【正文】 345678161514131211109R 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(diǎn)是，需要編制定時(shí)掃描顯示和掃描鍵盤的程序，使整個(gè)系統(tǒng)軟件變得比較復(fù)雜。本系統(tǒng)采用的 Intel8279 是一個(gè)專用的顯示器鍵盤接口，它用硬件完成對(duì)顯示器和鍵盤的掃描。在硬件上它占用兩個(gè)地址，在軟件上省去了顯示和鍵盤掃描，使用程序變得簡(jiǎn)潔、易讀和模塊化。 DB0～ DB7 是數(shù)據(jù)線，與 CPU 總線相連。當(dāng) CS =0 時(shí)，選中 8279。此時(shí)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(shí)器與控制寄存器去，對(duì) 8279進(jìn)行編程， RD =0讀 FIFO/傳感器 RAM狀態(tài)寄存器的內(nèi)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(nèi)容。 掃描計(jì)數(shù)器通過 SL0～ SL3輸出掃描信號(hào)，掃描信號(hào)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(nèi)容。這一過程 8279通過硬件自動(dòng)完成，無(wú)需程序干預(yù)。 掃描輸出和回掃線可以構(gòu)成對(duì)鍵的一個(gè)掃描陣列。當(dāng)有鍵按下時(shí)，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(chǔ)器中，同時(shí)使 IRQ變高。 FIFO/傳感器 RAM是一個(gè) 8 8RAM，在鍵盤和選通方式工作時(shí)，它是 FIFO 存儲(chǔ)器，其輸入或讀出遵循先入先出的原則。此時(shí) FIFO 狀態(tài)寄存器存儲(chǔ)器空、滿、益處等狀態(tài)。當(dāng) FIFO存儲(chǔ)器有數(shù)據(jù)時(shí)， IRQ信號(hào)變?yōu)楦唠娖?。在傳感器矩陣方式工作時(shí)，這個(gè)存儲(chǔ)器是傳感器 RAM，它的每一位對(duì)應(yīng)著一個(gè)傳感器的狀態(tài)。當(dāng)傳感器變化時(shí)。 IRQ信號(hào)變?yōu)楦唠娖健? 系統(tǒng)通過按鍵來選擇工作的模式，當(dāng)按下“ ”鍵，系統(tǒng)就進(jìn)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(dāng)輸入數(shù)據(jù)時(shí)，屏幕顯示輸入的數(shù)據(jù)，當(dāng)數(shù)據(jù)輸入完畢以后，系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù) 大慶師范學(xué)院本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 12 的查詢，查詢到的數(shù)據(jù)統(tǒng)統(tǒng)顯示在屏幕上，如過此時(shí)按下打印鍵“ ”，系統(tǒng)就進(jìn)入打印模式，把查詢到的數(shù)據(jù)打印出 來。 大慶師范學(xué)院本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 1 第 4 章 數(shù)據(jù)采集與通信系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) 上一章我們對(duì)系統(tǒng)的幾個(gè)主要硬件部分進(jìn)行了介紹，這些構(gòu)成了數(shù) 據(jù)采集和通信系統(tǒng)的硬件基礎(chǔ)。但是，光有這樣的硬件，還只是具有了計(jì)算的可能。系統(tǒng)要真正能夠進(jìn)行按照我們?cè)O(shè)計(jì)的意愿進(jìn)行工作還必須有軟件的配合。 軟件是利用 MCS一 51匯編語(yǔ)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(shí)采用了浮動(dòng)地址，使程序在不同地址的條件下，不需要改動(dòng)就能完成各種設(shè)計(jì)功能，從而方便了調(diào)試與應(yīng)用，并使整體軟件系統(tǒng)具有較大的靈活性。 錯(cuò)誤 !未指定書簽。 圖 41 系統(tǒng)流程圖 開始 初始化 （鍵盤、顯示、存儲(chǔ)、打印） 讀 ADC0809 狀態(tài)（是否空閑） 讀打印機(jī)狀態(tài)（是否空閑） 設(shè)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(jié)束 大慶師范學(xué)院本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 1 采用鍵入不同 的值進(jìn)入不同的模式，進(jìn)行各種不同功能的實(shí)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(dāng)按下“ ”鍵時(shí)，系統(tǒng)進(jìn)入采集模式，當(dāng)鍵入的是“ *”鍵時(shí)，系統(tǒng)進(jìn)入的是通信模式，當(dāng)在數(shù)據(jù)采集模式下鍵入的是“ ”鍵時(shí)，系統(tǒng)就進(jìn)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(xiàng)功能。 MAIN ： 查詢是否有鍵閉合 LCALL KEY；查詢鍵閉合，調(diào)鍵盤處理子程序 LCALL DIR；調(diào)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(zhuǎn)換成有序編碼 CJNE A， 0AH， KEY1 KEY1： JC PDATA；是數(shù)字鍵，轉(zhuǎn) 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(zhuǎn)到查詢打印處理 LJMP GIVE；是‘ ’鍵轉(zhuǎn)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(guān)、通道選擇邏輯（地址鎖存與譯碼）、 8位 A/D轉(zhuǎn)換器以及三態(tài)輸出鎖存緩沖器，他可以實(shí)現(xiàn) 8路通道的切換和采集數(shù)據(jù)的鎖存， ADC0809 的轉(zhuǎn)換時(shí)間為 100us，線形誤差為177。 1/2LSB。按照時(shí)間和通道進(jìn)行存儲(chǔ)，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(jìn)入數(shù)據(jù)查詢模式我們就可以根據(jù)輸入的時(shí)間來查詢那一時(shí)刻所存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)，按下打印鍵，系統(tǒng)將為你進(jìn)行把所查詢到的數(shù) 據(jù)進(jìn)行打印。系統(tǒng)如果工作在通信模式下的話，將進(jìn)行與 PC 機(jī)的通信，進(jìn)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(dòng)進(jìn)入到查詢和打印模式， 接受到“ ”系統(tǒng)將自動(dòng)進(jìn)入打印狀態(tài)，再一次接受到“ ”的時(shí)候系統(tǒng)將返回到數(shù)據(jù)采集狀態(tài)。 大慶師范學(xué)院本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 2 單片機(jī)數(shù)據(jù)采集的分析與設(shè)計(jì) 在程序開始時(shí)經(jīng)過初始化后，設(shè)置各個(gè)通道界限值，然后通道號(hào)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(dòng)數(shù)據(jù)采集，將采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)，接著進(jìn)行第二次數(shù)據(jù)的采集，當(dāng)采集到預(yù)定的采集次數(shù)時(shí)，將調(diào)用計(jì)算平均 值子程序，計(jì) 算出采集的數(shù)據(jù)，再把這個(gè)數(shù)據(jù)進(jìn)行判斷是否在正常范圍之內(nèi)。 錯(cuò)誤 !未指定書簽。 圖 42數(shù)據(jù)采集流程圖 ADC0809 的轉(zhuǎn)換結(jié)束信號(hào) EOC 接 8051 的 。因此，當(dāng)轉(zhuǎn)換結(jié)束時(shí)，自動(dòng)向 CPU發(fā)出采集完信號(hào)， CPU 判斷，將轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)讀到累加器，然后存入存儲(chǔ)單元。 啟動(dòng) ADC轉(zhuǎn)換時(shí)，首先要想對(duì)應(yīng)通道（由 C， B， A端編碼決定）發(fā)出寫操作信號(hào)。這包括三個(gè)意思：發(fā)出 C、 B、 A 編碼和 CS 信號(hào)，它們共同決定選中的通道；使 ALE 信號(hào)為高電平，鎖存 C、 B、 A 編碼（通道地址低 3 位）；使 START 信號(hào)為高電平，啟動(dòng)轉(zhuǎn)換。這與寫操作的內(nèi)容是無(wú)關(guān)的。 （ 1）各通道采集數(shù)據(jù)平均值存儲(chǔ)單元分配：使用單片機(jī)內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元 IN0～ IN7 分別對(duì)應(yīng) 50H～ 57H （ 2）各通道界限值存儲(chǔ)單元分配：使用單片機(jī)內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)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(shè)在 65H～ 7FH（單片機(jī)內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元） 系統(tǒng)將循環(huán)采集各個(gè)通道的數(shù)據(jù)，因?yàn)楦鱾€(gè)信號(hào)和通道要求不 同，本系統(tǒng)設(shè)計(jì)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 開 始 初 始 化 通道號(hào)置為 0 采集次數(shù)置 0 啟動(dòng)數(shù)據(jù)采集 調(diào)判越界子程序 采集次數(shù) +1 計(jì)算平均值 到 N 次 調(diào)存儲(chǔ)子程序 調(diào)顯示子程序 通道號(hào) +1 通道號(hào) =9？ Y N Y Y N 大慶師范學(xué)院本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 3 INT6 C0H —— 8 INT7 B8H —— 8 圖 43 采集次數(shù)對(duì)應(yīng)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(huì)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(hào)。 單片機(jī)與 PC 通信的 分析與設(shè)計(jì) 隨著計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的應(yīng)用和微機(jī)網(wǎng)絡(luò)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(jī)與上位機(jī) PC 的信息交換。因此，通信既包括計(jì)算機(jī)與外部設(shè)備之間，也包括單片機(jī)和計(jì)算機(jī)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(shí)現(xiàn)，因此，特別適合于遠(yuǎn)距離傳輸。對(duì)于那些與計(jì)算機(jī)相距不遠(yuǎn)的人－機(jī)交換設(shè)備和串行存儲(chǔ)的外部設(shè)備如終端、打印機(jī)、邏輯分析儀、磁盤等，采用串行方式交換數(shù)據(jù)也很普遍。 錯(cuò)誤 !未指定書簽。 圖 44單片機(jī)、 PC機(jī)通信流程 PC機(jī)和單片機(jī)在進(jìn)行通信時(shí)，首先分別對(duì)各自的串行口進(jìn)行初始化、確定串行口工作方式、設(shè)定波特率、傳輸數(shù)據(jù)長(zhǎng)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(duì) PC機(jī)和單片機(jī)均需設(shè)計(jì)相應(yīng)的通信軟件。 通過和上位機(jī)的握手，實(shí)現(xiàn)信號(hào)的互通，建立溝通，實(shí)現(xiàn)在數(shù)據(jù)輸入過程中，數(shù)據(jù)1位 1位地從外設(shè)進(jìn)入接口的“接收移位寄存器”，當(dāng)“接收移位寄存器”中已接收完 1個(gè)字符的各位后，數(shù)據(jù)就從“接收移位寄存器”進(jìn)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(shí)被讀 至累加器中）?！敖邮找莆患拇嫫鳌钡囊莆凰俣扔伞敖邮諘r(shí)鐘”確定。 MOV SCON， 52H；初始化串行口 MOV TMOD， 20H MOV TH1， 0FDH；波特率設(shè)置 MOV TL1， 0FDH SETB TRL AGIN： MOV A， 0FFH LCALL OUT ；發(fā)握手信號(hào) 大慶師范學(xué)院本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 4 LCALL IN ；收應(yīng)答信號(hào) CJNE A， 00H， AGN；開始發(fā)送測(cè)量數(shù)據(jù) OUT： MOV SUBF， A；發(fā)送子程序 JBC T1， END1 SJMP OUT END1： RET IN： JBC R1， END2；接收子程序 SJMP IN END2： MOV A， SUBF RET 在數(shù)據(jù)輸出過程中， CPU把要輸出的字符（并行地）送入“數(shù)據(jù)輸出寄存器”，“數(shù)據(jù)輸出寄存器”的內(nèi)容傳輸?shù)健鞍l(fā)送移位寄存器”，然后由“發(fā)送移位寄存器”移位，把數(shù)據(jù) 1位 1位地送到外設(shè)?！鞍l(fā)送移位寄存器”的移位速度由“發(fā)送時(shí)鐘”確定。 接口中的“控制寄存器”用來容納 CPU送給此接口的各種控制信息，這些控制信息決定接口的工作方式。 “狀態(tài)寄存器”的各位稱為“狀態(tài)位”，每一個(gè)狀態(tài)位都可以用來指示數(shù)據(jù)傳輸過程中的狀態(tài)或某種錯(cuò)誤。例如，用狀態(tài)寄存器 的 D5位為“ 1”表示“數(shù)據(jù)輸出寄存器”空，用 D0位表示“數(shù)據(jù)輸入寄存器滿”，用 D2位表示“奇偶檢驗(yàn)錯(cuò)”等。 查詢，打印功能的實(shí)現(xiàn) 錯(cuò)誤 !未指定書簽。 圖 45查詢打印功能流程圖 此子系統(tǒng)要實(shí)現(xiàn)三個(gè)主要的功能，查詢，顯示，打印。首先是根據(jù)輸入的字符判斷是要進(jìn)行什么操作，然后根據(jù)系統(tǒng)設(shè)置進(jìn)行運(yùn)行。 MOV DPTR， FF7FH MOV A， 88H MOVX @DPTR， A LOP： MOV DPTR， FF7EH JB ， TEST MOV DPTR， FF7CH MOV A， @R1 MOVX @DPTR,A 大慶師范學(xué)院本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 5 INC R1 MOV DPTR,FF7FH MOV A,00H M