【正文】 其流程圖如圖 所示 （ 4） I2C 通信的數(shù)據(jù)發(fā)送 i2c_sendbyte()與接收 i2c_recbyte()操作 I2C 總線是數(shù)據(jù)線 SDA 和時鐘 SCL 構(gòu)成的串行總線，可發(fā)送和接收數(shù)據(jù)。模擬量輸入選擇位取值由輸入方式?jīng)Q定：四路單端輸入時取 00，三路差分輸入時取 01，單端與差分輸入時取 10，二路差分輸入時取 11。地址的最后一位為方向位 R/w，當主控器對 A/D 器件進行讀操作時為 1，進行寫操作時為 0。 OSC：外部時鐘輸入端，內(nèi)部時鐘輸出端。 A/D 轉(zhuǎn)換為逐次比較型。如圖 ： 圖 LED內(nèi)部結(jié)構(gòu) 圖 共陰極接法 圖 為了顯示字符，要為 LED顯示器提供顯示段碼（或稱字形代碼），組成一個“ 8”字的七段，再加上 1個小數(shù)點位，共計八段。改變編程的存儲單元地址和編程數(shù)據(jù)重復(fù)步驟（ 1）～（ 5），直到編程文件最后。該反向放大器可以配置為片內(nèi)振蕩器。在由外部程序存儲器讀取指令期間，每個機器周期兩次 PSEN 有效。在平時， ALE 端以不 變的頻率周期輸出正脈沖信號，此頻率為振蕩器頻率的 1/6。 P3 口： P3 口管腳是 8 個帶內(nèi)部上拉電阻的雙向 I/O 口，可接收輸出 4 個 TTL 門電流。 P1 口： P1 口是一個內(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 4 TTL 門電流。 單片機的引腳特點是： 單片機多功能，少引腳，使得引腳復(fù)用現(xiàn)象較多。在石家莊鐵道大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 STC89C52 內(nèi)部有 FLASH 程序存儲器，既可用常規(guī)的編程器編程，也可用在線使之處于編程狀態(tài)對其編程。 具有以下標準 功能： 8k字節(jié) Flash， 512 字節(jié) RAM， 32 位 I/O 口線， 看門狗定時器 ，內(nèi)置 4KB EEPROM， MAX810復(fù)位電路，三個 16 位 定時器 /計 數(shù)器，一個 6向量 2 級中斷結(jié)構(gòu)，全雙工串行口。它們被應(yīng)用在不同領(lǐng)域里， 8位單片機由于功能強大，被廣泛的應(yīng)用在工業(yè)控制、智能接口、儀表儀器等各個領(lǐng)域。元件布局是印制電路板設(shè)計中比較花費精力的一個步驟，需要設(shè)計者有足夠的耐心。 74HC245 是方向可控的八路緩沖器，主要用于實現(xiàn)數(shù)據(jù)總線的雙向異步通信。 SCL為高電平期間，數(shù)據(jù)線上的數(shù)據(jù)必須保持穩(wěn)定，只有 SCL 信號為低電平期間， SDA狀態(tài)才允許變化。在串行通訊時，要求通訊雙方都采用一個標準接口，使不同的設(shè)備可以方便地連接起來進行通訊。對 LED 數(shù)碼顯示器的控制可以采用按時間向它提供具有一定驅(qū)動能力的位選和段選信號。此系統(tǒng)是由 CPU、隨即存取數(shù)據(jù)存儲器、只讀程序存儲器、輸入輸出電路（ I/O 口），還有可能包括定時 /計數(shù)器、串行通信口、 USB 接口、顯示驅(qū)動電路（ LCD 和 LED 驅(qū)動電路）、脈寬調(diào)制電路、模擬多路轉(zhuǎn)換器及 A/D 轉(zhuǎn)換器等電路集成到一個單塊芯片上，構(gòu)成了一個最小但完善的計算機任務(wù)。 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)一般由信號調(diào)理電路， 多路切換電路，采樣保持電路， A/D,單片機等組成。 70 年代初，隨著計算機技術(shù)及大規(guī)模集成電路的發(fā)展，特別是微處理器及高速A/D 轉(zhuǎn)換器的出現(xiàn)，數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)結(jié)構(gòu)發(fā)生了重大變革。此外其內(nèi)置的仿真器可模擬目標 MCU，包括指令集、片上外圍設(shè)備及外部信號等。石家莊鐵道大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 Microsoft Visual Studio 2021 產(chǎn)品能為各類開發(fā)人員提供更廣闊的開發(fā)空間和更先進的設(shè)計體驗。本系統(tǒng)的主要功能是；對邏輯電路進行分析、綜合；觀察信號的波形。 按照系統(tǒng)功能來劃分， Protel99se 主要包含以下倆大部分和 6個功能模塊。根據(jù)基于 C51單片機采集系統(tǒng)要完成的數(shù)據(jù)采集工作，明確本系統(tǒng)要做什么，撰寫需求說明書。 采用的方法 實際 PCF8591是 8路 8位 AD，最大數(shù)位 255，它外部有一個基準電壓，調(diào)節(jié)所測電壓范圍，我們所測外部模擬電壓范圍為 05V， 0V對應(yīng)為 0,5V就對應(yīng) 255，外部所測電壓經(jīng)模數(shù)轉(zhuǎn)換 AD變化為數(shù)字量 0255，數(shù)碼管也就顯示此值十進制轉(zhuǎn)化值（（ AD/255）*5）。它是對傳感器信號的測量與處理 , 以微型計算機等高技術(shù)為基礎(chǔ)而形成的一門綜合應(yīng)用技術(shù)。近年來，又成功研制了動態(tài)范圍更大、線性度更高、兼容性更強、低功耗可靠性的TDE324C 型地震數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。該階段的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)采用模塊式結(jié)構(gòu)，根據(jù)不同的應(yīng)用要求，通過簡單的增加和更改模塊，并結(jié)合系統(tǒng)編程，就可擴展或修改系統(tǒng)，迅速組成一個新的系統(tǒng)。 [11] 20 世紀 80 年代隨著計算機的普及應(yīng)用，數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)得到了很大的發(fā)展，開始出現(xiàn)了通用的數(shù)據(jù)采集與自動測試系統(tǒng)。 主機程序設(shè)計 ............................................. 21 PC 機顯示界面 程序設(shè)計 ................................... 25 調(diào)試結(jié)果 .......................................................................................................................32 第六章 總結(jié) .........................................................................................................27 致謝 .................................................................................................. 錯誤 !未定義書簽。該系統(tǒng)從機負責(zé)數(shù)據(jù)采集并應(yīng)答主機的命令。 8路被測電壓通過模數(shù)轉(zhuǎn)換器 PCF8591 進行模數(shù)轉(zhuǎn)換，實現(xiàn)對采集到的數(shù)據(jù)進行模擬量到數(shù)字量的轉(zhuǎn)換，并將轉(zhuǎn)換后的數(shù)據(jù)通過 USBUART 轉(zhuǎn)換電路PL2303 或串口 RS232 傳輸?shù)缴衔粰C，由上位機負責(zé)數(shù)據(jù)的接受、處理和顯示，并用 LED數(shù)碼顯示器來顯示所采集的結(jié)果。 參考文獻 ...................................................................................................................27 附錄 A外文資料翻譯 ..........................................................................................28 英文原文 ......................................................................................................... 中文譯文 ........................................................................................................... 附錄 B代碼 ..............................................................................................................45 單片機數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)代碼 ................................................................................. PC 機接收顯示界面代碼 ..................................................................................... 附錄 C 單片機元件清單 .................................................................................. 石家莊鐵道大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 第一章 緒論 研究背 景及其目的意義 近年來，數(shù)據(jù)采集及其應(yīng)用受到了人們越來越廣泛的關(guān)注，數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)也有了迅速的發(fā)展，它可以廣泛的應(yīng)用于各種領(lǐng)域。該階段的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)主要有兩類，一類以儀表儀器和采集器、通用接口總線和計算機組成。 盡管現(xiàn)在以微機為核心的可編程數(shù)據(jù)采集與處理采集技術(shù)的發(fā)展方向得到了迅速的發(fā)展，而且組成一個數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)只需要一塊數(shù)據(jù)采集卡，把它插在微機的擴展槽內(nèi)并輔以應(yīng)用軟件，就能實現(xiàn)數(shù)據(jù)采集功能，但這并不會對基于單片機為核心的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)產(chǎn)生影響。該數(shù)據(jù)采集對拾震計輸出的電信號模擬放大后送至A/D 數(shù)字化， A/D 采用同時采樣，采樣數(shù)據(jù)經(jīng) DSP 數(shù)字濾波處理后，變成數(shù)字地震信號。數(shù)據(jù)采集也是從一個或多個信號獲取對象信息的過程。然后通過 PL2303或 RS232轉(zhuǎn)換送到 PC機上顯示，顯示界面為我們送的串口調(diào)試界面。 石家莊鐵道大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 設(shè)計階段：分為概要設(shè)計和詳細設(shè)計，解決系統(tǒng)怎樣做的問題。 電路工程設(shè)計部分 (1)電路原理設(shè)計部分（ Advanced Schematic 99）：電路原理圖設(shè)計部分包括電路圖 編輯器 （簡稱 SCH 編輯器）、電路圖零件庫編輯器（簡稱 Schlib 編輯器）和各種文本編輯器 。利用 PLD 系統(tǒng)可以最大限度的精簡邏輯部件，使數(shù)字電路設(shè)計達到最簡化。 其特點有： 支持 Visual Basic、 C、 C++ 和 J 語言。 uVision3 提供邏輯分析器，可監(jiān)控基于 MCUI/O 引腳和外設(shè)狀態(tài)變化下的程序變量。原來由小規(guī)模集成的數(shù)字邏輯電路及硬件程序控制器組成的采集系統(tǒng)被微處理器控制的采集系統(tǒng)所代替。 完成畢業(yè)設(shè)計所需要的系統(tǒng)框圖如圖 所示： 石家莊鐵道大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 圖 系統(tǒng)框圖 方案論證 A/D 模數(shù)轉(zhuǎn)換的選擇 A/D 轉(zhuǎn)換器的種類很多，就位數(shù)來說，可以分為 8 位、 10 位、 12位和 16 位等。單片機要使用特定的組譯和編譯軟件編譯程序，再用 Keiluvision3 把程序下載到單片機內(nèi)。 LED 數(shù)碼顯示有動態(tài)掃描顯示法和靜態(tài)顯示。 RS232C接口（又稱 EIA RS232C）是目前最常用的一種串行通訊接口。如圖所示： 3）該設(shè)計采用的是 I2C 通信的方式 石家莊鐵道大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 第四章 硬件部分 原理圖設(shè)計 該系統(tǒng)是一個主從式多路數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，主機和從機均用單片機實現(xiàn)，它的主機部分負責(zé)數(shù)據(jù)處理和顯示，主機和從機之間用 USB— UART 轉(zhuǎn)換電路 PL2303 進行通信。 STC89C52 中的 端與 端分別與 24C01 的 SDA 端和 SCL 端相連。 3． 自動布線： Protel DXP 2021 中自動布線的功能相當強大，只要把有關(guān)參數(shù)設(shè)置得適當，元件布局合理，系 統(tǒng)就會根據(jù)設(shè)置的規(guī)則選擇最佳的布線策略進行自動布線，成功率幾乎 100%。 8 位單片機在中、小規(guī)模應(yīng)用場合仍占 主流地位，代表了單片機的發(fā)展方向，在單片機應(yīng)用領(lǐng)域發(fā)揮越來越大的作用。另外 STC89X52 可降至 0Hz 靜態(tài)邏輯操作，支持 2 種 軟件 可選擇節(jié)電模式。編程速度很快，擦除時也無需紫外線，非常方便。 單片機具有四種總線形式： P0和 P2組成的 16位地址地址總線； P0分時復(fù)用為 8位數(shù)據(jù)總線； ALE、 PSEN、 RST、 EA和 P3口的 INT0、 INT T0、 T WR、 RD以及P1口的 T T2EX組成控制總線；而 P3口的 RXD、 TXD組成串行通信總線。 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，將輸出電流，這是由于內(nèi)部上拉的緣故。當 P3 口寫入 1后，它們被內(nèi)部上拉為高電平，并用作輸入。因此它可用作對外部輸出的脈沖或用于定時目的。但在訪問外部數(shù)據(jù)存儲器時，這兩次有效的 PSEN 信號將不出現(xiàn)。石晶振蕩 和陶瓷振蕩均可采用。此外， STC89C52 設(shè)有穩(wěn)態(tài)邏輯，可以在零頻率的條件下靜態(tài)邏輯，支持兩種軟件可選的掉電模式。各段位碼位的對應(yīng)關(guān)系如表 。引腳圖如圖 1所示。 EXT：內(nèi)部、外部時鐘選擇線使用內(nèi)部時鐘時 EXT 接地。總線操作時，由器件地址、引腳地址和方向位組成的從地址為主控器發(fā)送的第一字節(jié)。最低兩位時通道編號位，當對 0 通道的 模擬信號進行 A/D 轉(zhuǎn)換時取 00，當對 1 通道的模擬信號進行 A/D 轉(zhuǎn)換時取 01，當對 2通道的模擬信號進行 A/D轉(zhuǎn)換時取 10，當對 3 通道的模擬信號進行 A/D 轉(zhuǎn)換時取 11。該子程序部分 是通過改變 SDA和 SCL的高低電平來實現(xiàn)控制 24C01從而實現(xiàn)發(fā)送和接收。主機讀數(shù)據(jù)時，接收一個字節(jié)結(jié)束后，主機也需要發(fā)送一應(yīng)答位“ 0”，但是當接收最后一個字節(jié)結(jié)束后，則需發(fā)送一個非應(yīng)答位“ 1”，發(fā)完了 1 后，再發(fā)一個停止信號，最終結(jié)束通信。 當系統(tǒng)為 A/D 轉(zhuǎn)換時，模擬輸出允許為 0。引腳地址為 A2 A1