【正文】 A 4 I N82 A 1 I N112 A 2 I N132 A 3 I N152 A 4 I N172 Y 4 O U T32 Y 3 O U T52 Y 2 O U T72 Y 1 O U T91 Y 4 O U T121 Y 3 O U T141 Y 2 O U T161 Y 1 O U T18U?7 4L S 2 4412345678161514131211109R P 20 0 A21 354 687 90* V C CP 0. 0P 0. 1P 0. 2P 0. 3P 0. 4P 0. 5P 0. 6P 0. 7I N T 0P 2. 0RDWRP 1. 0A L E / PR E S E TY0Y1Y2Y3Y4Y5Y0Y1Y2Y0 Y1 Y2 Y3 Y4 Y5 Y6 Y7abbcdefghcdefghaabcdefgabcdefgabcdefgabcdefgabcdefgabcdefgabcdefgbbbbbbb 圖 37 查詢打印模塊硬件圖 用鎖存器或用 8155都可以作鍵盤顯示器的接口。但它們共同的缺點是，需要編制定時掃描顯示和掃描鍵盤的程序，使整個系統(tǒng)軟件變得比較復雜。本系統(tǒng)采用的 Intel8279 是一個專用的顯示器鍵盤接口，它用硬件完成對顯示器和鍵盤的掃描。在硬件上它占用兩個地址，在軟件上省去了顯示和鍵盤掃描，使用程序變得簡潔、易讀和模塊化。 DB0～ DB7 是數(shù)據(jù)線，與 CPU 總線相連。當 CS =0 時，選中 8279。此時若 A0=1。數(shù)據(jù)線上的信息是命令或狀態(tài)。若 A0=0，數(shù)據(jù)線上的信息是顯示數(shù)據(jù)或鍵盤數(shù)據(jù)。即 A0= WR =0命令寫到定時器與控制寄存器去，對 8279進行編程， RD =0讀 FIFO/傳感器 RAM狀態(tài)寄存器的內容； A0= WR =0數(shù)據(jù)寫到顯示 RAM， RD =0讀顯示 RAM或 FIFO/傳感器 RAM的內容。 掃描計數(shù)器通過 SL0～ SL3輸出掃描信號，掃描信號分為譯碼和編碼兩種。顯示寄存器通過 OUTA和 OUTB同步輸出顯示 RAM的內容。這一過程 8279通過硬件自動完成，無需程序干預。 掃描輸出和回掃線可以構成對鍵的一個掃描陣列。當有鍵按下時，該鍵在行列中的位置上 SHIFT和 CNTL的狀態(tài)一起被送到 FIFO存儲器中，同時使 IRQ變高。 FIFO/傳感器 RAM是一個 8 8RAM，在鍵盤和選通方式工作時，它是 FIFO存儲器，其輸入或讀出遵循先入先出的原則。此 時 FIFO 狀態(tài)寄存器存儲器空、滿、益處等狀態(tài)。當 FIFO存儲器有數(shù)據(jù)時， IRQ信號變?yōu)楦唠娖健Ｔ趥鞲衅骶仃嚪绞焦ぷ鲿r，這個存儲器是傳感器 RAM，它的每一位對應著一個傳感器的狀態(tài)。當傳感器變化時。 IRQ信號變?yōu)楦唠娖健? 系統(tǒng)通過按鍵來選擇工作的模式，當按下“ ”鍵，系統(tǒng)就進入到查詢模式，屏幕顯示清零狀態(tài)，等待數(shù)據(jù)的輸入，當輸入數(shù)據(jù)時，屏幕顯示輸入的數(shù)據(jù)，當數(shù)據(jù)輸入完畢以后，系統(tǒng)進行數(shù)據(jù)的查 大慶師范學院本科畢業(yè)論文（設計） 20 詢，查詢到的數(shù)據(jù)統(tǒng)統(tǒng)顯示在屏幕上，如過此時按下打印鍵“ ”，系統(tǒng)就進入打印模式，把查詢到的數(shù)據(jù)打印出 來。 大慶師范學院本科畢業(yè)論文（設計） 20 第 4 章 數(shù)據(jù)采集與通信系統(tǒng)軟件設計 上一章我們對系統(tǒng)的幾個主要硬件部分進行了介紹，這些構成了數(shù)據(jù)采集和通信系統(tǒng)的硬件基礎。但是，光有這樣的硬件，還只是具有了計算的可能。系統(tǒng)要真正能夠進行按照我們設計的意愿進行工作還必須有軟件的配合。 軟件是利用 MCS一 51匯編語言編制的，并利用了最優(yōu)化方法，使其在具有較多的功能條件下，占有較少的地址空間同時采用了浮動地址，使程序在不同地址的條件下，不需要改動就能完成各種設計功能，從而方便了調試與應用，并使整體軟件系統(tǒng)具有較大的靈活性。 圖 41 系統(tǒng)流程圖 開始 初始化 （鍵盤、顯示、存儲、打?。? 讀 ADC0809 狀態(tài)（是否空閑） 讀打印機狀態(tài)（是否空閑） 設置各通 道數(shù)據(jù)存放地址段 判斷鍵盤送來的字符 查詢模式 通信模式 數(shù)據(jù)采集模式 結束 大慶師范學院本科畢業(yè)論文（設計） 21 采用鍵入不同的值進入不同的模式，進行各種不同功能的實現(xiàn)，如果在沒按下“ ”鍵以前有鍵按下，判斷為誤操作，程序不予處理，當按下“ ”鍵時，系統(tǒng)進入采集模式，當鍵入的是“ *”鍵時，系統(tǒng)進入的是通信模式，當在數(shù)據(jù)采集模式下鍵入的是“ ”鍵時，系統(tǒng)就進入了查詢模式，如果需要將查詢到的數(shù)據(jù)打印出來，就需要再一次按下“ ”鍵，從而使系統(tǒng)完成各項功能。 MAIN ： 查詢是否有鍵閉合 LCALL KEY；查詢鍵閉合，調鍵盤處理子程序 LCALL DIR；調顯示子程序 SJMP MAIN；鍵盤處理子程序 KEY： MOV DPTR， 7FFFH MOV A， 40H；寫‘讀掃描鍵命令’ MOVX @DPTR,7EFFH。 MOVX A,@DPTR。掃描鍵值 ANL A， 3FH MOV DPTR， KTAB MOVC A， @A+DPTR。查表轉換成有序編碼 CJNE A， 0AH， KEY1 KEY1： JC PDATA；是數(shù)字鍵，轉 PDATA處理 SUBB A， 0AH；以下為命令處理 MOV B， 03H MUL AB MOV DPTR， COMTAB JMP @A+DPTR COMTAB: LJMP FIND。是‘ *’鍵轉到查詢打印處理 LJMP GIVE；是‘ ’鍵轉通信處理 本系統(tǒng)采用的是 ADC0809，它是具有 8路通道模擬開關、通道選擇邏輯（地址鎖存與譯碼）、 8位 A/D轉換器以及三態(tài)輸出鎖存緩沖器，他可以實現(xiàn) 8 路通道的切換和采集數(shù)據(jù)的鎖存， ADC0809 的轉換時間為 100us，線形誤差為177。 1/2LSB。按照時間和通道進行存儲，這是是為了方便查詢的方便，也是保存數(shù)據(jù)的常用方式，采集模式就工作在查詢的模式下。進入數(shù)據(jù)查詢模式 我們就可以根據(jù)輸入的時間來查詢那一時刻所存儲的數(shù)據(jù)，按下打印鍵，系統(tǒng)將為你進行把所查詢到的數(shù)據(jù)進行打印。系統(tǒng)如果工作在通信模式下的話，將進行與 PC 機的通信，進行數(shù)據(jù)傳輸。過從鍵盤送來的不同鍵值選擇不同的工作模式；接受到“ *”系統(tǒng)將自動進入到查詢和打印模式， 接受到“ ”系統(tǒng)將自動進入打印狀態(tài)，再一次接受到“ ”的時候系統(tǒng)將返回到數(shù)據(jù)采集狀態(tài)。 大慶師范學院本科畢業(yè)論文（設計） 22 單片機數(shù)據(jù)采集的分析與設計 在程序開始時經(jīng)過初始化后，設置各個通道界限值，然后通道號置為 0，采集次數(shù)也置為 0，就保證了采集次數(shù)和通道的開始是正確的，啟動數(shù)據(jù)采集 ，將采集到的數(shù)據(jù)進行存儲，接著進行第二次數(shù)據(jù)的采集，當采集到預定的采集次數(shù)時，將調用計算平均值子程序，計 算出采集的數(shù)據(jù)，再把這個數(shù)據(jù)進行判斷是否在正常范圍之內。 圖42數(shù)據(jù)采集流程圖 開 始 初 始 化 通道號置為 0 采集次數(shù)置 0 啟動數(shù)據(jù)采集 調判越界子程序 采集次數(shù) +1 計算平均值 到 N 次 調存儲子程序 調顯示子程序 通道號 +1 通道號 =9？ Y N Y Y N 大慶師范學院本科畢業(yè)論文（設計） 23 ADC0809 的轉換結束信號 EOC 接 8051 的 。因此，當轉換結束時，自動向 CPU發(fā)出采集完信號， CPU 判斷，將轉換數(shù)據(jù)讀到累加器，然后存入存儲單元。 啟動 ADC 轉換時，首先要想對應通道（由 C， B， A 端編碼決定）發(fā)出寫操作信號。這包括三個意思：發(fā)出 C、 B、 A 編碼和 CS 信號，它們共同決定選中的通道；使 ALE 信號為高電平，鎖存 C、 B、 A 編碼（通道地址低 3 位）；使 START 信號為高電平，啟動轉換。這與寫操作的內容是無關的。 （ 1）各通道采集數(shù)據(jù)平均值存儲單元分配：使用單片機內部數(shù)據(jù)存儲單元 IN0～ IN7 分別對應 50H～ 57H （ 2）各通道界限值存儲單元分配：使用單片機內部數(shù)據(jù)存儲單元。 IN0：下限值 X0MIN 占用 58H IN0：上限值 X0MAX 占用 59H IN1～ IN7 上限值分別保存在 5A～ 60H （ 3）堆棧區(qū)設在 65H～ 7FH（單片機內部數(shù)據(jù)存儲單元） 系統(tǒng)將循環(huán)采集各個通道的數(shù)據(jù)，因為各個信號和通道要求不同，本系統(tǒng)設計了不同的采集次數(shù)和不同的上限和下限。 通道 上限 下限 采集次數(shù) INT0 F0H 10H 8 INT1 E8H —— 8 INT2 E0H —— 8 INT3 D8H —— 8 INT4 D0H —— 8 INT5 C8H —— 8 INT6 C0H —— 8 INT7 B8H —— 8 圖 43 采集次數(shù)對應的上限下限表 依據(jù)不同的上下限，不同的采集次數(shù)，得到的數(shù)據(jù)就會有些差異， 依據(jù)此就可以用于不同的數(shù)據(jù)采集，用于采集不同頻率的數(shù)據(jù)和信號。 大慶師范學院本科畢業(yè)論文（設計） 24 單片機與 PC 通信的分析與設計 隨著計算機系統(tǒng)的應用和微機網(wǎng)絡的發(fā)展，通信功能越來越顯的重要。這里所說的通信是只單片機與上位機 PC 的信息交換。因此，通信既包括計算機與外部設備之間，也包括單片機和計算機之間的信息交換。由于串行通信是在一根傳輸線上一位一位的傳送信息，所用的傳輸線少，成本底，易于實現(xiàn)，因此，特別適合于遠距離傳輸。對于那些與計算機相距不遠的人－機交換設備和串行存儲的外部設備如終端、打印機、邏輯分析儀、磁盤等，采用串行方式交換 數(shù)據(jù)也很普遍。 大慶師范學院本科畢業(yè)論文（設計） 25 圖 44單片機、 PC機通信流程 PC機和單片機在進行通信時，首先分別對各自的串行口進行初始化、確定串行口工作方式、設定波特率、傳輸數(shù)據(jù)長度等，然后才開始數(shù)據(jù)傳輸，這些工作是由軟件來完成的，因此對 PC機和單片機均需設計相應的通信軟件。 開 始 開 始 TI 及串行口初始化，設置波特率 線路狀態(tài)初始化，設置波特率 發(fā)送寄存器空？ 接受緩沖器空？ 是 FFH 發(fā)握手信號（ FFH） 接 受 握 手 信 號（ FFH） 掛 鉤 接收寄存器空 是00H？ 發(fā)送緩沖器？空？ 發(fā)送緩沖器空？ 接收應答信號 發(fā) 應 答 信 號（ 00H） 發(fā)總的測量次數(shù)及鍵值 接收測量次數(shù)和鍵值 發(fā)累加校驗和 形 成 累 加 和SUMR 接 收 累 加 和SUMR SUMR=SUMT？ 接收回答信號 接收寄存器空 是 00H 發(fā) 00H 正確信號 發(fā) EEH錯誤信號 8051 單片機通信流程 N Y N Y N N Y N Y N Y N Y Y PC機通信流程 大慶師范學院本科畢業(yè)論文（設計） 26 通過和上位機的握手，實現(xiàn)信號的互通，建立溝通，實現(xiàn)在數(shù)據(jù)輸入過程中，數(shù)據(jù)1位 1位地從外設進入接口的“接收移位寄存器”，當“接收移位寄存器”中已接收完 1個字符的各位后，數(shù)據(jù)就從“接收移位寄存器”進入“數(shù)據(jù) 輸入寄存器”。 CPU 從“數(shù)據(jù)輸入寄存器”中讀取接收到的字符。（并行讀取，即 D7~D0 同時被讀至累加器中）。“接收移位寄存器”的移位速度由“接收時鐘”確定。 MOV SCON， 52H；初始化串行口 MOV TMOD， 20H MOV TH1， 0FDH；波特率設置 MOV TL1， 0FDH SETB TRL AGIN： MOV A， 0FFH LCALL OUT ；發(fā)握手信號 LCALL IN ；收應答信號 CJNE A， 00H， AGN