基于單片機的多路實時數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)設計(編輯修改稿)
2026-01-11 01:17 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 ，模擬多路轉換及 A/D 轉換器等電路集成到一塊單片機上，構成一個最小然而很完善的計算機系統(tǒng)。這些電路能在軟件的控制下準確快速的完成程序設計者事 先規(guī)定的任務?？偟亩詥纹瑱C的特點可以歸納為以下幾個方面：集成度高、存儲容量大、外部擴展能力強、控制功能強、低電壓、低功耗、性能價格比高、可靠性高這幾個方面 [8]。 單片機按內(nèi)部數(shù)據(jù)通道的寬度，可分為 4 位、 8 位、 16 位及 32 位單片機。它們被應用在不同領域里， 8 位單片機由于功能強大，被廣泛的應用在工業(yè)控制、智能接口、儀表儀器等各個領域。 8 位單片機在中、小規(guī)模應用場合仍占主流地位，代表了單片機的發(fā)展方向，在單片機應用領域發(fā)揮越來越大的作用。隨著移動通訊、網(wǎng)絡技術、多媒體技術等高科技產(chǎn)品進入家庭， 32 位單片機應用 得到了長足發(fā)展。縱觀單片機的發(fā)展過程，可以預示單片機的發(fā)展趨勢： 微型單片化； 低功耗 CMOS； 與多品種共存； 可靠性和應用水平越來越高。 單片機有著微處理器所不具備的功能，它可以獨立地完成現(xiàn)代工業(yè)控制所要求的智能化控制功能這就是單片機的最大特點。然而單片機又不同于單板機，芯片在沒有開發(fā)前，它只是具備功能極強的超大規(guī)模集成電路，如果賦予它特定的程序，它便是一個最小的、完整的微機控制系統(tǒng)。它與單板機或個人電腦有著本質(zhì)的區(qū)別，單片機屬于芯片級應用，需要用戶了解單片機芯片的結構和指令系統(tǒng)以及其它集成電路 應用技術和系統(tǒng)設計所需要的理論和技術，用這樣特定的芯片設計應用程序，從而使芯片具備特定的智能 [8]。 AT89C52 簡介 AT89C52 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 存儲器。使用 Atmel 公司高密度非易失性存儲器技術制造，與工業(yè) 80C51 產(chǎn)品指令和引腳完全兼容。片上 Flash 允許程序存儲器在系統(tǒng)可編程，亦適于常規(guī)編程器。在單芯片上，擁有靈巧的 8 位 CPU 和在系統(tǒng)可編程 Flash，使 AT89C52為眾多嵌入式控制應用系統(tǒng)提供高靈活、超有效的解決方案 [8]。 AT89C52 具有以下標準功能： 8k 字節(jié) Flash， 256 字節(jié) RAM， 32 位 I/O 口線，看門狗定時器， 2 個數(shù)據(jù)指針，三個 16 位定時器 /計數(shù)器，一個 6 向量 2級中斷結構，全雙工串行口，片內(nèi)晶振及時鐘電路。另外， AT89S52 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?？臻e模式下， CPU 停止工作，允許 RAM、定時器 /計數(shù)器、串口、中斷繼續(xù)工作。掉電保護方式下， RAM 內(nèi)容被保存，振蕩器被凍結，單片機一切工作停止，直到下一個中斷或硬件復位為止 [8]。 其引腳圖，如圖 33 所示 ,它一共有 40 個 引腳，引腳又分為四類。其中有四個電源引腳，用來接入單片機的工作電源。工作電源又分主電源、備用電源和編程電源。還有兩個時鐘引腳 XTAL XTAL2。還有由 P0 口、 P1 口、 P2口、 P3 口的所有引腳構成的單片機的輸入 /輸出（ I\O）引腳。 圖 33 AT89C52 的引腳圖 綜上所述，單片機的引腳特點是： （ 1）單片機多功能，少引腳，使得引腳復用現(xiàn)象較多。 （ 2）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分時復用為 8 位數(shù)據(jù)總線； ALE、 PSEN、 RST、 EA 和 P3 口的 INT0、 INT T0、 TWR、 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。 89C52 單片機的主要功能 ?與 MCS51 單片機產(chǎn)品兼容 1） 8K 字節(jié)在系統(tǒng)可編程 Flash 存儲器； 2） 1000 次擦寫周期； 3）全靜態(tài)操作： 0Hz～ 33Hz； 4）三級加密程序存儲器； 5） 32 個可編程 I/O 口線； 6）三個 16 位定時器 /計數(shù)器； 7）八個中斷源； 8）全雙工 UART 串行通道； 9）低功耗空閑和掉電模式； 10）掉電后中斷可喚醒； 11）看門狗定時器； 12）雙數(shù)據(jù)指針； 13）掉電標 識符。 系統(tǒng)硬件設計 系統(tǒng)硬件電路的設計由主要電路設計以及輔助電路設計。主電路設計即單片機與微處理器 AD7862的接口電路設計，和串行口 RS－ 232C的硬件接口電路設計。輔助電路包括復位電路和晶振電路。 單片機最小系統(tǒng)設計 1 復位電路設計 電容在上接高電平，電阻在下接地，中間為 RST。這種復位電路的工作原理是：通電時，電容兩端相當于是短路，于是 RST 引腳上為高電平，然后電源通過電阻對電容 充電， RST 端電壓慢慢下降，降到一定程序，即為低電平，單片機開始正常工作。上電復位：上電瞬間，電容充電電流最大，電容相當于短路， RST端為高電平，自動復位；電容兩端的電壓達到電源電壓時，電容充電電流為零，電容相當于開路， RST 端為低電平，程序正常運行。 手動復位：首先經(jīng)過上電復位，當按下按鍵時， RST 直接與 VCC 相連，為高電平形成復位，同時電解電容被短路放電；按鍵松開時， VCC 對電容充電，充電電流在電阻上， RST 依然為高電平，仍然是復位，充電完成后，電容相當于開路，RST 為低電平，正常工作。晶振的作用是選 頻其實它就是頻率選通的作用晶振生產(chǎn)出來后就具有一個固定的諧振頻率它的工作原理是利用諧振去選擇頻率的電路工作時會有很多不同頻率的分量組成當晶振接于電路時 ,與晶振發(fā)生諧振的頻率分量將被選通 ,從而再進一步放大形成一個閉環(huán)工作 ,晶振在單片機中的頻率的確定要看
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