多路数据采集Word文档格式.docx

1、 切换通道的实现是根据外部中断源来实现的。本课题采用的是中断源INT1。中断信号的产生，是通过按纽开关开关来做的。将八路开关通过一个或非门，再与中断源INT1相连。检测中断信号是通过软件来实现的。一旦出现了中断信号，程序就会优先执行中断相关的程序。第3章 系统的硬件设计 单片机的选择根据初步确定的方案，和满足设计的要求，本课题选用Inter公司生产的MCS8051单片机。它与其他单片机对比主要有如下优点：1、片内程序存储器采用闪速存储器，使得程序写入更加方便；2、它的体积小，会使整个硬件体积变小；3、良好的性能保证了设计的成功。 MCS51单片机的管脚及其功能 MCS单片机都采用40引脚的双列

2、直插封装方式。图31为引脚排列图， 40条引脚说明如下：1、主电源引脚Vss和Vcc Vss接地 Vcc正常操作时为+5伏电源2、外接晶振引脚XTAL1和XTAL2 XTAL1内部振荡电路反相放大器的输入端，是外接晶体的一个引脚。当采用外部振荡器时，此引脚接地。 XTAL2内部振荡电路反相放大器的输出端。是外接晶体的另一端。当采用外部振荡器时，此引脚接外部振荡源。3、控制或与其它电源复用引脚RST/VPD，ALE/，和/Vpp RST/VPD 当振荡器运行时，在此引脚上出现两个机器周期的高电平（由低到高跳变），将使单片机复位 在Vcc掉电期间，此引脚可接 图31 8051引脚排列图上备用电源，

3、由VPD向内部提供备用电源，以保持内部RAM中的数据。 ALE/ 正常操作时为ALE功能（允许地址锁存）提供把地址的低字节锁存到外部锁存器，ALE 引脚以不变的频率（振荡器频率的）周期性地发出正脉冲信号。因此，它可用作对外输出的时钟，或用于定时目的。但要注意，每当访问外部数据存储器时，将跳过一个ALE脉冲，ALE 端可以驱动（吸收或输出电流）八个LSTTL电路。 对于EPROM型单片机，在EPROM编程期间，此引脚接收编程脉冲（功能）。 外部程序存储器读选通信号输出端，在从外部程序存储取指令（或数据）期间，在每个机器周期内两次有效。同样可以驱动八LSTTL输入。 /Vpp 、 /Vpp为内部程

4、序存储器和外部程序存储器选择端。当/Vpp为高电平时，访问内部程序存储器，当/Vpp 为低电平时，则访问外部程序存储器。对于EPROM型单片机，在EPROM编程期间，此引脚上加21伏EPROM编程电源（Vpp）。4、输入/输出引脚 - ， - ， - ， - 。 P0口（ - ）是一个8位漏极开路型双向I/O口，在访问外部存储器时，它是分时传送的低字节地址和数据总线，P0口能以吸收电流的方式驱动八个LSTTL负载。 P1口（ - ）是一个带有内部提升电阻的8位准双向I/O口。能驱动（吸收或输出电流）四个LSTTL负载。 P2口（ - ）是一个带有内部提升电阻的8位准双向I/O口，在访问外部存储

5、器时，它输出高8位地址。P2口可以驱动（吸收或输出电流）四个LSTTL负载。 P3口（ - ）是一个带有内部提升电阻的8位准双向I/O口。P3口还用于第二功能请参看表2-1 表 3-1 P3口的第二功能端 口 功 能第 二 功 能RXD-串行输入（数据接收）口TXD-串行输出（数据发送）口-外部中断0输入线-外部中断1输入线T0 -定时器0外部输入T1 -定时器1外部输入-外部数据存储器写选通信号输出-外部数据存储器读选通信号输入 单片机端口的分配表32 单片机端口的分配I/O端口分配 作 用 方 式接收A/D转换的数据输入送数据到锁存器中输出控制LED1的位选端控制LED2的位选端控制LED

6、3的位选端控制LED4的位选端接收外部中断信号 时钟电路设计单片机工作的时间基准是由时钟电路提供的。在单片机XTAL1和XTAL2两个管脚，接一只晶振及两只电容就构成了单片机的时钟电路。电路中，电容器C1和电容器C2对振荡频率有微调的作用。他们的值通常取30PF。石英晶体取12MHZ。其中的电路图如图32所示。 图32 时钟电路 复位电路的设计单片机的RST管脚为主机提供了一个外部复位信号输入端口。复位信号是高电平有效，高电平有效的持续时间为2个机器周期以上。单片机的复位方式由上电自动复位和手动复位两种。电阻、电容器件的参考值为： R1=200欧 R2=1000欧 C3=22U F如图33 图

7、33 复位电路图 数据采集电路的设计 数据采集电路由A/D0809模数转换器、74LS373缓冲器、两个JK触发器组成。模拟信号的采集是由A/D0809转换来负责的。当他采集完数据之后向单片机发出信号，当单片机接收到该信号之后，就从A/D0809中获取。具体采集的方式有三种：一是查询，二是中断，三是延时等待。本次采用延时等待。具体的语句为：MOV DPTR,A MOV A,DPTR 显示电路的设计 LED介绍单片机应用系统中,通常都需要进行人机对话。这包括人对应用系统的状态干预与数据输入，以及应用系统向人们显示运行状态与运行结果等。显示器、键盘电路就是用于完成人机对话活动的人机通道。 常用的L

8、ED数码管显示器由7个发光二极管组成7段LED显示器，其排列形状如图34 所示。此外Dp用于显示小数点。通过7个发光二极管亮暗的不同组合，可以显示多种数字、字母以及其他符号。 图34 LED图LED共有两种接法。一种是共阴极；一种是共阳极。372 LED的驱动电路驱动电路有四个LED显示器、74LS244锁存器、8051单片机组成。显示采用动态显示。其中显示信号从8051单片机的P1口输出，经过74LS244锁存。74LS的输入端口是与8051的P1口相连的。它的输出端口是与4个LED显示器的段控位相连接的。也就是说它控制着四个显示器的段码。那么LED的位控制是由哪个端口控制的呢？在设计中我采

9、用的是用P2口的前四位来进行输出控制的。图 37 显示电路 字型码的定义 由于系统LED显示使用的是共阴极的显示器，而显示器不能直接识别十进制和别的进制。因此需要将数据转换为与十进制对应的数据来进行显示，如表33。表33 LED显示器十六进制数的字形代码显示字符共阴极段码共阳极段码共极段码3FH C0H 8 7FH 80H 1 06H F9H 9 6FH 90H2 5BH A4H A 77H 88H3 4FH B0H b 7CH 83H 4 66H 99H C 39H C6H 5 6DH 92H d 5EH A1H 6 7DH 82H E 79H 86H 7 07H F8H F 71H 8EH

10、 在本课题中，它的对应码为： 3FH、 06H 5BH 4FH 66H 6DH 7DH 07H 7FH 6FH 通道切换电路的设计 人们切换是通过按键来确定的，选择自己所要显示的通道。选择信号的检查是通过8051的外部中断INT1来确定的。其中八个按键与一个与非门相连，由与非门产生逻辑信号，送给INT1位置。图形如下： 图38 通道切换电路图第4章 系统的软件设计4.1总程序流程图4.2各子程序设计4.2.1 A/D转换子程序TEST: MOV R0,#70H ；定义采集数据存储器位置 MOV R5,#08 ；通道循环参数 MOV DPTR,#0CFA0H ；数据指向端口地址LOOP: MOV

11、X DPTR,A MOV R4,#8FH ；延时子程序LOOP11: DJNZ R4,LOOP11 MOV R4,#0FH LOOP22: DJNZ R4,LOOP22 MOVX A,DPTR MOV R0,A ; 把采集数据送到指定位置 INC R0 ；移动存储位置 INC DPTR ；移动指针MOV 7BH,R5 DJNZ R5,LOOP ; 判定采集八通道4.2.2 八路开关选择控制子程序LPP: MOV A,P3 ; 采集开关信号MOV R2,#0FFH ; 初始化RL A PP: RR A ; 右移INC R2 ANL A,#0EFH ；信号位置判定CJNE A,#0,PP ；转移判

12、定MOV A,R2 MOV 7BH,A ；数据采集通道号存储ADD A,#70H ; 数据地址传送MOV R1,A4.2.3 二进制转换BCD码子程序TUNBCD: MOV A,R1 ;255/51= MOV B,#51DIV ABMOV 7AH,A ; 个位数存储MOV A,CLR F0SUBB A,#10MUL ABMOV B,#51JB F0,LOOP2ADD A,#5LOOP2: MOV 79H,A ; 小数点后第一位MOV A,BSUBB A,#1AHMOV F0,CMOV A,#10JB F0,LOOP3LOOP3: MOV 78H,A ； 小数点后第二位RET4.2.4 单路显示

13、控制子程序DISP1: MOV SP,#60HLP: MOV R5,#50H ； 设置调用显示次数，使显示稳定 ACALL DIS ； 调用显示模块 DJNZ R5,LP4.2.5 八路循环显示控制子程序DISP2:MOV SP,#60H MOV R5,#50 ；设置调用显示次数，使显示稳定 ACALL DIS ；调用显示模块DJNZ R5,LP MOV R6,#0F4H ; 延时DL1: MOV R7,#0A9HDL2: DJNZ R7,DL2 DJNZ R6,DL1 INC R1 INC 7BH ；通道信号送入寄存器 DJNZ R3,XUNHUAN ; 循环调用4.2.6 显示子程序DIS

14、: MOV R0,#78H ；送入数据存储地址 MOV R4,#0FEH ；位扫描信号 MOV R2,#04H ；数据位数送入DIS2: MOV DPTR,#TAB ；数码管表首地址 MOV A,R0 MOVC A,A+DPTR ；对应字符调用 CJNE R2,#2,QQ ；小数点处理 ADD A,#80H QQ: MOV DPTR,#0CFA8H ；采集数据地址 MOV A,R4 ；采集位信号 MOV P1,A LCALL DAY ；延时调用INC R0 ; 地址移位RL A ; 位信号移位MOV R4,ADJNZ R2,DIS2 ; 判断结束 RET4.2.7 延时子程序DAY: MOV

15、R6,#04HD1; MOV R7,#248D2: NOPNOPDJNZ R7, D2DJNZ R6, D1第5章 运行与调试 系统的调试和运行，先将编写好的程序写成源程序文件，然后经过汇编后生成目标文件，用仿真实验台进行调试。 （1）系统启动后，显示器处于数据循环采集状态。从0通道到7通道循环显示数据。具体显示数据结果如下：0 ，1 ，2 ，3 ，4 ，5 ，6 ，7 （2）当切换按纽按下时，系统就响应相应的中断程序，显示出该单通道的数据。如按下0按纽，就立即出现0 （3）当复位按键SA按下时，系统返回到初始状态。第6章 总结经过将近两周的单片机课程设计，终于完成了我的多路数据采集系统的设计

16、，虽然没有完全达到设计要求，但从心底里说，还是高兴的，毕竟从这次设计中学到了不少的知识，高兴之余不得不深思呀！ 在本次设计的过程中，我发现很多的问题，虽然以前还做过这样的设计但这次设计真的让我长进了很多，单片机课程设计重点就在于软件算法的设计，需要有很巧妙的程序算法，虽然以前写过几次程序，但我觉的写好一个程序并不是一件简单的事，举个例子，以前写的那几次，数据加减时，我用的都是BCD码，这一次，我全部用的都是16进制的数直接加减，显示处理时在用除法去删分,感觉效果比较好，有好多的东西，只有我们去试着做了，才能真正的掌握，只学习理论有些东西是很难理解的，更谈不上掌握。在本次设计中，我认识最深的是硬

17、件的作用和单片机在我们生活中的作用感。其中对A/D0809的认识，7LS244的认识、单片机接口的认识。在设计中，我翻阅了各方面的资料，从多方面查询他们的功能。从其中我学到单片机接口的知识，和它对各类事情的控制。同时也被它强大的微处理能力所震撼。我想，随着社会的发展，单片机必将成为人类社会不可缺少的重要科技之一。我们应该努力学习单片机知识，为社会作出贡献。最后我要感谢含辛茹苦、默默支持我的指导老师们，特别要感谢周向红老师。这两周以来，她不持辛苦，时时刻刻监督、指导着我，让我从其中学到了许多的知识。真的很感谢她。我今天的成功离不开老师的功劳。我一定要在今后认真的学习来报答老师的栽培。参考文献1、

18、单片机应用系统设计 何立民 编 北航出版社2、单片机原理及应用 王迎旭 主编 机械工业出版社3、51系列单片机设计实例 楼然苗 等编 北航出版社4、 51单片机应用系统开发典型实例戴家 等编 中国电力出版社5、 单片微型计算机原理及接口技术陈光东 等编 附 录A、系统原理图B、程序清单ORG 0000H ； 程序存放地址MAIN: MOV A,P2 JZ MAIN1 ； 跳至MAIN1MAIN2MAIN1: LCALL TEST ； 调用子程序TESTMOV P3,#0FFH ； 给P3口输入“1” LCALL LPP ； 调用子程序LPPLCALL TUNBCD ； 调用子程序TUNBCDL

19、CALL DISP1 ； 调用子程序DISP1LJMP MAIN1 ； 跳转至MAIN1MAIN2: LCALL TEST MOV R3,#08H MOV 7BH,#00H MOV R1,#70HXUNHUAN: LCALL TUNBCD ； LCALL DISP2 ； 调用子程序DISP2 LJMP MAIN2 ；跳转至MAIN2 MOV A,P3 MOV R2,#0FFH ；给R2口置“1”RL A ； A中内容左循环 RR A ； A中内容右循环 INC R2 ； R2中内容加1ANL A,#0EFH CJNE A,#0,PP MOV 7BH,A ADD A,#70H RET 定义采集数

20、据存储器位置 MOV R5,#08 ； 通道循环参数 MOV DPTR,#0CFA0H ； 数据指向端口地址 MOV R4,#8FH ； 延时子程序 DJNZ R4,LOOP11 MOV R4,#0FH MOVX A,DPTR MOV R0,A ；把采集数据送到指定位置 INC R0 ； INC DPTR ； DJNZ R5,LOOP ；判定采集八通道 MOV A,R1 ； 255/51= MOV B,#51MOV 7AH,A ；个位数存储位置 MOV 79H,A ；小数点后第一位 MOV 78H,A ；小数点后第二位 MOV R5,#50H ；调用显示模块 MOV SP,#60H LP：MO

21、V R5,#50 ； MOV R6,#0F4H ；延时 INC 7BH ； DJNZ R3,XUNHUAN ；循环调用 MOV R0,#78H ； MOV R4,#0FEH ； MOV R2,#04H ；数据位数送入 MOV DPTR,#TAB ； MOVC A,A+DPTR ； CJNE R2,#2,QQ ； ADD A,#80HQQ: MOVX DPTR,A MOV A,R4 ； MOV P1,ALCALL DAY弹 ；INC R0 ；地址移位RL ADJNZ R2,DIS2 ；判断结束 DAY: MOV R6,#04H ；延时D1: MOV R7,#248 NOPTAB: DB 3FH,06H,5BH,4FH,66H,6DH,7DH,07H ；数码表DB 7FH,6FH,77H,7CH,39H,5EH,79H,71HEND