL1：反向振蕩放大器的輸入及內(nèi)部時(shí)鐘工作電路的輸入。    XTAL2

28、：來(lái)自反向振蕩器的輸出。</p><p><b>　　3．振蕩器特性：</b></p><p>　　XTAL1和XTAL2分別為反向放大器的輸入和輸出。該反向放大器可以配置為片內(nèi)振蕩器。石晶振蕩和陶瓷振蕩均可采用。如采用外部時(shí)鐘源驅(qū)動(dòng)器件，XTAL2應(yīng)不接。有余輸入至內(nèi)部時(shí)鐘信號(hào)要通過(guò)一個(gè)二分頻觸發(fā)器，因此對(duì)外部時(shí)鐘信號(hào)的脈寬無(wú)任何要求，但必須保證脈沖的高低電平要求的

29、寬度。</p><p><b>　　4．芯片擦除：</b></p><p>　　整個(gè)PEROM陣列和三個(gè)鎖定位的電擦除可通過(guò)正確的控制信號(hào)組合，并保持ALE管腳處于低電平10ms 來(lái)完成。在芯片擦操作中，代碼陣列全被寫“1”且在任何非空存儲(chǔ)字節(jié)被重復(fù)編程以前，該操作必須被執(zhí)行。此外，AT89C51設(shè)有穩(wěn)態(tài)邏輯，可以在低到零頻率的條件下靜態(tài)邏輯，支持兩種軟件可選的掉電

30、模式。在閑置模式下，CPU停止工作.但RAM，定時(shí)器，計(jì)數(shù)器，串口和中斷系統(tǒng)仍在工作。在掉電模式下，保存RAM的內(nèi)容并且凍結(jié)振蕩器，禁止所用其他芯片功能，直到下一個(gè)硬件復(fù)位為止。</p><p>　　3.1.2擴(kuò)展芯片（2764和6264）的性能及特點(diǎn)</p><p>　　讀方式是 2764A 通常使用的方式，此時(shí)兩個(gè)電源引腳VCC 和VPP 都接至+5 V，PGM接至高電平，當(dāng)從2764

31、A的某個(gè)單元讀數(shù)據(jù)時(shí)，先通過(guò)地址引腳接收來(lái)自CPU的地址信號(hào)， 然后使控制信號(hào)和CE、OE 都有效，于是經(jīng)過(guò)一個(gè)時(shí)間間隔，指定單元的內(nèi)容即可讀到數(shù)據(jù)總線上。下圖3-1-2是2764ROM電路連接原理圖。</p><p>　　圖3-1-2 2764連接原理圖</p><p>　　6264的容量為8KB，是28引腳雙列直插式芯片，采用CMOS工藝制造。</p><p>

32、;　　A12～A0（address inputs）：地址線，可尋址8KB的存儲(chǔ)空間。</p><p>　　D7～D0（data bus）：數(shù)據(jù)線，雙向，三態(tài)。</p><p>　　（output enable）：讀出允許信號(hào)，輸入，低電平有效。</p><p>　　（write enable）：寫允許信號(hào)，輸入，低電平有效。</p><p>

33、　?。╟hip enable）：片選信號(hào)1，輸入，在讀/寫方式時(shí)為低電平。</p><p>　　CE2（chip enable）：片選信號(hào)2，輸入，在讀/寫方式時(shí)為高電平。</p><p>　　VCC：+5V工作電壓。</p><p><b>　　GND：信號(hào)地。</b></p><p>　　6264RAM電路連接原理圖

34、如圖3-1-3所示</p><p>　　圖3-1-3 6264RAM電路連接原理圖</p><p>　　3.1.3地址鎖存器選擇</p><p>　　選用74LS373鎖存器，373 的輸出端 O0~O7 可直接與總線相連。當(dāng)三態(tài)允許控制端OE 為低電平時(shí)，O0~O7 為正常邏輯狀態(tài)，可用來(lái)驅(qū)動(dòng)負(fù)載或總線。當(dāng) OE 為高電平時(shí)，O0~O7 呈高阻態(tài)，即不驅(qū)動(dòng)總線，

35、也不為總線的負(fù)載，但鎖存器內(nèi)部的邏輯操作不受影響。當(dāng)鎖存允許端 LE 為高電平時(shí)，O 隨數(shù)據(jù) D 而變。當(dāng) LE 為低電平時(shí)，O 被鎖存在已建立的數(shù)據(jù)電平。當(dāng) LE 端施密特觸發(fā)器的輸入滯后作用，使交流和直流噪聲抗擾度被改善 400mV。74LS373管腳圖如圖3-1-4所示。</p><p>　　圖3-1-4 74LS373 管腳圖</p><p><b>　　引出端符號(hào)：&

36、lt;/b></p><p>　　D0～D7 數(shù)據(jù)輸入端</p><p>　　OE 三態(tài)允許控制端（低電平有效）</p><p><b>　　LE 鎖存允許端</b></p><p><b>　　O0～O7 輸出端</b></p><p>　　3.1.4 A/D 轉(zhuǎn)換器

37、選擇</p><p>　　AD574A是美國(guó)模擬數(shù)字公司（Analog）推出的單片高速12位逐次比較型A/D轉(zhuǎn)換器，內(nèi)置雙極性電路構(gòu)成的混合集成轉(zhuǎn)換顯片，具有外接元件少，功耗低，精度高等特點(diǎn)，并且具有自動(dòng)校零和自動(dòng)極性轉(zhuǎn)換功能，只需外接少量的阻容件即可構(gòu)成一個(gè)完整的A/D轉(zhuǎn)換器，其主要功能特性如下：</p><p><b>　　分辨率：12位</b></p>

38、;<p>　　非線性誤差：小于±1/2LBS或±1LBS</p><p><b>　　轉(zhuǎn)換速率：25us</b></p><p>　　模擬電壓輸入范圍：0—10V和0—20V，0—±5V和0—±10V兩檔四種</p><p>　　電源電壓：±15V和5V</p>&l

39、t;p>　　數(shù)據(jù)輸出格式：12位/8位</p><p>　　芯片工作模式：全速工作模式和單一工作模式</p><p>　　AD574A的引腳說(shuō)明： </p><p>　　[1]. Pin1(+V)——+5V電源輸入端。 [2]. Pin2()——數(shù)據(jù)模式選擇端

40、，通過(guò)此引腳可選擇數(shù)據(jù)縱線是12位或8位輸出。 [3]. Pin3()——片選端。 [4]. Pin4(A0)——字節(jié)地址短周期控制端。與端用來(lái)控制啟動(dòng)轉(zhuǎn)換的方式和數(shù)據(jù)輸出格式。須注意的是，端TTL電平不能直接+5V或0V連接 [5]. Pin5()——讀轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)控制端。</p><p>　　[6]. Pin6(CE)——使能端。</p>

41、;<p>　　[7]. Pin7(V+)——正電源輸入端，輸入+15V電源。 [8]. Pin8(REF OUT)——10V基準(zhǔn)電源電壓輸出端。 [9]. Pin9(AGND)——模擬地端。 [10]. Pin10(REF IN)——基準(zhǔn)電源電壓輸入端。</p><p>　　[11]. Pin(V-)——負(fù)電源輸入

42、端，輸入-15V電源。</p><p>　　[12]. Pin1(V+)——正電源輸入端，輸入+15V電源。</p><p>　　[13]. Pin13(10V IN)——10V量程模擬電壓輸入端。</p><p>　　[14]. Pin14(20V IN)——20V量程模擬電壓輸入端</p><p>　　[15

43、]. Pin15(DGND)——數(shù)字地端。[16]. Pin16—Pin27(DB0—DB11)——12條數(shù)據(jù)總線。通過(guò)這12條數(shù)據(jù)總線向外輸出A/D轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)。</p><p>　　[17]. Pin28(STS)——工作狀態(tài)指示信號(hào)端，當(dāng)STS=1時(shí)，表示轉(zhuǎn)換器正處于轉(zhuǎn)換狀態(tài)，當(dāng)STS=0時(shí)，聲明</p><p>　　AD574A的接口電路下圖3-1-5

44、是8051單片機(jī)與AD574A的接口電路，其中還使用了三態(tài)鎖存器74LS373和74LS00與非門電路，邏輯控制信號(hào)由(、和A0)有8051的數(shù)據(jù)口P0發(fā)出，并由三態(tài)鎖存器74LS373鎖存到輸出端Q0、Q1和Q2上，用于控制AD574A的工作過(guò)程。AD轉(zhuǎn)換器的數(shù)據(jù)輸出也通過(guò)P0數(shù)據(jù)總線連至8051，由于我們只使用了8位數(shù)據(jù)口，12位數(shù)據(jù)分兩次讀進(jìn)8051，所以接地。當(dāng)8051的p3.0查詢到STS端轉(zhuǎn)換結(jié)束信號(hào)后，先將轉(zhuǎn)換后的12位A

45、/D數(shù)據(jù)的高8位讀進(jìn)8051，然后再將低4位讀進(jìn)8051。這里不管AD574A是處在啟動(dòng)、轉(zhuǎn)換和輸出結(jié)果，使能端CE都必須為1，因此將8051的寫控制線和讀控制線通過(guò)與非門74LS00與AD574A的使能端CE相連。</p><p>　　圖3-1-5 8051單片機(jī)與AD574A的接口電路</p><p>　　3.2 開(kāi)關(guān)量的輸入設(shè)計(jì)</p><p>　　對(duì)開(kāi)關(guān)

46、量的采集電路相對(duì)比較簡(jiǎn)單，因?yàn)殚_(kāi)關(guān)量的狀態(tài)只有0和１兩種，所以只要用一個(gè)單片機(jī)的并口就可以了，這里用的是P1口。 </p><p>　　3.3 脈沖量的輸入設(shè)計(jì)</p><p>　　脈沖量經(jīng)光電耦合器去除干擾后送入AT89C51單片機(jī)。脈沖量的輸入電路如圖3-1-6所示：</p><p>　　圖3-1-6 脈沖量的輸入電路</p><p>

47、　　3.4 MAX232實(shí)現(xiàn)串行通信</p><p>　　此本系統(tǒng)采用美國(guó)電子工業(yè)協(xié)會(huì)EIA制定的串行總線的物理接口標(biāo)準(zhǔn)RS-232-C，其邏輯電平對(duì)地是對(duì)稱的，采用負(fù)邏輯。完全與TTIMOS電平不同。邏輯0電平規(guī)定為+5V～+15V之間，邏輯1規(guī)定為-5V～-15V之間，因此RS -232C驅(qū)動(dòng)器與T'IZ,電平連接必須經(jīng)過(guò)電平轉(zhuǎn)換。該標(biāo)準(zhǔn)最大傳輸率是20Kb/s，最大傳輸距離為1 s/m。<

48、/p><p>　　此本系統(tǒng)采用MAX232芯片進(jìn)行RS-232-C和TTL之間的電平轉(zhuǎn)換。MAX232線路驅(qū)動(dòng)器接收器適用于噪聲嚴(yán)重環(huán)境下的RS-232通信，它有2個(gè)驅(qū)動(dòng)器和2個(gè)接收器，每個(gè)發(fā)送器的輸入和接收器的輸入無(wú)需封閉均可抗士15kV的靜電放電沖擊。通訊電路。其“R1 OUT”和“T l IN”分別接在AT89C51的RXD和TXD腳上。MAX232的接線圖如圖3-1-7所示。</p><p

49、>　　圖3-1-7 MAX232的接線圖</p><p><b>　　四．軟件設(shè)計(jì)</b></p><p><b>　　4.1主程序</b></p><p>　　圖4- 1 主程序流程圖</p><p>　　4.2 模擬量采集程序</p><p>　　8路的模擬量采集

50、系統(tǒng)，由單片機(jī)AT89C51，8路模擬開(kāi)關(guān)DG508、模數(shù)轉(zhuǎn)換器AD1674完成數(shù)據(jù)的采集及轉(zhuǎn)換。模擬量的采集流程圖如圖4-2所示。</p><p>　　圖4- 2 模擬量的采集流程圖</p><p>　　4.3開(kāi)關(guān)量采集程序</p><p>　　開(kāi)關(guān)量的采集流程圖如圖4-3所示：</p><p>　　圖4- 3 開(kāi)關(guān)量的采集流程圖<

51、/p><p>　　CJKGL: NOP ;延時(shí)</p><p>　　CLR EA ;關(guān)中斷</p><p>　　MOV DPTR,#BF00H ；數(shù)據(jù)指針指向BF00H</p><p>　　CLR C ;計(jì)數(shù)器置0<

52、;/p><p>　　MOVX A, @DPTR ;DPTR所指地址中的數(shù)送A中</p><p>　　MOV 03H, A ;A中的數(shù)放入內(nèi)部RAM中</p><p>　　RLC A ;循環(huán)左移，</p><p>　　JC PDIKG

53、 ;有進(jìn)位則到PDIKG</p><p>　　PDIKG: RLC A </p><p>　　JC PDIKG </p><p>　　SETB 03H </p><p>　　LJMP PDIKG </p>

54、<p>　　4.4 脈沖量采集程序</p><p>　　由于脈沖量可以直接被單片機(jī)識(shí)別，所以不需要任何轉(zhuǎn)換環(huán)節(jié)，僅需要進(jìn)簡(jiǎn)單的隔離處理即可進(jìn)入單片機(jī)。其處理程序如下，</p><p>　　PAUSEE0:JNB P3.2, PAUSE0 ; 若=0,往下執(zhí)行；</p><p>　　PAUSE1:JB P3.2,PAUSE

55、 ; 若=1,不往下執(zhí)行；</p><p>　　RET ; 返回主程序執(zhí)行下一條指令；</p><p>　　4.5 A/D轉(zhuǎn)換程序</p><p>　?。?） A/D轉(zhuǎn)換程序</p><p>　　ORG 0000H </p>

56、<p>　　SJMP MAIN</p><p>　　MAIN: MOV A,#00H</p><p>　　MOV 40H,A</p><p>　　MOV 41H,A</p><p>　　MOV 42H,A</p><p>　　START: LCALL AD</p>&

57、lt;p>　　LCALL DISP</p><p>　　SJMP START</p><p>　　AD: MOV R0，#0FCH</p><p>　　MOVX @R0，A</p><p>　　WAI0： JB P2.3，WAI0</p><p><b>　　INC R0&

58、lt;/b></p><p><b>　　INC R0</b></p><p>　　MOVX A,@R0</p><p>　　MOV 30H,A</p><p><b>　　RET</b></p><p>　　DISP: MOV DPTR,#TAB

59、</p><p>　　MOV A,30H</p><p>　　ANL A,#0F0H</p><p><b>　　SWAP A</b></p><p>　　MOV 42H,A</p><p>　　MOV A,30H</p><p>　　ANL A,

60、#0F0H</p><p>　　MOV 41H,A</p><p>　　MOV A,32H</p><p>　　ANL A,#0F0H</p><p><b>　　SWAP A</b></p><p>　　MOV 40H,A</p><p>　　D3:

61、 A,42H</p><p>　　MOVC A,@A+DPTR</p><p>　　MOV P1,A</p><p>　　CLR P3.3</p><p>　?。?） PC機(jī)與單片機(jī)AT89C51的串行通信初始化程序</p><p>　　ORG 0000H</p><p>　

62、　AJMP START</p><p>　　ORG 0023H</p><p>　　LJMP S&R</p><p>　　ORG 0100H</p><p>　　START: MOV TMOD,#20H</p><p>　　MOV PCON,#00H</p><p&g

63、t;　　MOV TL1，#0FDH</p><p>　　MOV TH1，#0FDH</p><p><b>　　SETB EA</b></p><p><b>　　CLR TI</b></p><p><b>　　SETB ES</b></p>

64、<p>　　MOV SCON,#50H</p><p><b>　　SJMP $</b></p><p>　　S&R: MOVC RI</p><p><b>　　JCREIVE</b></p><p>　　SJMP SEND</p><p&g

65、t;<b>　　總 結(jié)</b></p><p>　　從前面的設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)中，我們得到了如何從進(jìn)行數(shù)據(jù)采集和監(jiān)控計(jì)算機(jī)通訊模塊設(shè)</p><p>　　計(jì)，然后通過(guò)傳感器再將其輸入A／D 轉(zhuǎn)換器中，經(jīng)過(guò)系統(tǒng)內(nèi)部的處理最終得到結(jié)果。在設(shè)計(jì)的過(guò)程中我們需要處理模擬量、數(shù)字量和脈沖量以及它們的編程，數(shù)據(jù)處理和串口通訊的設(shè)計(jì)。</p><p>　　經(jīng)過(guò)一段時(shí)

66、間的課程設(shè)計(jì)，雖然這次是一個(gè)子系統(tǒng)的課程設(shè)計(jì)，由于本人在做的時(shí)</p><p>　　候是本著對(duì)自己有實(shí)際應(yīng)用價(jià)值的角度考慮的，所以其中也涉及到一些系統(tǒng)以外的設(shè)</p><p>　　計(jì)，我只是想學(xué)一門真正能用到實(shí)處的課程，卻意外的收獲到如此多的東西。通過(guò)本次</p><p>　　設(shè)計(jì)，讓我很好的鍛煉了理論聯(lián)系實(shí)際，與具體項(xiàng)目、課題相結(jié)合開(kāi)發(fā)、設(shè)計(jì)產(chǎn)品的能</p&

67、gt;<p>　　力。既讓我們懂得了怎樣把理論應(yīng)用于實(shí)際，又讓我們懂得了在實(shí)踐中遇到的問(wèn)題怎樣</p><p>　　用理論去解決。在本次設(shè)計(jì)中，我們還需要大量的以前沒(méi)有學(xué)到過(guò)的知識(shí)，于是圖書(shū)館</p><p>　　成了我們很好的助手。在查閱資料的過(guò)程中，我們要判斷優(yōu)劣、取舍相關(guān)知識(shí)，不知不</p><p>　　覺(jué)中我們查閱資料的能力也得到了很好的鍛煉。

68、我們學(xué)習(xí)的知識(shí)是有限的，在以后的工</p><p>　　作中我們肯定會(huì)遇到許多未知的領(lǐng)域，這方面的能力便會(huì)使我們受益非淺。在設(shè)計(jì)過(guò)程</p><p>　　中，總是遇到這樣或那樣的問(wèn)題。有時(shí)發(fā)現(xiàn)一個(gè)問(wèn)題的時(shí)候，需要做大量的工作，花大</p><p>　　量的時(shí)間才能解決。自然而然，我的耐心便在其中建立起來(lái)了，為以后的工作積累了經(jīng)</p><p>

69、;<b>　　驗(yàn)，增強(qiáng)了信心。</b></p><p>　　再次感謝耐心指導(dǎo)的老師和積極幫助的同學(xué)們，感謝大家</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　[1] 周佩玲、彭虎、傅忠謙. 微機(jī)原理與接口技術(shù)[D] 電子工業(yè)出版社 2005</p><p>　　[2] 萬(wàn)福君、

70、潘松峰、劉芳.MCS-51單片機(jī)原理、系統(tǒng)設(shè)計(jì)與應(yīng)用 清華大學(xué)出版社 2008</p><p>　　[3] 吳炳勝、王桂梅,80C51單片機(jī)原理與應(yīng)用 冶金工業(yè)出版社 2001</p><p>　　[4] 趙茂泰.智能儀器原理及應(yīng)用（第三版） 電子工業(yè)出版社 2009</p><p>　　[5] 江世明.基于Proteus的單片機(jī)應(yīng)用技術(shù) 電子工業(yè)出