【正文】 ，這個(gè)信號可用作中斷申請 。通信電路采用的是 MAX232電平轉(zhuǎn)換 ，實(shí)現(xiàn)串行通信。 向串口發(fā)送數(shù)據(jù)子程序 chuan () 。 圖 登陸流程圖 打開上位機(jī)進(jìn)入登陸系統(tǒng)，在登陸系統(tǒng)中的賬號和密碼處輸入正確的賬號和密碼便可進(jìn)入上位機(jī)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)界面，否則將彈出 對話框 如圖 所示。用一個(gè)標(biāo)簽充當(dāng)按鈕，當(dāng)鼠標(biāo)移到按鈕上面時(shí)，按鈕顯示 嫩綠色，移動(dòng)鼠標(biāo)后為黑色。當(dāng)生成主界面時(shí)，登陸界面便自動(dòng)銷毀。 （ 2)SetSu39。 圖 主界面顯示圖 數(shù)據(jù)以每秒一次的速度更新，當(dāng)數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)沒發(fā)生改變時(shí)，界面上電壓的值不會(huì)發(fā)生改變。在通過對曲線橫向坐標(biāo)間距的測量（橫向坐標(biāo)間距固定），縱向坐標(biāo)的值不斷的改變。由于每一秒產(chǎn)生一個(gè)新的數(shù)據(jù)，首先判斷產(chǎn)生數(shù)據(jù)的通路，根據(jù)通路選擇存 儲(chǔ)在某一數(shù)據(jù)庫中。上位機(jī)調(diào)試是根據(jù)實(shí)現(xiàn)上位機(jī)的功能進(jìn)行調(diào)試，同時(shí)保證程序的無誤。 在根據(jù)不同的按鈕，顯示不同通路的曲線。 圖 通路 1實(shí)時(shí)曲線 當(dāng)點(diǎn)擊通路 1 時(shí)，顯示通路 1的實(shí)時(shí)曲線。所以實(shí)時(shí)曲線反應(yīng)的只能是最近 7 次的數(shù)據(jù)。 （ 4)Inputk決定每次 Input讀入的字符個(gè)數(shù)，缺省為 O，表示讀取接收緩沖區(qū)的 全部內(nèi)容。電壓值數(shù)據(jù)是從數(shù)據(jù)庫中取出來的，采集時(shí)間、日期分別是用對 label的屬性設(shè)置為時(shí)間、日期達(dá)到顯示時(shí)間、日期的目的。 登陸成功后，便進(jìn)入數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)主界面 如圖 所示。同時(shí)系統(tǒng)設(shè)置了一個(gè)萬能密碼，不管系統(tǒng)在任何狀態(tài)下，登陸此密碼均能成功登陸。但 CPU響應(yīng)中斷時(shí)不會(huì)自動(dòng)清除。 當(dāng)GATE=0 時(shí)，經(jīng)非門后，或門輸出 1，這樣 TR0 將控制定時(shí)器的啟動(dòng)和關(guān)閉，這時(shí)，如果 TR0=1 時(shí)，按同控制開關(guān)定時(shí)器從初值開始計(jì)數(shù)直到溢出，溢出時(shí)，16 位 16 位加計(jì)數(shù)器為 0， TF0 置位，申請中斷。本系統(tǒng)是一個(gè)多路數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)， 3 路電壓表測量 3 個(gè)不同滑動(dòng)變阻器間電壓值，將采集到的模擬電壓值通過 ADC0808 轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換成數(shù)字電壓，并在 LCD 上面顯示，通過串口發(fā)送到上位機(jī)。 ADC0808 轉(zhuǎn)換過程中， 首先輸入 3 位地址，并使 ALE=1，將地址存入 地址鎖存器 中。地址譯碼引腳 A、 B、 C 分別與地址總線低三位 A0、 A A2 相連，以選通 IN0~IN7 中的一個(gè)通道。 A/D 轉(zhuǎn)換開始使 EOC 端輸出低電平。 EOC：轉(zhuǎn)換結(jié)束狀態(tài)信號。 它的 引腳的排列及其功能 ，其引腳圖 如圖 所示。而 VCC和 GND之間的電容則是為了防止電荷泵的電源變化影響到前端，同時(shí)，用在 VCC和 GND之間有三方面原因。 同時(shí)，RS232 接口電平轉(zhuǎn)換芯片 電容均為去耦電容，用在電源和地之間 。 第三部分是供電。 內(nèi)部結(jié)構(gòu)基本可分三個(gè)部分： 第一部分是電荷泵電路。而 P P P3口內(nèi)部輸出電路中 有上拉電阻，故不需要接上拉電阻。通過對 HD44780寫入控制指令， HD44780產(chǎn)生顯示驅(qū)動(dòng)信號來驅(qū)動(dòng) LM016L。 HD44780控制器由兩個(gè) 8位寄存器、指令寄存器（ IR）和數(shù)據(jù)寄存器（ DR）、忙標(biāo)志（ BF）、 顯示數(shù)據(jù) RAM（ DDRAM）、字符發(fā)生器 ROM（ CGROM）、字符發(fā)生器 RAM（ CGRAM）、地址計(jì)數(shù)器（ AC）。內(nèi)部振蕩方式如圖 所示。根據(jù)硬件電路的不同，連接方式可以分為內(nèi)部時(shí)鐘方式 16 和外部時(shí)鐘方式。但是這個(gè)電路要想起到重新復(fù)位的作用，只能先下電，再上電才行。 89C51單片機(jī)引腳具體情況如圖 所示。 3 硬件部分 硬件電路概況 該系統(tǒng)是一個(gè)多路數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)， 3 路電壓表測量 3 個(gè)不同滑動(dòng)變阻器間的電壓，通過滑動(dòng)變阻器可以實(shí)時(shí)改變電壓值。單片機(jī)通過對通道的控制，選擇性的將具體某路數(shù)字 信號傳輸?shù)絾纹瑱C(jī)，單片機(jī)將得到的數(shù)字信號 在 LCD 液晶顯示屏上面顯示。 而真正用到的串口針數(shù)更少，使用基本的兩個(gè)接受、發(fā)送數(shù)據(jù)針就能夠滿足最基本的要求，加之 25針串口在實(shí)際生活中端口越來越少，大多數(shù)電腦只有 9針串口。同時(shí)， 電平與 TTL 電平轉(zhuǎn)換驅(qū)動(dòng)電路。即一個(gè)主設(shè)備 (Master)， 10 其余為從設(shè)備 (Salve)，從設(shè)備之間不能通信，所以 RS422支持點(diǎn)對多的雙向通信。 RS422與 RS232不一樣，數(shù)據(jù) 信號采用差分傳輸方式，也稱作平衡傳輸，它使用一對雙絞線，將其中一線定義為 A，另 — 線定義為 B． 通常情況下，發(fā)送驅(qū)動(dòng)器 A、 B之間的正電平在 +2～ +6v，是一個(gè)邏輯狀態(tài)，負(fù)電平在 2～ 6v，是另一個(gè)邏輯狀態(tài)。 RS232是為點(diǎn)對點(diǎn) (即只用～對收、發(fā)設(shè)備 )通訊而設(shè)計(jì)的，其驅(qū)動(dòng)器負(fù)載為3～ 7k。 串行通信方式 和接口 選擇 串口通信方式選擇 串行數(shù)據(jù)傳輸時(shí)，數(shù)據(jù)是一位一位地在通信線上傳輸?shù)?，先由具有幾位總線的計(jì)算機(jī)內(nèi)的發(fā)送設(shè)備，將幾位并行數(shù)據(jù)經(jīng)并一串轉(zhuǎn)換硬件轉(zhuǎn) 換成串行方式，再逐位經(jīng)傳輸線到達(dá)接收站的設(shè)備中，并在接收端將數(shù)據(jù)從串行方式重新轉(zhuǎn)換成并行方式，以供接收方使用。 優(yōu)點(diǎn)：片內(nèi)集成了答容量的 RAM 和 FLASH 存儲(chǔ)器，無需擴(kuò)展即可實(shí)現(xiàn)大型程序的應(yīng)用。 AVR 的專用寄存器集中在 00～ 3F 8 地址區(qū)間，無需像 PIC 那樣得先進(jìn)行選存儲(chǔ)體的過程，使用起來比 PIC 方便。 缺點(diǎn)：該系列單片機(jī)的專用寄存器（ SFR）并不像 51 系列那樣都集中在一個(gè)固定的地址區(qū)間內(nèi) (80～ FFH)，而是分散在四個(gè)地址區(qū)間內(nèi)，即存儲(chǔ)體0（ Bank0： 00～ 7FH）、存儲(chǔ)體 1(Bank1 ： 80～ FFH)、存儲(chǔ)體 2(Bank2 ：100～ 17FH)、存儲(chǔ)體 3(Bank3 ： 180～ 1FFH)?？偩€采用 Harvard 雙總線結(jié)構(gòu)，運(yùn)行速度快 (指令周期約 160～ 200ns)，它能使程序存儲(chǔ)器的訪問和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器的訪問并行處理，這種指令流水線結(jié)構(gòu)，在一個(gè)周期內(nèi)完成兩部分工作，一是執(zhí)行指令，二是從程序存儲(chǔ)器取出下一條指令。 I/O 口輸出時(shí)無驅(qū)動(dòng)能力。雖然 ADC0808 性能參數(shù)并不是最佳，但由于價(jià)格便宜，同時(shí)能夠完全滿足設(shè)計(jì)的基本需要，加之， ADC0808 能夠在 Protues中仿真使用，故，本設(shè)計(jì)選用 ADC0808。輸人信號為雷時(shí)輸出信號不為零的值，可外接電位器調(diào)至最小。采樣時(shí)間則是另外一個(gè)概念，是指兩次轉(zhuǎn)換的間隔。 (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，適用于對轉(zhuǎn)換數(shù)度要求不高的系統(tǒng)。 與上位機(jī)通信 可以由芯片 MAX232 實(shí)現(xiàn)通信。 4 2 數(shù)據(jù)采集 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng) 數(shù)據(jù)采集，又稱數(shù)據(jù)獲取，是利用一種裝置，從系統(tǒng)外部采集數(shù)據(jù)并輸 入到系統(tǒng)內(nèi)部的一個(gè)接口。 3 該課題研究 的主要內(nèi)容 本論文研究的是具有構(gòu)造簡單、性能穩(wěn)定、造價(jià)低廉、便于維護(hù)等特點(diǎn)，可廣泛 應(yīng)用于工業(yè)控制、儀器、儀表、機(jī)電一體化、智能家居等諸 多領(lǐng)域的基于單片機(jī)的多通道信號采集系統(tǒng)。 我國的數(shù)字地震觀測系統(tǒng)主要采用 TDE124C型 TDE224C型地震數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。 數(shù)據(jù)采集技術(shù)已經(jīng)成為一種專門的技術(shù)，在工業(yè)領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。從 70 年代起，數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)發(fā)展過程中逐漸分為兩類，一類是實(shí)驗(yàn)室數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，一類是工業(yè)現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。 研究了 PC機(jī)與單片機(jī)通信的分布式結(jié)構(gòu)的通信方式及總線特點(diǎn)，設(shè)計(jì)了基于RS232總線的多通道的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，并給出了該系統(tǒng)硬件、軟件實(shí)現(xiàn)的方法及該系統(tǒng)的性能測試及分析。 基于單片機(jī)的多通道數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)是信號輸入 A／ D轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號后由單片機(jī)采集，然后利用單片機(jī)與 PC機(jī)的通信將數(shù)據(jù)送到 PC機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)、后期處理與顯示，實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)處理功能強(qiáng)大、顯示直觀、界面友好、性價(jià)比高、應(yīng)用廣泛的特點(diǎn)。 20 世紀(jì) 80 年代隨著計(jì)算機(jī)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(dòng)測試系統(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(kuò)展或修改系統(tǒng)，迅速組成一個(gè)新的系統(tǒng)。近年來，又成功研制了動(dòng)態(tài)范圍更大、線性度更高、兼容 性更強(qiáng)、低功耗可靠性的 TDE324C 型地震數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。在硬件結(jié)構(gòu)上，它主要由單片機(jī) (MCU)、 A/D轉(zhuǎn)換器、與 PC機(jī)聯(lián)接的通信電路、 PC機(jī)等。數(shù)據(jù)采集技術(shù)廣泛引用在各個(gè)領(lǐng)域。而數(shù)據(jù)的顯示則采用的是 LCD 液晶顯示器 ，該器件比較簡單，在生活中接觸也較多。 (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。為了保證轉(zhuǎn)換的正確完成，采樣速率（ Sample Rate）必須小于或等于轉(zhuǎn)換速率。 （ 5）滿刻度誤差（ Full Scale Error）。 單片機(jī)的選擇 單片機(jī)自 70 年代問世以來得到了蓬勃發(fā)展，目前單片機(jī)功能正日漸完善先后經(jīng)歷了 SCM、 MCU、 SOC 三大階段。 當(dāng)該腳作輸出腳使用時(shí)，則為高電平或低電平均可。因此提高了運(yùn)行速度。只有 5 個(gè)專用寄存器 PCL、STATUS、 FSR、 PCLATH、 INTCON 在 4 個(gè)存儲(chǔ)體內(nèi)同時(shí)出現(xiàn)。 AVR 的 I/O 腳類似 PIC，它也有用來控制輸入或輸出的方向寄存器，在輸出狀態(tài)下，高電平輸出的電流在 10mA 左右，低電平吸入電流 20mA。片內(nèi)裝載程序?qū)崿F(xiàn) ISP 和 IAP，大大提高了編程效率。串行傳輸類型主要有以下幾種： （ 1)RS232串行通信接口 目前 RS232是 PC機(jī)與通信工業(yè)中應(yīng)用最廣泛的一種串行接 口 。所以 RS232適合本地設(shè)備之間的通信。另有一個(gè)信號地 c，在 RS485中還有一 ’使能’端，而在 RS422中這是可用可不用的。接收器輸入阻抗為 4k，故發(fā)端最大負(fù)載能力是 lO4k+100Q(終接電阻 )。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。 表 DB9和 DB25的常用信號腳說明 9針串口（ DB9） 25針串口（ DB25） 針號 功能說明 縮寫 針號 功能說明 縮寫 1 數(shù)據(jù)載波檢測 DCD 8 數(shù)據(jù)載波檢測 DCD 11 2 接收數(shù)據(jù) RXD 3 接收數(shù)據(jù) RXD 3 發(fā)送數(shù)據(jù) TXD 2 發(fā)送數(shù)據(jù) TXD 4 數(shù)據(jù)終端準(zhǔn)備 DTR 20 數(shù)據(jù)終端準(zhǔn)備 DTR 5 信號地 GND 7 信號地 GND 6 數(shù)據(jù)設(shè)備準(zhǔn)備好 DSR 6 數(shù)據(jù)設(shè)備準(zhǔn)備好 DSR 7 請求發(fā)送 RTS 4 請求發(fā)送 RTS 8 清除發(fā)送 CTS 5 清除發(fā)送 CTS 9 振鈴指示 DELL 22 振鈴指示 DELL 串口通信接口，由于生活中常用 9針接口， 9針接口比較簡單，由于二者沒有明顯的區(qū)別，所以本設(shè)計(jì)選擇 9針接口。同時(shí)，將數(shù)據(jù)通過串口 RS232 方式上傳給上位機(jī)。將測到的模擬電壓通過 ADC0808轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換成數(shù)字電壓，轉(zhuǎn)換中通過 ADD A 、 ADD B 控制選擇 轉(zhuǎn)換那路電壓。 14 圖 AT 89C51 引腳結(jié)構(gòu) 89C51 單片機(jī)在本次設(shè)計(jì)中充當(dāng)“大腦”的角色，通過單片機(jī)控制 ADC0808轉(zhuǎn)換器選擇轉(zhuǎn)換具體某路模擬電壓值，并將轉(zhuǎn)換成的數(shù)字電壓值通過 P0 口在LCD 液晶顯示屏上面顯示，同時(shí)將轉(zhuǎn)換的數(shù)字電壓值，通過控制串口上傳到上位機(jī)上面。如果在電容兩端并聯(lián)一個(gè)按鍵，就成了按鍵復(fù)位電路，只要按下這個(gè)按鍵，單片機(jī)就能復(fù)位而無需下電。 內(nèi)部時(shí)鐘方式是在引腳 XTAL1和 XTAL2上跨接一個(gè)石英晶體和電容構(gòu)成一個(gè)自激振蕩器。圖中 C C2 起穩(wěn)定振蕩頻率、快速起振的作用。 IR用于寄存指令碼，只能寫入不能讀出； DR用于寄存數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)由內(nèi)部操作自動(dòng)寫入 DDRAM和 CGRAM，或者暫存從 DDRAM和 CGRAM讀出的數(shù)據(jù)。 HD44780的控制指令主要有：清除顯示（ Clear Display）、地址歸位（ Return Home）、輸入模式設(shè)定（ Entry Mode Set）、顯示開 /關(guān)控制（ Display On/Off Control）、功能設(shè)定（ Function Set）、設(shè)定 CGRAM的地址（ Set CGRAM Address）、設(shè)定 DDRAM的地址（ Set DDRAM Address）、寫 DDRAM/CGRAM（ Write Date to DDRAM/CGRAM）、讀忙標(biāo)志和地址（ Read Busy Flag and Address）以及從 DDRAM和 CGRAM中讀數(shù)據(jù)（ Read Date from DDRAM/CGRAM）。 LCD VEE引腳處外接一個(gè)滑動(dòng)變阻器和正、負(fù)電極，目的是為了調(diào)整 LCD的對比 18 度，當(dāng)滑動(dòng)變阻器間輸出給 LCD的電壓偏高時(shí)， LCD會(huì)更亮，反之，更暗，有時(shí)還會(huì)出現(xiàn)“鬼影”。由 6 腳和 4只電 容構(gòu)成。 15 腳 GND、 16腳 VCC（ +5v）。 系統(tǒng)中單片機(jī)作為下位機(jī)， PC機(jī)為上位機(jī)，二者通過 RS232串行口接