【正文】 程序，從而使芯片具備特定的智能。 STC89C52 單片機(jī)是最早期也最典型的產(chǎn)品，低功耗、高性能、采用CHMOS 工藝的8位單片機(jī)。還有兩個(gè)時(shí)鐘引腳XTALXTAL2。當(dāng)P1口的管腳第一次寫1時(shí)，被定義為高阻輸入。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。當(dāng)振蕩器復(fù)位時(shí)，要保持RST 腳兩個(gè)機(jī)器周期的高電平時(shí)間。另外，該引腳被略微拉高?！　TAL1：反向振蕩放大器的輸入及內(nèi)部時(shí)鐘工作電路的輸入。在芯片擦除操作中，代碼陣列全被寫1且在任何非空存儲(chǔ)字節(jié)被重復(fù)編程以前，該操作必須被執(zhí)行。每個(gè)發(fā)光二極管的陽極與輸入端相連。有4路A/D轉(zhuǎn)換輸入，1路D/A模擬輸出。 VDD、Vss:電源端。飛利蒲公司規(guī)定A/D器件地址為1001。 DD4模擬量輸入選擇：00為四路單數(shù)入、01為三路差分輸入、 10為單端與差分配合輸入、11為模擬輸出允許有效。如圖所示：（3）I2C通信的應(yīng)答 i2c_ACK()與非應(yīng)i2c_waitACK()答操作 該子程序部分在主機(jī)寫數(shù)據(jù)時(shí)，每發(fā)送一個(gè)字節(jié)，接收機(jī)需要回復(fù)一個(gè)應(yīng)答位“0”，通過應(yīng)答位來判斷從機(jī)是否接收成功。 第三個(gè)字節(jié)，重新發(fā)送I2C起始信號(hào)和器件地址，并且在方向位上選擇“讀操作”方向。（2） 數(shù)據(jù)數(shù)值轉(zhuǎn)化部分translate() 數(shù)據(jù)數(shù)值轉(zhuǎn)化部分translate()是將單片機(jī)串口所傳送的十六進(jìn)制數(shù)據(jù)數(shù)值轉(zhuǎn)化為基于電壓值的十進(jìn)制的數(shù)值（AD/255 *5 ）。其次，本次設(shè)計(jì)中單片機(jī)中所用到的元件大部分都未接觸，需要每個(gè)元件都非常熟悉才能將單片機(jī)電路設(shè)計(jì)正確。衷心感謝劉老師的無私幫助，衷心祝愿他工作順利，培養(yǎng)更多有識(shí)之才。所以在每一次的交流中我總能獲得較大的突破，而且老師特別平易近人，大家對(duì)他評(píng)價(jià)都很高。 設(shè)計(jì)結(jié)論：此次設(shè)計(jì)的單片機(jī)可以方便的進(jìn)行8路模擬量的轉(zhuǎn)化及電壓數(shù)據(jù)的采集和顯示，所顯示的電壓數(shù)值精確到小數(shù)點(diǎn)后三位，精確度較高，基本上實(shí)現(xiàn)了設(shè)計(jì)任務(wù)要求，滿足一定實(shí)際應(yīng)用中的需要，為擴(kuò)展應(yīng)用提供了良好的平臺(tái)。：開始數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化 數(shù)碼管數(shù)據(jù)顯示數(shù)據(jù)刷新 數(shù)碼管數(shù)據(jù)的顯示與刷新refresh()操作 PC機(jī)顯示界面程序設(shè)計(jì)PC機(jī)顯示界面程序設(shè)計(jì)實(shí)際上就是 窗體類（partial class Form1: Form）其中包括了三個(gè)小部分：初始化部分Form1_Load()，數(shù)據(jù)數(shù)值轉(zhuǎn)化部分translate()，顯示按鈕部分 button1_Click()。并且在讀寫方向位上選擇“寫操作”方向。（1）主程序主程序?qū)ο到y(tǒng)進(jìn)行初始化，先讀取I2C通信中的讀數(shù)據(jù)函數(shù)的數(shù)據(jù)，通過UART發(fā)送數(shù)據(jù)到PC機(jī)界面，同時(shí)將所讀的十六進(jìn)制的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為十進(jìn)制的數(shù)據(jù)顯示在四位數(shù)碼管上?？偩€操作時(shí)為主控器發(fā)送的第二字節(jié)。 VREF:基準(zhǔn)電源端。 AINO～AIN3：模擬信號(hào)輸入端。而該系統(tǒng)選用的是PCF8591，下面就具體的介紹一下PCF8591的工作原理。在掉電模式下，保存RAM 的內(nèi)容并且凍結(jié)振蕩器，禁止所用其他芯片功能，直到下一個(gè)硬件復(fù)位為止。由于輸入至內(nèi)部時(shí)鐘信號(hào)要通過一個(gè)二分頻觸發(fā)器，因此對(duì)外部時(shí)鐘信號(hào)的脈寬無任何要求，但必須保證脈沖的高低電平要求的寬度。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。如想禁止ALE的輸出可在SFR 8EH 地址上置0。P3 口也可作為ST89C52的一些特殊功能口,P3 口管腳備選功能:　　 RXD（串行輸入口）； TXD（串行輸出口）； INT0（外部中斷0）； INT1（外部中斷1）； T0（計(jì)時(shí)器0 外部輸入）； T1（計(jì)時(shí)器1 外部輸入）；　　 WR （外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器寫選通）； RD （外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器讀選通）；　　P3 口同時(shí)為閃爍編程和編程校驗(yàn)接收一些控制信號(hào)?！2 口：P2 口為一個(gè)內(nèi)部上拉電阻的8 位雙向I/O 口，P2 口緩沖器可接收，輸出4個(gè)TTL 門電流，當(dāng)P2 口被寫1時(shí)，其管腳被內(nèi)部上拉電阻拉高，且作為輸入。GND：接地。其中有四個(gè)電源引腳，用來接入單片機(jī)的工作電源。掉電保護(hù)方式下，RAM內(nèi)容被保存，振蕩器被凍結(jié)，單片機(jī)一切工作停止，直到下一個(gè)中斷或硬件復(fù)位為止?？v觀單片機(jī)的發(fā)展過程，可以預(yù)示單片機(jī)的發(fā)展趨勢： 微型單片化 低功耗CMOS與多品種共存可靠性和應(yīng)用水平越來越高單片機(jī)有著微處理器所不具備的功能，它可以獨(dú)立地完成現(xiàn)代工業(yè)控制所要求的智能化控制功能這就是單片機(jī)的最大特點(diǎn)。5． DRC檢查：布線完成后，為了確保PCB板符合設(shè)計(jì)規(guī)則、所有的網(wǎng)絡(luò)連接正確，必須對(duì)電路板進(jìn)行設(shè)計(jì)規(guī)則檢查。實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的發(fā)送與接受，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對(duì)電壓數(shù)值量的AD、DA轉(zhuǎn)換，從而在LED上顯示所采集電壓數(shù)據(jù)數(shù)值，而PC機(jī)上的串口調(diào)試助手則顯示16進(jìn)制的數(shù)值。它由STC89C5PL230LED數(shù)碼顯示器組成。 常用的串行通信方式有：UART異步串行通信、I2C總線串行同步通信、SPI串行總線同步通信。在單片機(jī)中，為了節(jié)省硬件資源，多采用動(dòng)態(tài)掃描顯示法。而本設(shè)計(jì)選用的是STC89C52. 串行口的選擇串行口我選用了標(biāo)準(zhǔn)RS232C接口，它是電平與TTL電平轉(zhuǎn)換驅(qū)動(dòng)電路。位數(shù)越高其分辨率就越高，價(jià)格也就越貴。由微處理器去完成程序控制，數(shù)據(jù)處理及大部分邏輯操作，使系統(tǒng)的靈活性和可靠性大大地提高，系統(tǒng)硬件成本和系統(tǒng)的重建費(fèi)用大大地降低。 Keil提供了包括C編譯器、宏匯編、連接器、庫管理和一個(gè)功能強(qiáng)大的仿真調(diào)試器等在內(nèi)的完整開發(fā)方案，通過一個(gè)集成開發(fā)環(huán)境（UVISION）將這些組合在一起。 開發(fā)和部署基于客戶端服務(wù)器結(jié)構(gòu)的 Windows 應(yīng)用程序、Web 應(yīng)用程序、SmartPhone 和 Pocket PC 應(yīng)用程序。　?。?）高級(jí)信號(hào)完整性分析系統(tǒng)（Advanced Integrity 99）：信號(hào)完整性分析系統(tǒng)提供了一個(gè)精確的信號(hào)完整性模擬器，可用來分析PCB設(shè)計(jì)、檢查電路設(shè)計(jì)參數(shù)、實(shí)驗(yàn)超調(diào)量、阻抗和信號(hào)諧波要求等。本系統(tǒng)的主要功能是：繪制、修改和編輯電路原理圖；更新和修改電路圖零件庫；查看和編輯有關(guān)電路圖和零件庫的各種報(bào)表。包括功能設(shè)計(jì)和電路布線設(shè)計(jì)；設(shè)計(jì)本系統(tǒng)的各個(gè)功能模塊：按鍵、LED顯示、A/D模數(shù)轉(zhuǎn)換等功能，并設(shè)計(jì)各模塊間的接口，完成數(shù)據(jù)傳輸及采集工作。 實(shí)現(xiàn)步驟用Protel99se作圖軟件畫出電路的PCB圖和SCH圖。隨著微型計(jì)算機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展和普及,數(shù)據(jù)采集監(jiān)測已成為日益重要的檢測技術(shù),廣泛應(yīng)用于工農(nóng)業(yè)等需要同時(shí)監(jiān)控溫度、濕度和壓力等場合。該數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)具備24位A/D轉(zhuǎn)化位數(shù)，采樣率有50HZ、100HZ、200HZ。相較于數(shù)據(jù)采集板卡成本和功能的限制，單片機(jī)具多功能、高效率、高性能、低電壓、低功耗、低價(jià)格等優(yōu)點(diǎn)，而雙單片機(jī)又具有精度較高、轉(zhuǎn)換速度快、能夠?qū)Χ帱c(diǎn)同時(shí)進(jìn)行采集，因此能夠開發(fā)出能滿足實(shí)際應(yīng)用要求的、電路結(jié)構(gòu)簡單的、可靠性高的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。這類系統(tǒng)主要應(yīng)用于實(shí)驗(yàn)室，在工業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)場也有一定的應(yīng)用。數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)起始于20世紀(jì)50年代，1956年美國首先研究了用在軍事上的測試系統(tǒng)，目標(biāo)是測試中不依靠相關(guān)的測試文件，由非成熟人員進(jìn)行操作，并且測試任務(wù)是由測試設(shè)備高速自動(dòng)控制完成的。完成階段：撰寫《基于C51單片機(jī)采集系統(tǒng)的設(shè)計(jì)報(bào)告》及畢業(yè)論文。8路被測電壓通過模數(shù)轉(zhuǎn)換器ADC0809進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換，實(shí)現(xiàn)對(duì)采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行模擬量到數(shù)字量的轉(zhuǎn)換，并將轉(zhuǎn)換后的數(shù)據(jù)通過串行口MAX232傳輸?shù)缴衔粰C(jī)，由上位機(jī)負(fù)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。根據(jù)案件的識(shí)別方法分類，有編碼鍵盤和非編碼鍵盤兩種。常用的芯片是MAX232，MAX232的優(yōu)點(diǎn)是：（1）一片芯片可以完成發(fā)送轉(zhuǎn)換和接收轉(zhuǎn)換的雙重功能。A/D轉(zhuǎn)換器型號(hào)很多，而其轉(zhuǎn)換時(shí)間和轉(zhuǎn)換誤差也各不相同。由美國PASCO公司生產(chǎn)的“科學(xué)工作室”是將數(shù)據(jù)采集應(yīng)用于物理實(shí)驗(yàn)的嶄新系統(tǒng)，它由3部分組成：（1）傳感器：利用先進(jìn)的傳感技術(shù)可實(shí)時(shí)采集技術(shù)可實(shí)時(shí)采集物理實(shí)驗(yàn)中各物理量的數(shù)據(jù)；（2）計(jì)算機(jī)接口：將來自傳感器的數(shù)據(jù)信號(hào)輸入計(jì)算機(jī)，采樣速率最高為25萬次/S；（3）軟件：中文及英文的應(yīng)用軟件。這就使得以單片機(jī)為核心的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)在許多領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。第二類以數(shù)據(jù)采集卡、標(biāo)準(zhǔn)總線和計(jì)算機(jī)構(gòu)成，這一類在工業(yè)現(xiàn)場應(yīng)用較多。由于該種數(shù)據(jù)采集測試系統(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)采集和測試任務(wù)，因而得到了初步的認(rèn)可。1 主要技術(shù)指標(biāo)該系統(tǒng)以單片機(jī)STC89C52為主芯片,實(shí)際PCF8591是8路8位AD，最大數(shù)位255，它外部有一個(gè)基準(zhǔn)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(duì)應(yīng)為0,5V就對(duì)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。第5周 第8周 掌握相關(guān)理論與方法；系統(tǒng)分析與設(shè)計(jì)。由于這種數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的性能優(yōu)良，超過了傳統(tǒng)的自動(dòng)檢測儀表和專用數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，因而獲得了驚人的發(fā)展。由于集成電路制造技術(shù)的不斷提高，出現(xiàn)了高性能、高可靠的單片機(jī)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)（DAS）。各種領(lǐng)域都用到了數(shù)據(jù)采集，在石油勘探、科學(xué)實(shí)驗(yàn)、飛機(jī)飛行、地震數(shù)據(jù)采集領(lǐng)域已經(jīng)得到應(yīng)用。本系統(tǒng)采用16位（A/D）模擬數(shù)字變換，總采樣率達(dá)500K/S,同步時(shí)間為+/250ns，可以利用方式組成高達(dá)1000通道的大容量的分布式采集系統(tǒng)。(3)并行式A/D轉(zhuǎn)換器：它又被稱為flash（快速）型，它的轉(zhuǎn)換數(shù)度很高，但她采用了很多個(gè)比較器，而n位的轉(zhuǎn)換就需要2n1個(gè)比較器，因此電路規(guī)模也極大，價(jià)格也很貴，只適用于視頻A/D轉(zhuǎn)換器等數(shù)度特別高的領(lǐng)域。它使用了8個(gè)LED顯示管，其中7個(gè)用于顯示字符，1個(gè)用來顯示小數(shù)點(diǎn)，故通常稱之為八段發(fā)光二極管數(shù)碼顯示器。四、研究方案 本系統(tǒng)在Windows 7環(huán)境下工作，前臺(tái)使用C51單片機(jī)完成；后臺(tái)使用KeiluVisionProtel 99 SE軟件來完成，主要運(yùn)用C語言及匯編語言進(jìn)行編程。根據(jù)基于C51單片機(jī)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。數(shù)據(jù)采集與通信控制采用了模塊化的設(shè)計(jì)，數(shù)據(jù)采集與通信控制采用了單片機(jī)STC89C52來實(shí)現(xiàn)，硬件部分是以單片機(jī)為核心，還包括A/D模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊，顯示模塊，USB接口和串行接口部分。20世紀(jì)70年代后期，隨著微型機(jī)的發(fā)展，誕生了采集器、儀表同計(jì)算機(jī)溶為一體的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。20世紀(jì)90年代至今，在國際上技術(shù)先進(jìn)的國家，數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)已成功的運(yùn)用到軍事、航空電子設(shè)備及宇航技術(shù)、工業(yè)等領(lǐng)域。它起始于20世紀(jì)中期，在過去的幾十年里，隨著信息領(lǐng)域各種技術(shù)的發(fā)展，在數(shù)據(jù)采集方面的技術(shù)也取得了長足的進(jìn)步，采集數(shù)據(jù)的信息化是目前社會(huì)的發(fā)展主流方向。如愛爾蘭ACRA公司2000年研發(fā)推出的新一代KAM500機(jī)載數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)到了2006年。本系統(tǒng)采用下位機(jī)負(fù)責(zé)模擬數(shù)據(jù)的采集,從單片機(jī)負(fù)責(zé)采集八路數(shù)據(jù)，并應(yīng)答主機(jī)發(fā)送的命令，上位機(jī)即主機(jī)是負(fù)責(zé)處理接受過來的數(shù)字量的處理及顯示，主機(jī)和從機(jī)之間用PL2303或RS232進(jìn)行通信。用USB接口與電腦相連，實(shí)現(xiàn)PC機(jī)與下位機(jī)相連。完成階段：撰寫《基于C51單片機(jī)采集系統(tǒng)的設(shè)計(jì)報(bào)告》及畢業(yè)論文?！　。?）自動(dòng)布線系統(tǒng)（Advanced Route 99）：本系統(tǒng)包含一個(gè)基于形狀（Shapebased）的無柵格自動(dòng)布線器，用于印刷電路板的自動(dòng)布線，以實(shí)現(xiàn)PCB設(shè)計(jì)的自動(dòng)化?？傮w來說是一個(gè)非常龐大的軟件，甚至包含代碼測試功能。 支持母板頁，用于跨 Web 應(yīng)用程序維護(hù)一致的外觀。硬件連接方面，傳統(tǒng)臺(tái)式PC機(jī)支持標(biāo)準(zhǔn)RS232接口，當(dāng)下帶有串口的PC很少見，所以需要usb/232轉(zhuǎn)換接口，并且安裝相應(yīng)驅(qū)動(dòng)程序。在該系統(tǒng)中采用的是PCF8591系列的單片機(jī)。(2)雙積分A/D轉(zhuǎn)換器：它是一種間接式的A/D轉(zhuǎn)換器，優(yōu)點(diǎn)是抗干擾能力強(qiáng)，精度比較高，缺點(diǎn)是數(shù)度很慢，適用于對(duì)轉(zhuǎn)換數(shù)度要求不高的系統(tǒng)。我們還采用了USBUART轉(zhuǎn)換電路進(jìn)行通行，USB接口既可以為單片機(jī)提供電源也可以實(shí)現(xiàn)單片機(jī)與PC機(jī)的的連接從而實(shí)現(xiàn)電壓值的接受與轉(zhuǎn)換。通過復(fù)位可以瞬間讓單片機(jī)處于初始狀態(tài)，轉(zhuǎn)動(dòng)滑動(dòng)變阻器后按復(fù)位鍵，電壓值會(huì)相應(yīng)的變?yōu)檎_的電壓值。2） I2C總線是由數(shù)據(jù)線SDA和時(shí)鐘SCL構(gòu)成的串行總線，可發(fā)送和接收數(shù)據(jù)。 晶振類似單片機(jī)的心臟，是給單片機(jī)提供工作節(jié)拍的，旁邊的電容是起振作用。22． ．元件布局：規(guī)劃電路板并導(dǎo)入網(wǎng)絡(luò)表后，通過執(zhí)行命令，系統(tǒng)將自動(dòng)裝入元件并將元件布置在電路板邊框內(nèi)?？偟亩詥纹瑱C(jī)的特點(diǎn)可以歸納為以下幾個(gè)方面：集成度高、存儲(chǔ)容量大、外部擴(kuò)展能力強(qiáng)、控制功能強(qiáng)、低電壓、低功耗、性能價(jià)格比高、可靠性高這幾個(gè)方面。（2） 簡介STC89C52STC89C52是一種低功耗、高性能CMOS8位微控制器，具有 8K 在系統(tǒng)可編程Flash 存儲(chǔ)器。它在硬件資源和功能、軟件指令及編程上與Intel 80C3X 單片機(jī)完全相同。還有由P0口、P1口、P2口、P3口的所有引腳構(gòu)成的單片機(jī)的輸入/輸出（I\O）引腳。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。在給出地址1時(shí)，它利用內(nèi)部上拉優(yōu)勢，當(dāng)對(duì)外部八位地址數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器進(jìn)行讀寫時(shí)，P2 口輸出其特殊功能寄存器的內(nèi)容。ALE/PROG：當(dāng)訪問外部存儲(chǔ)器時(shí)，地址鎖存允許的輸出電平用于鎖存地址的地位字節(jié)。如果微處理器在外部執(zhí)行狀態(tài)ALE 禁止，置位無效?！　TAL2：來自反向振蕩器的輸出。（1）地址線上輸入欲編程的存儲(chǔ)單元地址；（2）在數(shù)據(jù)線上輸入編程數(shù)據(jù)；（3）加正確的控制信號(hào)組合；（4）在高壓模式下使VPP 為12V；（5）在ALE 引腳上加一次負(fù)脈沖，可對(duì)FLASH 存儲(chǔ)器的一個(gè)字節(jié)或保密位進(jìn)行編程。（2）共陽極接法。這就是說，它既可以作A/D轉(zhuǎn)換也可以作D/A轉(zhuǎn)換。(～6V