【正文】 系統(tǒng)， I/O 接口，各種控制寄存器等豐富的硬件資源。因此，研制應用系統(tǒng)的時間可減到最短，其開放性的靈活擴展功能使軟，硬件開發(fā)變得簡單，也易于掌握。 （ 6）汽車控制： 點火系統(tǒng)控制，變速 器控制，防滑剎車控制，排氣控制等?？梢灶A見 ,一些成功上市的相對年輕的ＣＰＵ核心 ,也會隨著Ｉ /Ｏ功能模塊的不斷豐富 ,有著相當 長的生存周期。而單片機則有所不同 ,為提高單片機抗干擾能力 ,降低噪聲 ,降低時鐘頻率而不犧牲運算速度是單片機技術發(fā)展之追求。低電壓供電的單片機電源下限已由 、 。它較之掩膜具有生產(chǎn)周期短、風險小的特點。一些單片機廠商以ＭＴＰ的性能，ＯＴＰ的價位推出他們的單片機 ,如 ATMEL AVR單片機 ,片內(nèi)采用 FLASH,可多次編程。ＮＳ (美國國家半導體 )公司的單片機已把語音、圖象部件也集成到單片機中 ,如果從功能上講它可以是萬用機 ,原因是其內(nèi)部已集成上各種應用電路。 圖 31 以 89C51 單片機構成的主從式 數(shù)據(jù)采集處理系統(tǒng) 在實際應用中，采用波特率為 9600bps，數(shù)據(jù)楨為： 1 位起始位 +8 位數(shù)據(jù)位 +1 位停止位 數(shù)據(jù)交換時，主機呼叫從機地址，從機向主機發(fā)送本機數(shù)據(jù)。 數(shù)據(jù)處理單元與每個采集單元之間以點對點的方式 收發(fā)數(shù)據(jù)，每一路數(shù)據(jù)有一個獨立的收發(fā)單片機（ 89c51），以并行傳送方式與數(shù)據(jù)處理單元主處理器（ 89C52）進行信息交換。監(jiān)控計算機通過并行口（ COM1/COM2）接收主處理器定時發(fā)送的測量值，并對數(shù)據(jù)進行記錄，曲線顯示，數(shù)據(jù)存儲等。主處理器與數(shù)據(jù)接受器的信息交換書通過中斷方式進行的。如圖 34 所示： 圖 34 AT89C52 單片機引腳圖 兼容標準 MCS51 指令系統(tǒng)的 AT89C52 單片機是一個低電壓，高性能 CMOS 8 位單片機，片內(nèi)含 8k bytes 的可反復擦寫的只讀程序存儲器（ PEROM）和 256 bytes 的隨機存取數(shù)據(jù)存儲器（ RAM），器件采用 ATMEL 公司的高 密度、非易失性存儲技術生產(chǎn)，片內(nèi)置通用 8 位中央處理器和 Flash 存儲單元，功能強大的 AT89C52 單片機可 以 提供許多高性低比的系統(tǒng)控制應用領域。 ～ ： P2 口是帶有內(nèi)部上拉電阻 的 8 位雙向 I/O 口。理論上按主頻 2MHZ～12MHZ 計算，復位高電品持續(xù)時間≧ t。 1． ALE/ ：地址鎖存 /編程脈沖引腳，輸入 /輸出 (1) ALE 功能：地址鎖存信號，輸出。在訪問外部程序存儲器時，在每個機器周期， PSEN 兩次有效。 4．主電源引腳 1． Vcc： +5V 工作電壓。 32 個雙向 I/O 口 2 個讀寫中斷口線 把代碼的特定含義“翻譯”出來的過程叫做譯碼，實現(xiàn)譯碼操作的電路稱為譯碼器。 表 34 74LS138 真值表 輸 入 輸 出 使 能 選 擇 C B A 1 0 0 1 0 0 1 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 1 0 1 0 0 1 1 0 1 1 1 1 0 1 1 1 1 0 1 1 1 1 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 0 1 0 0 1 0 0 1 0 0 1 0 0 1 0 1 1 1 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 1 1 1 1 0 1 1 1 1 0 1 1 1 1 0 0 X X X 1 X X X 1 X X X X X X X X X 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 １９ 74LS244 隔離器 74LS244 是 8 位 3 態(tài)總線驅(qū)動器，如圖 36 。 RS485 總線 在許多工業(yè)環(huán)境中，為了使設備簡單和維護方便，總希望用最少的信號線來完成遠程數(shù)據(jù)的采集與控制。 MAX485 管腳功能介紹： （ 1） R0 接收器輸出端 若 A 比 B 大 200mA；若 A 比 B 小 200mA， R0 為低。 （ 11） NC 無內(nèi)部連接。 CLK： 時鐘輸入線，為 8279 提供內(nèi)部定時時鐘。在鍵盤工作方式下，當 FIFO/傳感器 RAM 有數(shù)據(jù)是（有鍵閉合）， IRQ 變?yōu)楦唠娖较?CPU 請求中斷。在傳感器方式和選通方式下，該信號無效。依次顯示 RAM 的內(nèi)容送到端口上，并與掃描線（ SL0～ SL3）同步。 單片機數(shù)據(jù)采集系統(tǒng) ２４ 1． 線性鍵盤 每個鍵對應 I/O 端口的一位，沒有按鍵閉合時，各位均處于高電位；當某鍵被按下時，對應位與地接通，則為底電位，而其他仍為高 電位。 對于矩陣鍵盤，用鍵盤掃描程序來識別按鍵的方法通常有兩種，即行掃描法和行反轉法。但在微機系統(tǒng)中 CPU 或接口的輸出電流有限，不足以使 LED 發(fā)亮或亮度不夠。多位 LED在系統(tǒng)中循環(huán)輪流顯示，稱為動態(tài)顯示系統(tǒng)。裝載 MOV TH1 ,0FDH。R7 不為 0，則轉移 CLR F1 ；清溢出標志 SJMP $ ；回等待中斷狀態(tài) SETB CPL NEXT1: MOV A ,R7 ANL A ,0F8H ； R7 是否為 7 JZ NEXT RET 程序 2．數(shù)據(jù)接收器向主處理器發(fā)送數(shù)據(jù)： RECEIVE: MOV TMOD ,32 ；定時器 T1，為方式 2 MOV TL1 ,0FDH ；裝載 MOV TH1 ,0FDH SETB TR1 ；允許 T1 工作 SETB EA ；允許 CPU中斷 CLR ES ；不允許串行中斷 單片機數(shù)據(jù)采集系統(tǒng) ２８ MOV SCON ,40H ；串行口方式 1 MOV R0 ,50H ；傳入數(shù)據(jù)放 50H MOV R7 ,7 ；傳送字節(jié)數(shù) JBC RI ,$ ；等待接收， RI=1，則等待結束 NEXT: MOV A , SBUF ；接收數(shù)據(jù)送 A MOV R0 ,A ；送 50H INC R0 ANL A ,55H ；字節(jié)是否為“ 0AA” JZ NEXT1 DJNZ R7 , NEXT ；未傳送完，則繼續(xù)傳送 MOV R6 ,6 CLR TF1 ； 清除溢出標志 CLR JNB , SEND ；判斷 CPU是否中斷 NEXT1 : MOV A ,R7 ；判斷是否為首字節(jié) ANL A ,0F8H JZ NEXT2 。 ２７ 程序 1． 下面為數(shù)據(jù)接收器接收采樣數(shù)據(jù)的程序： Receive : MOV TMOD ,32 。這樣構成的二進制編碼稱為位碼或位選碼。最后， CPU 根據(jù)行列編碼所構成的鍵值轉相應功能程序執(zhí)行 。為簡單起見，這里只畫了 4行 3列，共 12個按鍵。 非編碼鍵盤：主要用軟件實現(xiàn)對每個按鍵的定義和識別。 OUTB0～ OUTB3： B組顯示輸出線（顯示 RAM 低 4 位）。在選通工作方式中，也可以作為一般的數(shù)據(jù)輸入端。 RD， WD： 讀寫控制線，低電平有效。 Intel8279 的管腳 單片機數(shù)據(jù)采集系統(tǒng) ２２ 圖 38 8279 引腳 8279 采用 40 引腳封裝，其管腳與邏輯符號如圖 38 。 （ 9） B 反相接收器輸入和反相驅(qū)動器輸出。所有這些器件均由一個5V 電源供電。 圖 36 74LS244 三態(tài)總線驅(qū)動器 表 35 引腳功能 RS485 總線 單片微機應用系統(tǒng)中，相互 通道接口主要采用串行通信方式，在設計應用系統(tǒng)通信接口時，主要考慮的是串行標準通信接口，傳輸介質(zhì)，電平轉換等。例如： CBA=000時，僅 Y0=0，即 Y0 是輸入代碼 000 的譯碼器輸出。 圖 35 89C2051 的引 腳圖 38 譯碼器 74LS138 為 3— 8 譯碼器，如圖 35 所示為 74LS138 的引腳圖 圖 35 74LS138 引腳 單片機數(shù)據(jù)采集系統(tǒng) １８ 74LS138 在編碼時，每一種使用了的二進制碼狀態(tài)，都賦予了特定的含義，即表示了一個確定的信號或者對象。 2 個外部中斷源 兼容 MCS51 指令系統(tǒng) (2)Vpp 功能：片內(nèi)程序存儲器編程電壓。 2. ：外部程序存儲器讀信號，輸出，低電平有效 由于 MCS51系列 單片機外部程序存儲空間和外部數(shù)據(jù)存儲空間是獨立的，但地址是重疊的，因此除了在指令上加以區(qū)分外，控制信號也有所不同。內(nèi)部 RAM 不受復位的 影響。 復位引腳 RESET 復位功能 RST：單片機的復位是靠外部電路實現(xiàn)的。 ～ ： P1 口是帶有內(nèi)部上拉電阻的雙向 I/O 口，它是通過 I/O 端口。 MCS51 單片機芯片的引線有兩種： 40 條引線的 8031（ 8032）， 8051/52， 8751/52，89C51/52 和 20 條引線的 89C2051， 89C1051。 3. 接收單片機：數(shù)據(jù)接收器采用 AT89C2051 單片機，與現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集單元以串行通信方式 1模式工作。 單片機數(shù)據(jù)采集系統(tǒng) １２ 3. 1. 2 硬件組 成 如圖 33所示，集散式數(shù)據(jù)采集處理系統(tǒng)由：監(jiān)控計算機單元，數(shù)據(jù)處理單元，總線隔離器單元，接收單片機，數(shù)據(jù)采集單元組成。當主機接收數(shù)據(jù)采用中斷方式實現(xiàn)的，會造成程序運行效率低，甚至造成“假 １１ 死機現(xiàn)象”：運行 長時間停滯 再運行，致使采集處理系統(tǒng)無法正常運轉。 單片機數(shù)據(jù)采集系統(tǒng) １０ 第三章 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的硬件組成 集散式數(shù)據(jù)