【正文】 程序；（4）按照軟件總體設(shè)計(jì)時(shí)給出的結(jié)構(gòu)框圖，將各模塊連接成一個(gè)完整的程序；在主程序的設(shè)計(jì)中要合理地調(diào)用各模塊程序，特別注意各模塊的入口、出口及對(duì)硬件的資源占用情況。同時(shí)R1OUT連接單片機(jī)的RXD引腳，PC機(jī)的RS232發(fā)送端TXD對(duì)應(yīng)接R1IN 引腳。實(shí)際應(yīng)用中,T1IN、T2IN可直接連接TTL∕CMOS電平的51單片機(jī)串行發(fā)送端TXD；R1OUT、R2OUT可直接連接TTL∕CMOS電平的51單片機(jī)串行接收端RXD；T1OUT、T2OUT可直接連接PC機(jī)的RS232串行的接收端RXD；R1IN、R2IN可直接連接PC機(jī)的RS232串口的發(fā)送端TXD。 MAX232引腳圖 MAX232原理圖，芯片上半部分電容CCCC4及V+，V—是電源變換電路部分。它是由MAXIM公司生產(chǎn)的、包含兩路接受器和驅(qū)動(dòng)器的IC芯片，它的內(nèi)部有一的電源電壓轉(zhuǎn)換器，可以把輸入的+5V電源電壓變換為RS232輸出電平所需的+10V電壓。單片機(jī)輸出和輸入為TTL電平，其中高電平為+15V，低電平為0V。通信線至少三條（其中一條為信號(hào)地線），或四條（無(wú)信號(hào)地線）。半雙工通信線路簡(jiǎn)單，有兩條通信線就行了，這種方式得到廣泛應(yīng)用。從通信雙方信息的交互方式看，串行通信方式可以有以下三種：　 （1）單工通信。 74HC574電路圖 串口模塊通信方式介紹　　數(shù)據(jù)通信主要采用并行通信和串行通信兩種方式。從功能表中可以看出，當(dāng)ENA為低，ALE為上升沿時(shí)芯片導(dǎo)通，當(dāng)ENA為高時(shí)，芯片則呈現(xiàn)高阻態(tài)。通常只有0和1兩個(gè)值。鎖存器是把若干個(gè)鐘控D觸發(fā)器的控制端CP連接起來(lái)，用一個(gè)公共的控制信號(hào)來(lái)控制，而各個(gè)數(shù)據(jù)端仍然是各自獨(dú)立地接收數(shù)據(jù)的元器件。芯片導(dǎo)通，信號(hào)從芯片的輸入端傳到輸出端；當(dāng)發(fā)出高電平時(shí)，芯片呈現(xiàn)高阻態(tài)，信號(hào)暫寄存在芯片74HC541的輸入端。其引腳圖、。它由發(fā)光源和受光器兩部分組成。單片機(jī)復(fù)位方式由上電自動(dòng)復(fù)位和手工復(fù)位兩種，本設(shè)計(jì)采用的是手工按鈕復(fù)位。單片機(jī)在啟動(dòng)運(yùn)行時(shí)，都需要先復(fù)位，其作用是使CPU和系統(tǒng)中其他部件都處于一個(gè)確定的初始狀態(tài)，并從這個(gè)狀態(tài)開始工作，只要給RESET引腳加上2個(gè)及其周期以上的高電平信號(hào)，就可使MCS51單片機(jī)復(fù)位。C1和C2值選擇為30PF。單片機(jī)片內(nèi)由一個(gè)反向放大器構(gòu)成振蕩器，可以由它產(chǎn)生時(shí)鐘。時(shí)鐘是時(shí)序的基礎(chǔ)，為保證同步工作方式的實(shí)現(xiàn)，單片機(jī)應(yīng)在唯一的時(shí)鐘信號(hào)控制下，嚴(yán)格地按時(shí)序執(zhí)行指令進(jìn)行工作。（5）。（3）USB支持熱插拔和PNP，也就是說(shuō)在不關(guān)閉PC的情況下可以安全的插上的斷開USB設(shè)備，計(jì)算機(jī)系統(tǒng)動(dòng)態(tài)地檢測(cè)外設(shè)的插拔，并且動(dòng)態(tài)地加載驅(qū)動(dòng)程序。電源電路 電源電路本設(shè)計(jì)的電源通過(guò)計(jì)算機(jī)的USB口供給，使用套件提供的USB,A轉(zhuǎn)B口電纜連接計(jì)算機(jī)USB口與設(shè)計(jì)板即可。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寬度。振蕩器特性：XTAL1和XTAL2分別為反向放大器的輸入和輸出。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。PSEN：外部程序存儲(chǔ)器的選通信號(hào)。如想禁止ALE的輸出可在SFR8EH地址上置0。在FLASH編程期間，此引腳用于輸入編程脈沖。初始化后，程序計(jì)數(shù)器PC指向0000H，P0P3輸出口全部為高電平，堆棧指鐘寫入07H，其它專用寄存器被清“0”。當(dāng)P3口寫入“1”后，它們被內(nèi)部上拉為高電平，并用作輸入。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FLASH編程和校驗(yàn)時(shí)，P1口作為第八位地址接收。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。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。而現(xiàn)在最強(qiáng)大的單片機(jī)系統(tǒng)甚至可以將聲音、圖像、網(wǎng)絡(luò)、復(fù)雜的輸入輸出系統(tǒng)集成在一塊芯片上。整體設(shè)計(jì)的方案原理圖見附錄1。這就意味著所選擇使用的器件功能比較強(qiáng)大、穩(wěn)定，尤其是本次設(shè)計(jì)的核心元件STC89C52RC單片機(jī)，軟件配合度高，并具有種類齊全的支持芯片。即可以讓下位機(jī)接收到上位機(jī)發(fā)來(lái)的命令指令和控制指令，也可以上下位機(jī)采集到的數(shù)據(jù)及時(shí)傳輸?shù)缴衔粰C(jī)，讓上位機(jī)可以對(duì)這些數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)的處理。就是它忽視了上位機(jī)更重要的用途，即對(duì)下位機(jī)的控制功能。不能很好達(dá)到課題設(shè)計(jì)要求。選擇元器件時(shí)要考慮到周圍環(huán)境的影響，以保證在規(guī)定的工作環(huán)境下，系統(tǒng)性能穩(wěn)定，工作可靠；（3）有足夠的抗干擾能力。上位機(jī)發(fā)出指令，控制下位機(jī)采集數(shù)據(jù)或發(fā)送數(shù)據(jù)，從而實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化的采集數(shù)據(jù)方式。本課題主要是完成離散數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)設(shè)計(jì)，其中下位機(jī)接受來(lái)自上位機(jī)發(fā)出的指令，來(lái)按照上位機(jī)的要求來(lái)進(jìn)行數(shù)據(jù)的采集，具體內(nèi)容安排如下：第1章為緒論，著重介紹了基于單片機(jī)數(shù)據(jù)采集器的研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)。下位機(jī)由52單片機(jī)，單片機(jī)最小系統(tǒng)（晶振電路、復(fù)位電路、電源電路），緩沖器，鎖存器，MAX232，串口電路組成，開關(guān)，光電耦合。由于目前局域網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展，一個(gè)工廠管理層局域網(wǎng)，車間層的局域網(wǎng)和底層的設(shè)備網(wǎng)已經(jīng)可以有效地連接在一起，可以有效地把多臺(tái)數(shù)據(jù)采集設(shè)備聯(lián)在一起，以實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)環(huán)節(jié)的在線實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集與監(jiān)控。 但是，并行總線系統(tǒng)在軍事等領(lǐng)域取得了成功的應(yīng)用。 數(shù)據(jù)采集技術(shù)已經(jīng)成為一種專門的技術(shù)，在工業(yè)領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。20世紀(jì)80年代后期，數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)發(fā)生了極大的變化，工業(yè)計(jì)算機(jī)、單片機(jī)和大規(guī)模集成電路的組合，用軟件管理，使系統(tǒng)的成本降低，體積減小，功能成倍增加，數(shù)據(jù)處理能力大大加強(qiáng)。把相應(yīng)的接口卡裝在專用的機(jī)箱內(nèi)，然后由一臺(tái)計(jì)算機(jī)控制。例如，國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)ICE625(GPIB)接口總線系統(tǒng)就是一個(gè)典型的代表。 從70年代起，數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)發(fā)展過(guò)程中逐漸分為兩類，一類是實(shí)驗(yàn)室數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，另一類是工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。 由于該種數(shù)據(jù)采集測(cè)試系統(tǒng)具有高速性和一定的靈活性，可以滿足眾多傳統(tǒng)方法不能完成的數(shù)據(jù)采集和測(cè)試任務(wù)，因而得到了初步的認(rèn)可。數(shù)據(jù)采集技術(shù)隨著電子測(cè)量技術(shù)與計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，面對(duì)各種檢測(cè)對(duì)象和大量的測(cè)試點(diǎn)，需要利用數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)將多路被測(cè)量轉(zhuǎn)換為數(shù)字量，再經(jīng)過(guò)單片機(jī)或微型計(jì)算機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)監(jiān)控。當(dāng)然，強(qiáng)電中也有高頻（數(shù)百KHz）與中頻設(shè)備，但電壓較高，電流也較大。弱電控制強(qiáng)電技術(shù)強(qiáng)電和弱電從概念上講，一般是容易區(qū)別的，主要區(qū)別是用途的不同。在根據(jù)設(shè)計(jì)的的要求就選擇第四種基于混合型計(jì)算機(jī)采集系統(tǒng)。（2）系統(tǒng)配置靈活，易構(gòu)成各種大中型測(cè)控系統(tǒng)。這是一種近年來(lái)隨著單片機(jī)出現(xiàn)而在計(jì)算機(jī)應(yīng)用領(lǐng)域中迅速發(fā)展的一種系統(tǒng)結(jié)構(gòu)形式。（2）系統(tǒng)的軟硬件設(shè)計(jì)與配置規(guī)模都是以滿足數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)功能要求為原則。（4）在工業(yè)環(huán)境中運(yùn)行的可靠性差，對(duì)安放環(huán)境要求高。通過(guò)微型計(jì)算機(jī)所有的軟、硬件資源都可以用來(lái)支持系統(tǒng)進(jìn)行工作。那么這是傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集方法是達(dá)不到這一要求的，但是利用電腦來(lái)采集這些數(shù)據(jù)就可以達(dá)到這樣的要求。如今的離散數(shù)據(jù)采集已經(jīng)達(dá)到了一定水平。 data acquisition system。采用RS232進(jìn)行串口通信，可以通過(guò)電腦來(lái)控制繼電器實(shí)現(xiàn)離散量采集方法的控制。在冶金、化工、醫(yī)療等應(yīng)用場(chǎng)合，需要對(duì)很多信號(hào)進(jìn)行采集，預(yù)處理，暫存和傳輸。微機(jī)在通用自動(dòng)化、信息處理、信息系統(tǒng)等方面得到廣泛的應(yīng)用。下位機(jī)硬件設(shè)計(jì)采用STC89C52RC單片機(jī)為控制核心，運(yùn)用TLP521進(jìn)行光電隔離，采用八位三態(tài)同相輸出總線緩沖器74HC541為輸入緩沖部分，而輸出部分則采用的是鎖存器74HC574，和撥動(dòng)開關(guān)作為開關(guān)控制,完成了離散量采集系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)。The design is a discrete variables acquisition system with upper and lower operating mode. The PC machine controls the lower machine and display the date, and the lower machine realizes data collection. Hardware design of digital machines STC89C52RC singlechip design for the control of the core to the use of photoelectric TLP521 isolation, the use of eight threestate bus buffer with an output of 74HC541 for input buffer part of the output part is used in latch 74HC574, Used for RS232 serial munication, you can relay through the puter to control the realization of the bright lights out billiards control and manual control switch can monitor. The results proved that the design method is feasible to achieve a billiards automated agency management system to overe the drawbacks of traditional management methods, the application has good prospects and the value.Keywords: single chip。數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)是信號(hào)處理系統(tǒng)是信號(hào)與信息處理系統(tǒng)不可缺少的組成部分，現(xiàn)代微電子技術(shù)和通信技術(shù)的發(fā)展，對(duì)數(shù)據(jù)采集的精度和速度也越來(lái)越高了。為了使自己的管理模式和經(jīng)營(yíng)方法做到最好，對(duì)自己企業(yè)的一些數(shù)據(jù)就要做到即快速有準(zhǔn)確的掌握。它的特點(diǎn)有:（1）系統(tǒng)較強(qiáng)的軟、硬件支持。程序在RAM中運(yùn)行，易受外界干擾破壞。因此系統(tǒng)的軟、硬件開發(fā)必須借助開發(fā)工具。第四類基于混合型計(jì)算機(jī)采集系統(tǒng)?；旌闲陀?jì)算機(jī)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的特點(diǎn)如下：（1）通常具有自主開發(fā)能了。那么本設(shè)計(jì)在選擇類型方面，就是比較了以上四種類型的優(yōu)缺點(diǎn)來(lái)進(jìn)行選擇的。本課題主要是對(duì)下位機(jī)的研究，主要采用了弱電控制強(qiáng)電技術(shù)和數(shù)據(jù)采集技術(shù)，下面分別對(duì)這兩種技術(shù)進(jìn)行介紹。（3）功率、電壓及電流大小不同強(qiáng)電功率以KW（千瓦）、MW（兆瓦）計(jì)、電壓以V（伏）、KV（千伏）計(jì)，電流以A（安）、kA（千安）計(jì)；弱電功率以W（瓦）、mW（毫瓦）計(jì)，電壓以V（伏）、mV（毫伏）計(jì)，電流以mA（毫安）、uA（微安）計(jì)，因而其電路可以用印刷電路或集成電路構(gòu)成。弱電控制強(qiáng)電一般是通過(guò)可控硅或繼電器之類的開關(guān)設(shè)備來(lái)實(shí)現(xiàn)的。數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)起始于20世紀(jì)50年代，1956年美國(guó)首先研究了用在軍事上的測(cè)試系統(tǒng)，目標(biāo)是測(cè)試中不依靠相關(guān)的測(cè)試文件，由非熟練人員進(jìn)行操作，并且測(cè)試任務(wù)是由測(cè)試設(shè)備高速自動(dòng)控制完成的。由于這種數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的性能優(yōu)良，超過(guò)了傳統(tǒng)的自動(dòng)檢測(cè)儀表和專用數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，因此獲得了驚人的發(fā)展。該階段的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)主要有兩類，一類以儀器儀表和采集器、通用接口總線和計(jì)算機(jī)等構(gòu)成。這種接口系統(tǒng)采用積木式結(jié)構(gòu)。顯然，這種系統(tǒng)比專用系統(tǒng)靈活得多。目前有的（DAS）產(chǎn)品精度已達(dá)16 位，采集速度每秒達(dá)到幾十萬(wàn)次以上。由于采用了高密度，屏蔽型，針孔式的連接器和卡式模塊，可以充分保證其穩(wěn)定性及可靠性，但其昂貴的價(jià)格是阻礙它在自動(dòng)化領(lǐng)域普及的一個(gè)重要因素。 其在工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)采集和控制等眾多領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。硬件由下位機(jī)，上位機(jī)兩部分組成。設(shè)計(jì)的目標(biāo)：（1） 硬件設(shè)備選型，軟件編程；（2） 需要考慮各種意外因素，例如人為因素，斷電等；（3） 要求用protel原件設(shè)計(jì)出系統(tǒng)的原理圖；（4） 制作出兩路的演示電路板；（5） 保證系統(tǒng)穩(wěn)定、可靠的措施。2 系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)離散數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)是有上位機(jī)與下位機(jī)之間通過(guò)電腦串行數(shù)據(jù)口相連。系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)中，一定要注意在滿足性能指標(biāo)的前提下，盡可能的減少成本；（2）安全可靠。本文設(shè)計(jì)了3套方案，并分析了各種方案的優(yōu)缺點(diǎn)，最后給出了合適的方案。該方案的優(yōu)點(diǎn)是電路比較簡(jiǎn)單，操作方便，但是該方案的缺點(diǎn)也很明顯，單片機(jī)接受到數(shù)據(jù)之后不能返還給上位機(jī)，那么這樣上位機(jī)就不能得到數(shù)據(jù)，就不能對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行跟蹤，計(jì)算，暫存以及各種處理等。這樣可以彌補(bǔ)上一個(gè)方案采集數(shù)據(jù)發(fā)送不到上位機(jī)上的弊端，但是這個(gè)方案的缺點(diǎn)也是很明顯的。 方案三設(shè)計(jì)電路結(jié)構(gòu)框圖方案3是一個(gè)比較成熟的方案，它通過(guò)MAX232實(shí)現(xiàn)下位機(jī)和上位機(jī)的雙向連接，實(shí)現(xiàn)了下位機(jī)與上位機(jī)的一種雙向傳輸方式。由于采用的器件都是已經(jīng)非常普遍的器件，大多數(shù)已經(jīng)批量生產(chǎn)，并且價(jià)格也十分低廉，如STC89C52RC單片機(jī)、74HC5474HC574和MAX232等。另外，作為下位機(jī)系統(tǒng)，需要與上位機(jī)進(jìn)行通信，共同制定通信標(biāo)準(zhǔn)，本次設(shè)計(jì)采用的是RS232來(lái)進(jìn)行串口通信，MAX232進(jìn)行電平轉(zhuǎn)換。同時(shí)集成諸如通訊接口、定時(shí)器，實(shí)時(shí)時(shí)鐘等外圍設(shè)備。由于將多功能8位CPU和閃爍存儲(chǔ)器組合在單個(gè)芯