【正文】 1 單片機(jī)中，基本的時(shí)序定時(shí)單位有： ⑴ .振蕩周期：為單片機(jī)提供定時(shí)的振蕩源信號(hào)的周期。 89C51 單片機(jī)中使用了哈佛存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)。其 中低 128 字節(jié)為片內(nèi)RAM，地址為 00H— 7FH，高 128 字節(jié)內(nèi)有 21 個(gè)特殊功能寄存器 SFR，地址空間為 80H— FFH。 北京交通大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 24 圖 44 89C51 復(fù)位電路 ⑴ .上電自動(dòng)復(fù)位 在單片機(jī)系統(tǒng)接通電源時(shí)，自動(dòng)產(chǎn)生復(fù)位信號(hào)的電路。 89C51作為主設(shè)備，由 SCLK 信號(hào)，時(shí)鐘頻率最高位 。多路選擇 器 4067 是一個(gè) 16 選 1 模擬開關(guān)電路，通過它可以由軟件分時(shí)選通各個(gè)模擬通道的輸入。 （ 3）等待 A/D 轉(zhuǎn)換完成。 （ 6）繼續(xù)下一次轉(zhuǎn)換。10mA 儲(chǔ)存溫度 ………… － 65℃～ 150℃ 引出端符號(hào)： A0～ A3。 北京交通大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 26 （ 5）結(jié)束本次操作。 （ 2）啟動(dòng) A/D 轉(zhuǎn)換。 在本系統(tǒng)中，最多可以進(jìn)行 16 通道的模擬量輸入。 A/D 轉(zhuǎn)換器 MAX187和微處理器之間通過同步串行通信接口進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。并且維持兩個(gè)機(jī)器周期 (即 24個(gè)振蕩周期 )以上，單片機(jī)就進(jìn)入復(fù)位方式，系統(tǒng)進(jìn)入初始化狀態(tài)。 片外 64KB 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器空間，用 16 位地址尋址，地址范圍為 0000H— FFFFH。 ⑷ . 指令周期： CPU 從取出指令到執(zhí)行完所需要的時(shí)間。采用外部時(shí)鐘時(shí)， XTAL1 輸入外部時(shí)鐘脈沖信號(hào)， XTAL2 懸空。 串行通信接口： MAX485，提供 RS485 異步串行通信標(biāo)準(zhǔn)接口，和上位機(jī)通信。 123 44 . 7 u F8 選 1 信 號(hào) 輸 入V D DA I NS H D NR E F1 0 u F 0 . 1 u FS C L KC SD O U TG N DM A X 1 8 787 65P 1 . 0P 1 . 1P 1 . 2G N DA T 8 9 C 5 1北京交通大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 20 4 模擬量輸入系統(tǒng)的硬件電路設(shè)計(jì) 單片機(jī)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì) 總體設(shè)計(jì)的方案如下： CPU： 89C51 單片機(jī)。根據(jù)數(shù)據(jù)傳送的波特率即字節(jié)中每一位的傳送時(shí)間，我們便可用普通 I/O 口來(lái)模擬實(shí)現(xiàn)串行通信的時(shí)序。 異步通信采用用異步傳送格式，數(shù)據(jù)發(fā)送和接收均將起始位和停止位作為開始和結(jié)束的標(biāo)志。系統(tǒng)里可以連接多個(gè)單片機(jī)，但是在有多個(gè) SPI 接口的單片機(jī)時(shí)，應(yīng)區(qū)別其主從地位，某一時(shí)刻只能一個(gè)主器件。大大簡(jiǎn)化了電路設(shè)計(jì)，省掉了很多常規(guī)電路中的接口器件，提高了設(shè)計(jì)的可靠性。用軟件模擬就是按照 SPI 總線數(shù)據(jù)傳送的時(shí)序要求和要傳送的數(shù)據(jù)，對(duì)相應(yīng)的 I/O 線進(jìn)行置“ 1”、置“ 0”和讀寫的操作，包括串行時(shí)鐘、數(shù)據(jù)輸入和輸出信號(hào)。 ? GND（ 5 腳）：接地。 北京交通大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 14 MAX187特點(diǎn)及引腳 MAX187的 主要 特點(diǎn) ： ? 12 位的 A/D 轉(zhuǎn)換精度； ? 內(nèi)部采樣 /保持電路， 采樣速率 75KHz； ? 內(nèi)部 緩存的參考電壓 ； ? 3 線串行接口和處理器通信，并且兼容 SPI、 QSPI 和 Microwire 同步串行接口 標(biāo)準(zhǔn) ； ? 工作在單一的 +5V 電源； ? 低功耗 ，待機(jī)電流為 2μA，工作電流為 ； ? 小封裝， 8 個(gè)引腳的 DIP（雙列直插）封裝芯片。 MAX187 用采樣／保持電路和逐位比較寄存器將輸入的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為 12 位的數(shù)字信號(hào) ， 其采樣／保持電路不需要外接電容。最常見的可控開關(guān)是繼電器，當(dāng)給驅(qū)動(dòng)繼電器的驅(qū)動(dòng)電路加高電平或低電平時(shí)，繼電器就吸合或釋放，其觸點(diǎn)接通或斷開電路。并因此作為輸入時(shí)， P2口的管腳被外部拉低，將輸出電流。第 2功能 Vpp 對(duì) 8751編程時(shí)，編程電壓輸入端。正常時(shí) ,連續(xù)輸出振蕩器頻率的 1/6正脈沖信號(hào)。 北京交通大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 9 圖 24 89C51 單片機(jī)的引腳圖 40 個(gè)引腳及其功能： 電源引腳： Vcc 和 Vss ? Vcc （ 40 腳）：電源端，接 +5V 電源。 一般情況下，單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的設(shè)計(jì)過程包括以下幾部分： ⑴ .總體方案的設(shè)計(jì) ⑵ .硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì) ⑶ .軟件系統(tǒng)設(shè)計(jì) ⑷ .系統(tǒng)仿真調(diào)試 ⑸ .運(yùn)行維護(hù)。軟件程序固化在單片機(jī)內(nèi)的程序存儲(chǔ)器中。 圖 21 單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的組成 北京交通大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 6 單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)的特點(diǎn)： ? 單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)一般規(guī)模比較小。隨著移動(dòng)通訊、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、多媒體技術(shù)等高科技產(chǎn)品進(jìn)入家庭， 32 位單片機(jī)應(yīng)用得到了長(zhǎng)足發(fā)展。系統(tǒng)的測(cè)試包括功能測(cè)評(píng)、技術(shù)指標(biāo)的測(cè)量、系統(tǒng)的優(yōu)化等工作。 本系統(tǒng)是一個(gè)實(shí)用的數(shù)據(jù)采集和超限報(bào)警系統(tǒng)，該系統(tǒng)以單片機(jī) 89C51 為核心，選用了同步串行通信的接口芯片，可以采集最多 16 路模擬量輸入信號(hào)，并設(shè)置了 8 個(gè)開關(guān)量輸出通道，對(duì)外部設(shè)備進(jìn)行數(shù)據(jù)采集和超限報(bào)警處理。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)間北京交通大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 3 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)。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。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）。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(cè)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。 關(guān)鍵詞 ：數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)； 89C51；多路模擬開關(guān) 4067； A/D 轉(zhuǎn)換器 MAX187 ii ABSTRACT The design process of SCM application system includes the design of overall scheme, the hardware system design, software system design, system simulation and debugging system operation and maintenance etc... This topic is the design of alarm system of a practical data acquisition and overrun, the system based on the MCU 89C51 as the core, the main application of 12 bits A/D converter MAX187 and multiplexer 4067 to plete synchronous serial bus A/D conversion channel design, can collect up to 16 channels of analog input signal, and the 8 output switch channel of external equipment, data acquisition and alarm processing. Date, time information in real time using the DS1307 real time clock circuit with low power consumption. Independent of the key design and LED digital tube monitor as the manmachine dialogue channel. Through the standard RS485 asynchronous serial munication interface and PC munication, for multiputer system and the remote munication. Hardware system design includes schematic design, PCB (printed circuit board) design, plate making and assembling, hardware debugging. The software system design is based on the overall scheme and hardware circuit, design a control program to realize system function. System testing includes function testing, the measurement, system optimization etc.. Operating system program, after curing, normal work, development work pleted. Keywords: data acquisition system。 申請(qǐng)學(xué)位論文與資料若有不實(shí)之處，本人承擔(dān)一切相關(guān)責(zé)任?，F(xiàn)在正在優(yōu)化和進(jìn)一步學(xué)習(xí)中。 SSTRB 保持最長(zhǎng)為 10s 的低電平，為了得到最佳的噪聲性能，在此期間 SCLK 應(yīng)保持低電平。 （三） MAX187 的工作原理 MAX187 中 CS 為有效時(shí) ， 在時(shí)鐘 SCLK 的每一個(gè)上升沿把一個(gè)最 高位為 1的控制字節(jié)的各位送入輸入移位寄存器，控制器收到控制字節(jié)后，選擇控制字中給定的模擬通道并在 SCLK 的下降沿啟動(dòng)轉(zhuǎn)換。這些外部接口器件包括串行 E2PROM、移位寄存器、 顯示器件、 A/D轉(zhuǎn)換器、 D/A轉(zhuǎn)換器、單片機(jī)監(jiān)控電路、通信接口等。它是對(duì)傳感器信號(hào)的測(cè)量與處理 , 以微型計(jì)算機(jī)等高技術(shù)為基礎(chǔ)而形成的一門綜合應(yīng)用技術(shù)。 畢業(yè)設(shè)計(jì) 基于單片機(jī)的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng) — A/D 轉(zhuǎn)換通道設(shè)計(jì) 學(xué) 號(hào)： 姓 名： 專 業(yè)： 電氣工程及其自動(dòng)化 系 別： 二○一三年六 月 畢業(yè)設(shè)計(jì) 基于單片機(jī)的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng) — A/D 轉(zhuǎn)換通道設(shè)計(jì) 學(xué) 號(hào)： 姓 名： 專 業(yè)： 電氣工程及其自動(dòng)化 系 別： 二○一三年六 月 北京交通大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)成績(jī)?cè)u(píng)議 題目： 基于單片機(jī)的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng) — A/D 轉(zhuǎn)換通道設(shè)計(jì) 系別： 專業(yè)： 電氣工程及其自動(dòng)化 姓名： 學(xué)號(hào)： 指導(dǎo)教師建議成績(jī)： 評(píng)閱教師建議成績(jī)： 84 分 答辯小組建議成績(jī)： 86 分 總成績(jī)： 84 分 答辯委員會(huì)主席簽字： 年 月 日 北京交通大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)書 姓 名 學(xué) 號(hào) 專 業(yè) 電氣工程及其自動(dòng)化 設(shè) 計(jì) 題 目 基于單片機(jī)的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng) — A/D 轉(zhuǎn)換通道設(shè)計(jì) 題目 性質(zhì) ? 設(shè)計(jì)； □ 論文 題目 來(lái)源 ? 教學(xué)； □ 科研；□ 生產(chǎn)； □ 其他 指導(dǎo)教師 職 稱 工作單位 備注 畢業(yè)設(shè)計(jì)的內(nèi)容和要求 ： 單片機(jī)與嵌入式系統(tǒng)的應(yīng)用越來(lái)越廣泛，單片機(jī)和嵌入式系統(tǒng)的設(shè)計(jì)是計(jì)算機(jī)專業(yè)學(xué)習(xí)的一個(gè)重要內(nèi)容。 指 導(dǎo)教師簽字： 同意 日期： 年 月 日 系意見： 簽字： 系（蓋章） 日期： 年 月 日 北京交通大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)開題報(bào)告 姓名 趙 佳 學(xué)號(hào) 09142202 專業(yè) 電氣工程及其自動(dòng)化 設(shè) 計(jì) 題 目 基于單片機(jī)的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng) — A/D 轉(zhuǎn)換通道設(shè)計(jì) 1. 畢業(yè)設(shè)計(jì)的目的及意義： 數(shù)據(jù)采集技術(shù)是信息科學(xué)的重要分支之一 , 它研究信息數(shù)據(jù)的采集、存儲(chǔ)、處理以及控制等問題。 在單片機(jī)系統(tǒng)中，目前大量采用了具有同步串行接口的器件。 （二）設(shè)計(jì)要求： ； ； 89C51 為 CPU； 16 路模擬量信號(hào) ； 12 位精度的 A/D 轉(zhuǎn)換器 M