单片机数据采集控制系统.docx

1、单片机数据采集控制系统单片机数据采集控制系统课程设计报告一、前言通常是指有若干相互连接、相互作用的基本电路组成的具有特定功能的电路整体。由于大规模集成电路和模拟-数字混合集成电路的大量出现，在单个芯片上可能集成许多种不同种类的电路。二、课程设计的目的和要求2.1、课程设计的目的 运用模拟电子技术、数字电子技术、单片机原理及其应用等课程知识,根据题目要求进行软硬件系统的设计和调试,从而加深对本课程知识的理解, 把学过的比较零碎的知识系统化，比较系统的学习开发单片机应用系统的基本步骤和基本方法，使学生应用知识能力、设计能力、调试能力以及报告撰写能力等有一定的提高。2.2、课程设计要求用8051单片

2、机设计数据采集控制系统，基本要求如下：1、 可实现8路数据的采集，假设路信号均为0-5V的电压信号；2、 采集数据可通过数码管显示，显示格式为：通道号 电压值，如 .53、 可通过键盘设置采集方式；（单点采集、多路巡测、采集时间间隔*）4、 具有异常数据声音报警功能：对第一路数据可设置正常数据的上限值和下限值，当采集的数据出现异常，发出报警信号。（LED显示报警）5、 可输出8路顺序控制信号，设每路顺序控制信号为一位，顺序控制的流程为：三、总体设计 实验原理：从A/D转换器入手，通过编程，实现硬件上的八路数据采集、采集数据显示、通过键盘设计采集、实现上下限的报警功能、八路顺序控制信号。四、硬件

3、设计4.1各种芯片的功能、引脚、相应的命令控制字格式的介绍1、MCS-51芯片介绍：MCS-51系列单片机是美国Intel公司开发的8位单片机又可以分为多个子系列。MCS-51系列单片机共有40条引脚，包括32条I/O接口引脚、4条控制引脚、2条电源引脚、2条时钟引脚。引脚说明： P0.0P0.7：P0口8位口线，第一功能作为通用I/O接口，第二功能作为存储器扩展时的地址/数据复用口。P1.0P1.7：P1口8位口线，通用I/O接口无第二功能。P2.0P2.7：P2口8位口线，第一功能作为通用I/O接口，第二功能作为存储器扩展时传送高8位地址。P3.0P3.7：P3口8位口线，第一功能作为通用

4、I/O接口，第二功能作为为单片机的控制信号。ALE/ PROG：地址锁存允许/编程脉冲输入信号线（输出信号）PSEN：片外程序存储器开发信号引脚（输出信号）。EA/Vpp：片外程序存储器使用信号引脚/编程电源输入引脚RST/VPD：复位/备用电源引脚。2、74LS373芯片介绍：74LS373是带有三态门的八D锁存器，当使能信号线OE为低电平时，三态门处于导通状态，允许1Q-8Q输出到OUT1-OUT8，当OE端为高电平时，输出三态门断开，输出线OUT1-OUT8处于浮空状态。G称为数据打入线，当74LS373用作地址锁存器时，首先应使三态门的使能信号OE为低电平，这时，当G端输入端为高电平时

5、，锁存器输出（1Q-8Q）状态和输入端（1D-8D）状态相同；当G端从高电平返回到低电平（下降沿）时，输入端（1D-8D）的数据锁入1Q-8Q的八位锁存器中。当用74LS373作为地址锁存器时，它们的G端可直接与单片机的锁存控制信号端ALE相连，在ALE下降沿进行地址锁存。引脚说明： D0D7：锁存器8位数据输入线 Q0Q7：锁存器8位数据输出线GND：接地引脚 Vcc：电源引脚，5V有效 OE ：片选信号引脚 G：锁存控制信号输入引脚 3、74LS138 芯片介绍：74LS138是一个3-8译码器，共16个引脚。 引脚说明：A、B、C：选择端即信号输入端 E1、E2、E3：使能端，其中E1、

6、E2低电平有效，E3高电 平有效 Y0Y7：译码输出信号，始终只有一个为低电平 Vcc：电源端，5V GND：线路地4、ADC0809芯片介绍：ADC0809是一种比较典型的8位8通道逐次逼近式A/D转换器，CMOS工艺，可实现8路模拟信号的分时采集，片内有8路模拟选通开关，以及相应的通道地址锁存用译码电路，其转换时间为100s左右，采用双排28引脚封装。引脚说明： IN0IN7：8路模拟量输入通道 ADDAADDC：地址线用于选择模拟量输入通道 ALE：地址锁存允许信号 START：转换启动信号 D0D7：数据输出线 OE：输出允许信号，低电平允许转换结果输出 CLOCK：时钟信号输入引脚，

7、通常使用500KHz EOC：转换结束信号，为0代表正在转换，1代表转换结束 Vcc：5V电压 VREF（）、VREF（）：参考电压5、DAC0832芯片介绍：DAC0832是美国数据公司的8位D/A转化器，片内带数据锁 存器，电流输出，输出电流稳定时间为1m，功耗为20mW。引脚说明：D0D7：数据输入线，TTL电平 ILE：数据锁存允许控制信号线 CS：片选信号线，低电平有效 WR1：数据锁存器写选通输入线，负脉冲有效 XFER：数据传输控制信号输入线，低电平有效 WR2：DAC寄存器写选通输入线，低电平有效 IOUT1：电流输出线，当DAC寄存器为全1时电流最大 IOUT2：电流输出线，

8、其值与IOUT1之和为一常数 Vcc：电源电压线，为5V15范围 VREF：基准电压输入线，范围为：10V10VAGND：模拟地DGND：数字地Rfb：反馈信号输入线，调整Rfb端外接电阻值可以调整转换满量程精度4.2绘出硬件接线图五、软件设计5.1程序流程图 5.2主程序、子程序、中断服务程序附录一ORG 0000H LJMP SE11 ORG 000BH LJMP INTT0 ORG 0100HSE11: MOV SP,#53H MOV 7EH,#10H MOV 7DH,#00H MOV 7CH,#01H MOV 7BH,#11H MOV 7AH,#10H MOV 79H,#10H ;显示

9、缓冲区初值 MOV R6,#00H MOV R4,#00H MOV 60H,#00H MOV 30H,#30H MOV TMOD,#01H MOV TL0,#0DCH MOV TH0,#0CH SETB EA SETB ET0LO18: CALL DIS MOV A,R4 ;ADC0809内部模拟开关 (可以改读取通道) MOV DPTR,#0FFE0H ;A4A3A2 000 选通Y0 MOVX DPTR,A ;0809的0通道采样L9: CALL DIS ;显示 MOV 7CH,R4 MOVX A,DPTR ;取出采样值 A = 00-FF MOV R0,#79H CALL PTDS ;采

10、样值送显示缓冲区 CALL DIS CALL GetKey SJMP LO18 ;循环PTDS: MOV B,#33H DIV AB SWAP A MOV R5,A MOV A,B MOV B,#05H DIV AB ORL A,R5 DA A MOV R1,A ;拆送显示缓冲区 JMP NO1NO: ADD A,R1 ;把电压值的整数位和小数位加起来 MOV R1,A;- ;报警子程序NO1: CJNE R1,#40H,MAX1 ;判断上线电压值，大于4V，LED1灯亮MAX1: JC MAX2 CLR P3.0MAX2: JNC NO2 SETB P3.0NO2: CJNE R1,#10H

11、,MIN1 ;判断下线电压值，小于1V，LED2灯亮MIN1: JNC MIN2 CLR P3.1MIN2: JC NO3 SETB P3.1NO3: ACALL PTDS1 MOV A,R1 SWAP APTDS1: ANL A,#0FH MOV R0,A INC R0 RETDIS: PUSH DPH PUSH DPL SETB RS1 MOV R0,#7EH MOV R2,#20H MOV R3,#00H MOV DPTR,#LS0LS2: MOV A,R0 MOVC A,A+DPTR CJNE R0,#7AH,AA ANL A,#7FHAA: MOV R1,#0DCH MOVX R1,

12、A MOV A,R2 inc R1 MOVX R1,ALS1: DJNZ R3,LS1 CLR C RRC A MOV R2,A DEC R0 JNZ LS2 movx r0,a dec r0 cpl a movx r0,a CLR RS1 POP DPL POP DPH RETGetKey: call ScanKey MOV R5,A CJNE R5,#20H,BIAN ;R5标志位用于判断前后值是否变化 SJMP XUAN ;若R5无变化，则转至XUAN，保持原先的通道模式BIAN: CLR TR0 MOV 40H,R5 ;R5有变化，选择变化后的通道 MOV R4,40H ;R4为渠道的

13、选通值 MOV R6,40H ;R6用于判断选通XUAN: SETB C CJNE R6,#8,QING ;判断选择的通道是0-7：cy = 1，还是8-F：cy = 0。QING: JC LO20 ;若通道为0-7，转至Lo20,保持原先的通道； CJNE R5,#20H,QING1 ;判断通道8-F的通道值是否有变化；若无变化，则原先的通道递增模式，继续执行 SJMP XUNQING1: MOV R4,#0FFH ;用于清零。 SJMP XUNXUN: SETB TR0 MOV R4,60HLO20: ret ;子程序返回ScanKey:setb RS1 mov r2,#0feh ;列扫描

14、 mov r3,#08h ;列扫描的次数 mov r0,#00h ;扫描到的列号值LoopS: mov r1,#0DDH ;列扫描入口FFDDH mov a,r2 movx r1,a ;开始列扫描 rl a mov r2,a inc r1 ;键入口地址FFDEH movx a,r1 ;读取行信息 cpl a anl a,#0fh ;无按键A=0，有按键A！=0 jnz Scan inc r0 djnz r3,LoopSReTKey3:mov a,#20hTKey3: mov r2,a clr a mov r1,#0DDH movx r1,a mov a,r2 clr RS1 retScan: cpl a jb acc.0,TKey0 mov a,#00h sjmp EndLoopTKey0: jb acc.1,TKey1 mov a,#08h sjmp EndLoopTKey1: jb acc.2,TKey2 mov a,#10h sjmp EndLoopTKey2: jb acc.3,ReTKey3 mov a,#18hEndLoop:add a,r0 ;a为行号值(头)：00，08，10，18 sjmp TKey3INTT0: PUSH ACC P