【正文】 軟件平臺與工作主機(jī)通信,實現(xiàn)嵌入式編程。2單片機(jī)具有的特點（1）、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單，使用方便，實現(xiàn)模塊化； （2）、單片機(jī)可靠性高，可工作到10^6 ~10^7小時無故障； （3）、處理功能強，速度快。各部件或子系統(tǒng)各自完成后再進(jìn)行系統(tǒng)聯(lián)調(diào)，直到完成總體目標(biāo)。它是把中央處理器CPU、隨機(jī)存儲器RAM、只讀存儲器ROM、I/O接口電路、定時/計數(shù)器以及輸入輸出適配器都集成在一塊芯片上，構(gòu)成一個完整的微型計算機(jī)。單片機(jī)是指一個集成在一塊芯片上的完整計算機(jī)系統(tǒng)。　　單片機(jī)也被稱為微控制器（Microcontroler），是因為它最早被用在工業(yè)控制領(lǐng)域?！　≡缙诘膯纹瑱C(jī)都是8位或4位的。隨著工業(yè)控制領(lǐng)域要求的提高，開始出現(xiàn)了16位單片機(jī)，但因為性價比不理想并未得到很廣泛的應(yīng)用。目前，高端的32位單片機(jī)主頻已經(jīng)超過300MHz，性能直追90年代中期的專用處理器，而普通的型號出廠價格跌落至1美元，最高端的型號也只有10美元。通過不同的程序?qū)崿F(xiàn)不同的功能，尤其是特殊的獨特的一些功能，這是別的器件需要費很大力氣才能做到的，有些則是花大力氣也很難做到的。它在硬件結(jié)構(gòu)、指令系統(tǒng)、I/O端口、功率消耗及可靠性等方面均有其獨特之處，其最顯著的特長之一就是具有非常有效地控制功能。硬件是指單片機(jī)本身及外圍設(shè)備實體，軟件是指單片機(jī)的程序以及過程控制的應(yīng)用程序。目前很多公司都有51系列的兼容機(jī)型推出，在目前乃至今后很長的一段時間內(nèi)將占有大量市場。256bytes的數(shù)據(jù)存儲器(RAM) (52有384bytes的RAM)。一個全雙工串行通信口外部數(shù)據(jù)存儲器尋址空間為64kB。CPU：由運算和控制邏輯組成，同時還包括中斷系統(tǒng)和部分外部特殊功能寄存器。T/C：兩個定時/記數(shù)器，既可以工作在定時模式，也可以工作在記數(shù)模式。最高振蕩頻率為12M。4)可靠性高。故綜合考慮本系統(tǒng)決定采用Atmel公司所生產(chǎn)的MCS—51系列中的AT89C51單片機(jī)。單片機(jī)AT89C51的功能特性AT89C51提供以下的功能標(biāo)準(zhǔn)：4K字節(jié)閃爍存儲器，128字節(jié)隨機(jī)存取數(shù)據(jù)存儲器，32個I/O口，2個16位定時/計數(shù)器，1個5向量兩級中斷結(jié)構(gòu)，1個串行通信口，片內(nèi)震蕩器和時鐘電路。引腳描述VCC：電源電壓 GND：地P0口：P0口是一組8位漏極開路雙向I/O口，即地址/數(shù)據(jù)總線復(fù)用口。P0口在閃爍編程時，P0口接收指令，在程序校驗時，輸出指令，需要接電阻。閃爍編程時和程序校驗時，P1口接收低8位地址。在訪問外部程序存儲器或16位地址的外部數(shù)據(jù)存儲器時，P2口送出高8位地址數(shù)據(jù)。對P3口寫如“1”時，它們被內(nèi)部電阻拉到高電平并可作為輸入端時，被外部拉低的P3口將用電阻輸出電流。ALE/ ：當(dāng)訪問外部程序存儲器或數(shù)據(jù)存儲器時，ALE輸出脈沖用于鎖存地址的低8位字節(jié)。這個位置后只有一條MOVX和MOVC指令A(yù)LE才會被應(yīng)用。EA/VPP：外部訪問允許。閃爍存儲器編程時，該引腳加上+12V的編程允許電壓VPP，當(dāng)然這必須是該器件是使用12V編程電壓VPP。這個放大器與作為反饋元件的片外石英晶體或陶瓷諧振器一起構(gòu)成自然震蕩器。10PF，而如果使用陶瓷振蕩器建議選擇40PF177。這種情況下，外部時鐘脈沖接到XTAL1端，即內(nèi)部時鐘發(fā)生器的輸入端，XTAL2則懸空。PD是掉電模式，當(dāng)PD=1時，激活掉電工作模式，單片機(jī)進(jìn)入掉電工作狀態(tài)。此時，片內(nèi)隨機(jī)存取數(shù)據(jù)存儲器和所有特殊功能寄存器的內(nèi)容保持不變。二是通過硬件復(fù)位也可將閑散工作模式終止。閑散和掉電模式外部引腳狀態(tài)。 鍵盤設(shè)計編碼鍵盤：由硬件邏輯電路完成必要的鍵識別工作與可靠性措施?！? 首先，確定鍵盤編碼方案：采用編碼鍵盤或非編碼鍵盤。為了確保CPU對一次按鍵動作只確認(rèn)一次按鍵，必須消除抖動的影響。通常采用軟件延時的方法：在第一次檢測到有鍵按下時，執(zhí)行一段延時10ms的子程序后，再確認(rèn)電平是否仍保持閉合狀態(tài)電平，如果保持閉合狀態(tài)電平，則確認(rèn)真正有鍵按下，進(jìn)行相應(yīng)處理工作，消除了抖動的影響。通常采取的策略：單鍵按下有效，多鍵同時按下無效。否則的話，鍵功能程序的執(zhí)行次數(shù)將是不可預(yù)知，由按鍵時間決定。CPU忙于各項任務(wù)時，如何兼顧鍵盤的輸入，取決于鍵盤的工作方式。在測試和使用時所供直流電源應(yīng)沒有足以影響其準(zhǔn)確度的紋波含量，交流電壓應(yīng)無瞬變過程。以聲卡為例。這種晶體有一個很重要的特性，如果給它通電，它就會產(chǎn)生機(jī)械振蕩，反之，如果給它機(jī)械力，它又會產(chǎn)生電，這種特性叫機(jī)電效應(yīng)。他們的機(jī)電效應(yīng)是機(jī)電機(jī)電的不斷轉(zhuǎn)換，由電感和電容組成的諧振回路是電場磁場的不斷轉(zhuǎn)換。在通常工作條件下，普通的晶振頻率絕對精度可達(dá)百萬分之五十。通常一個系統(tǒng)共用一個晶振，便于各部分保持同步。 參數(shù)基本描述頻率準(zhǔn)確度在標(biāo)稱電源電壓、標(biāo)稱負(fù)載阻抗、基準(zhǔn)溫度（25℃）以及其他條件保持不變，晶體振蕩器的頻率相對與其規(guī)定標(biāo)稱值的最大允許偏差，即（fmaxfmin）/f0；溫度穩(wěn)定度其他條件保持不變，在規(guī)定溫度范圍內(nèi)晶體振蕩器輸出頻率的最大變化量相對于溫度范圍內(nèi)輸出頻率極值之和的允許頻偏值，即（fmaxfmin）/（fmax+fmin）；頻率調(diào)節(jié)范圍通過調(diào)節(jié)晶振的某可變元件改變輸出頻率的范圍。 ③調(diào)頻線性度：是一種與理想直線（最小二乘法）相比較的調(diào)制系統(tǒng)傳輸特性的量度。諧波諧波分量功率Pi與載波功率P0之比，用dBc表示。日波動指振蕩器經(jīng)過規(guī)定的預(yù)熱時間后，每隔一小時測量一次，連續(xù)測量24小時，將測試數(shù)據(jù)按S=（fmaxfmin）/f0式計算，得到日波動。pound。pound。無源晶振需要借助于時鐘電路才能產(chǎn)生振蕩信號 自身無法振蕩起來，所以“無源晶振”這個說法并不準(zhǔn)確；有源晶振是一個完整的諧振振蕩器。振蕩器比諧振器多了一個重要技術(shù)參數(shù)：諧振電阻（RR），諧振器沒有電阻要求。有兩個寄存器與每個石英晶體相關(guān)聯(lián)，一個計數(shù)器(counter)和一個保持寄存器(holdingregister)。每次中斷稱為一個時鐘嘀嗒(clocktick)。晶振有一個重要的參數(shù)，那就是負(fù)載電容值，選擇與負(fù)載電容值相等的并聯(lián)電容，就可以得到晶振標(biāo)稱的諧振頻率。一種是皮爾斯振蕩器配置 ，適用于晶振和陶瓷諧振槽路。但其性能受環(huán)境條件和電路元件選擇的影響。影響振蕩器工作的環(huán)境因素有：電磁干擾（EMI）、機(jī)械震動與沖擊、濕度和溫度。最常用的兩種類型是晶振模塊和集成RC振蕩器（硅振蕩器）。分立振蕩器的功耗主要由反饋放大器的電源電流以及電路內(nèi)部的電容值所決定。再加上20pF的晶振負(fù)載電容。一種低功率的硅振蕩器，如MAX7375，工作在4MHz時只需不到2mA的電流?？梢钥闯觯篊1越小，Co越大，Cv變化時對整個槽路的作用就越小。這一方面引起壓控特性的非線性，壓控范圍越大，非線性就越厲害；另一方面，分給振蕩的反饋電壓(Cbe上的電壓)卻越來越小，最后導(dǎo)致停振。　　單片機(jī)工作時，是一條一條地從RoM中取指令，然后一步一步地執(zhí)行。　MCS—51單片機(jī)的所有指令中，有一些完成得比較快，只要一個機(jī)器周期就行了，有一些完成得比較饅，得要2個機(jī)器周期，還有兩條指令要4個機(jī)器周期才行。而DJNZ指令是雙周期指令，所以執(zhí)行一次要2us?！　∮萌f用表測量晶體振蕩器是否工作的方法：測量兩個引腳電壓是否是芯片工作電壓的一半，比如51單片機(jī)的工作電壓是+。有些通訊系統(tǒng)的基頻和射頻使用不同的晶振，而通過電子調(diào)整頻率的方法保持同步。高級的精度更高。傳感器是一種檢測裝置，能感受到被測量的信息，并能將檢測感受到的信息，按一定規(guī)律變換成為電信號或其他所需形式的信息輸出，以滿足信息的傳輸、處理、存儲、顯示、記錄和控制等要求。為適應(yīng)這種情況，就需要傳感器。 　　在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)尤其是自動化生產(chǎn)過程中，要用各種傳感器來監(jiān)視和控制生產(chǎn)過程中的各個參數(shù)，使設(shè)備工作在正常狀態(tài)或最佳狀態(tài)，并使產(chǎn)品達(dá)到最好的質(zhì)量。此外，還出現(xiàn)了對深化物質(zhì)認(rèn)識、開拓新能源、新材料等具有重要作用的各種極端技術(shù)研究，如超高溫、超低溫、超高壓、超高真空、超強磁場、超弱磁場等等。 　　傳感器早已滲透到諸如工業(yè)生產(chǎn)、宇宙開發(fā)、海洋探測、環(huán)境保護(hù)、資源調(diào)查、醫(yī)學(xué)診斷、生物工程、甚至文物保護(hù)等等極其之泛的領(lǐng)域。相信不久的將來，傳感器技術(shù)將會出現(xiàn)一個飛躍，達(dá)到與其重要地位相稱的新水平。 　　通常據(jù)其基本感知功能可分為熱敏元件、光敏元件、氣敏元件、力敏元件、磁敏元件、濕敏元件、聲敏元件、放射線敏感元件、色敏元件和味敏元件等十大類（還有人曾將敏感元件分46類）。 分類　稱重傳感器按轉(zhuǎn)換方法分為光電式、液壓式、電磁力式、電容式、磁極變形式、振動式、陀螺儀式、電阻應(yīng)變式等8類，以電阻應(yīng)變式使用最廣。 　　數(shù)字傳感器——將被測量的非電學(xué)量轉(zhuǎn)換成數(shù)字輸 出信號(包括直接和間接轉(zhuǎn)換)。它們中的那些對外界作用最敏感的材料，即那些具有功能特性的材料，被用來制作傳感器的敏感元件。 現(xiàn)代傳感器制造業(yè)的進(jìn)展取決于用于傳感器技術(shù)的新材料和敏感元件的開發(fā)強度。通常還將用于初步處理被測信號的部分電路也集成在同一芯片上。 　　陶瓷傳感器采用標(biāo)準(zhǔn)的陶瓷工藝或其某種變種工藝(溶膠凝膠等)生產(chǎn)。由于研究、開發(fā)和生產(chǎn)所需的資本投入較低，以及傳感器參數(shù)的高穩(wěn)定性等原因，采用陶瓷和厚膜傳感器比較合理。 傳感器按照其構(gòu)成的不同分類　　基本型傳感器：是一種最基本的單個變換裝置。 　　主動型傳感器又有作用型和反作用型，此種傳感器對被測對象能發(fā)出一定探測信號，能檢測探測信號在被測對象中所產(chǎn)生的變化，或者由探測信號在被測對象中產(chǎn)生某種效應(yīng)而形成信號。因為這時輸入量和輸出量都和時間無關(guān)，所以它們之間的關(guān)系，即傳感器的靜態(tài)特性可用一個不含時間變量的代數(shù)方程，或以輸入量作橫坐標(biāo)，把與其對應(yīng)的輸出量作縱坐標(biāo)而畫出的特性曲線來描述。 　?。?）靈敏度：靈敏度是傳感器靜態(tài)特性的一個重要指標(biāo)。對于同一大小的輸入信號，傳感器的正反行程輸出信號大小不相等，這個差值稱為遲滯差值。 傳感器動態(tài)特性所謂動態(tài)特性，是指傳感器在輸入變化時，它的輸出的特性。 傳感器的線性度　　通常情況下，傳感器的實際靜態(tài)特性輸出是條曲線而非直線。 傳感器的靈敏度　　靈敏度是指傳感器在穩(wěn)態(tài)工作情況下輸出量變化△y對輸入量變化△x的比值。 　　靈敏度的量綱是輸出、輸入量的量綱之比。但靈敏度愈高，測量范圍愈窄，穩(wěn)定性也往往愈差。只有當(dāng)輸入量的變化超過分辨率時，其輸出才會發(fā)生變化。pt100是鉑熱電阻，它的阻值跟溫度的變化成正比。 工作原理:傳感器的接入非常簡單,從系統(tǒng)的 5V 供電端僅僅通過一支 3K92 的電阻就連接到 PT100 ,因此就簡化了傳感器的接入方式.本系統(tǒng)選用產(chǎn)品型號：ETP公司為畢加畢自動化設(shè)備有限公司產(chǎn)品描述：微型模擬量輸出溫度傳感器產(chǎn)品特征：產(chǎn)品綜述：整體直徑只有24mm，整體長度只有40mm測溫范圍廣 體積小，適用于不便于安裝的廠所，通過自身的M12接口可以安全經(jīng)濟(jì)的將測量數(shù)據(jù)進(jìn)行傳輸，具備抗強烈震動功能，由于對某些安裝位置的特殊需求，無法使用傳統(tǒng)的接線盒技術(shù)參數(shù)：元件：Pt100測溫范圍：－50度——+250度保護(hù)管直徑：3mm輸出4－20mA防護(hù)等級：IP67響應(yīng)時間T90：12秒環(huán)境溫度：－20度——+80度產(chǎn)品尺寸：24mm40mm EL螺紋4孔直徑插頭M12X1帶標(biāo)準(zhǔn)M12x1連接插座導(dǎo)線25M本設(shè)計的振動傳感器是采用北京中西泰安技術(shù)服務(wù)有限公司的JD27SDJSG2型振動傳感器?！　D27SDJSG2速度傳感器具有體積小、密封性好，使用壽命長。KGE30應(yīng)力傳感器主要應(yīng)用于煤礦巷道或工作面的頂板及圍巖內(nèi)部離層傳感檢測。應(yīng)用放大電路實現(xiàn)放大的裝置稱為放大器。放大作用的實質(zhì)是把電源的能量轉(zhuǎn)移給輸出信號。20世紀(jì)40年代末晶體管的問世，特別是60年代集成電路的問世，加速了電子放大器以至電子系統(tǒng)小型化和微型化的進(jìn)程。大功率放大以及高頻、微波的低噪聲放大，常用分立晶體管放大器。發(fā)射極為輸入信號ui和輸出信號uo的公共端。 　　（3）基極偏置電阻Rb它使發(fā)射結(jié)正向偏置，并向基極提供合適的基極電流（。 　　（5）耦合電容CC2又稱隔直電容，起通交流隔直流的作用。 　　對放大電路進(jìn)行靜態(tài)分析的目的是為了合理設(shè)置電路的靜態(tài)工作點（用Q表示），即靜態(tài)時電路中的基極電流IBQ、集電極電流ICQ和集射間電壓UCEQ的值，防止放大電路在放大交流輸入信號時產(chǎn)生的非線性失真。 　　功率放大電路應(yīng)滿足以下要求： 　　（1）輸出功率足夠大為了獲得較大的輸出信號電壓和電流，往往要求三極管工作在極限狀態(tài)。顯然，為了提高效率，應(yīng)盡量減小管耗。 　?。?）工作原理 　　1）靜態(tài)工作分析由于V1管和V2管的基極都未加偏置電壓，因此靜態(tài)時，兩管都不導(dǎo)通，靜態(tài)電流為零，管子工作在截止區(qū)，電源不供給功率。同理，在負(fù)半周時，V1管發(fā)射結(jié)反偏截止，V2管發(fā)射結(jié)正偏導(dǎo)通，由VCC提供的電流ic2從VCC端經(jīng)負(fù)載流向V2管，在RL上獲得負(fù)半周輸出電壓uo。與單電源應(yīng)用場合的標(biāo)準(zhǔn)運算放大器相比，它們有一些顯著優(yōu)點。兩個信號輸入端中，Vi（）為反相輸入端，表示運放輸出端Vo的信號與該輸入端的位相反；Vi+（+）為同相輸入端，表示運放輸出端Vo的信號與該輸入端的相位相同。 　　2）具有轉(zhuǎn)換起?？刂贫?。因此，ADC0809可處理8路模擬量輸入，且有三態(tài)輸出能力，既可與各種微處理器相連，也可單獨工作。 　　IN0～I(xiàn)N7：8路模擬量輸入端。 ADDA、ADDB、ADDC真值表 ADC0809的工作過程　　首先輸入3位地址，并使ALE=1，將地址存入地址鎖存器中。直到A/D轉(zhuǎn)換完成，EOC變?yōu)楦唠娖?，指示A/D轉(zhuǎn)換結(jié)束，結(jié)果數(shù)據(jù)已存入鎖存器，這個信號可用作中斷申請。為此可采用下述三種方式。 　　（2）查詢方式 　　A/D轉(zhuǎn)換芯片由表明轉(zhuǎn)換完成的狀態(tài)信號，例如ADC0809的EOC端。首先送出口地址并以信號有效時，OE信號即有效，把轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)送上數(shù)據(jù)總線，供單片機(jī)接受。 OE：數(shù)據(jù)輸