多路數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)設(shè)計(jì)-資料下載頁
2025-01-18 15:00本頁面
【正文】 部上拉電阻的8位雙向的I/O端口。P3口的輸出緩沖能驅(qū)動4個(gè)TTL邏輯門電路。當(dāng)向P3口寫1時(shí)，通過內(nèi)部上拉電阻把端口拉到高電平，此時(shí)可以用作輸入口。作為輸入口，因?yàn)閮?nèi)部存在上拉電阻，某個(gè)引腳被外部信號拉低時(shí)會輸出電流（IIL）。P3口同時(shí)具有AT89C51的多種特殊功能，具體如下表31所示。P3口的第二功能端口引腳第二功能RXD (串行輸入口)TXD（串行輸出口） (外部中斷0)（外部中斷1）T0（定時(shí)器0）T1（定時(shí)器1）（外部數(shù)據(jù)存儲器寫選通）（外部數(shù)據(jù)存儲器都選通）RST:復(fù)位輸入。當(dāng)振蕩器工作時(shí)，RST引腳出現(xiàn)兩個(gè)機(jī)器周期的高電平將使單片機(jī)復(fù)位。ALE/:當(dāng)訪問外部存儲器時(shí)，地址鎖存允許是一輸出脈沖，用以鎖存地址的低8位字節(jié)。當(dāng)在Flash編程時(shí)還可以作為編程脈沖輸出（）。一般情況下，ALE是以晶振頻率的1/6輸出，可以用作外部時(shí)鐘或定時(shí)目的。但也要注意，每當(dāng)訪問外部數(shù)據(jù)存儲器時(shí)將跳過一個(gè)ALE脈沖。：程序存儲允許時(shí)外部程序存儲器的讀選通信號。當(dāng)AT89C52執(zhí)行外部程序存儲器的指令時(shí)，每個(gè)機(jī)器周期兩次有效，除了當(dāng)訪問外部數(shù)據(jù)存儲器時(shí)，將跳過兩個(gè)信號。/VPP:外部訪問允許。為了使單片機(jī)能夠有效的傳送外部數(shù)據(jù)存儲器從0000H到FFFH單元的指令，必須同GND相連接。需要主要的是，如果加密位1被編程，復(fù)位時(shí)EA端會自動內(nèi)部鎖存。當(dāng)執(zhí)行內(nèi)部編程指令時(shí)，應(yīng)該接到VCC端。XTAL1：振蕩器反相放大器以及內(nèi)部時(shí)鐘電路的輸入端。XTAL2：振蕩器反相放大器的輸出端。本系統(tǒng)中，采用AT89C52作為CPU處理器，充分利用其硬件資源，結(jié)合74ls373鎖存器，7404 、74074138等數(shù)字處理芯片，連接了各個(gè)硬件模塊。地址分配如下：ADC0809地址: 0111 1000 0000 0000B0111 1111 XXXX XXXXB4 系統(tǒng)各部分電路 主機(jī)電路 本系統(tǒng)是基于61板實(shí)現(xiàn)的，主機(jī)的系統(tǒng)電路如圖5所示，其中61板的電路主要包括MIC輸入電路、音頻輸出電路、電源部分、PROBE接口電路。所以在主機(jī)的電路中，只需外接按鍵電路、三個(gè)LED電路、RS485接口電路圖5 主機(jī)系統(tǒng)電路圖 串口電路 RS485接口電路本系統(tǒng)用到的RS485的接口電路如圖12所示，其中R1為阻抗匹配電阻，在傳輸距離比較短的情況下，可以不用。MAX3485使用半雙工通訊，其中A與B口采用差分實(shí)現(xiàn)傳輸，RO口為讀數(shù)據(jù)用，RE_N為讀使能位（低電平有效），DE口為寫數(shù)據(jù)使能（高電平有效），DI口為寫數(shù)據(jù)用。 本系統(tǒng)只需要幾個(gè)功能鍵，鍵的數(shù)量比較少，所以采用獨(dú)立式結(jié)構(gòu)。獨(dú)立式按鍵結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)是每個(gè)鍵單獨(dú)占用1 根I/O 接口線，上拉電阻保證了按鍵斷開時(shí)，I/O 口線有確定的高電平， 。當(dāng)用手按下一個(gè)鍵時(shí)，往往會出現(xiàn)所按鍵在閉合位置和斷開位置之間跳幾下才穩(wěn)定到閉合狀態(tài)的情況，在釋放一個(gè)鍵時(shí)，也會出現(xiàn)類似的情況。這就是鍵抖動，抖動時(shí)間持續(xù)不一，與開關(guān)的機(jī)械特性有關(guān)，通常不會大于l0ms。若抖動問題不解決，就會引起對閉合鍵的多次讀入。為保證鍵掃描的正確，需進(jìn)行去抖動處理。去抖動有硬件和軟件兩種方法。硬件方法就是在鍵盤中附加去抖動電路，如RS 觸發(fā)器或單穩(wěn)態(tài)電路，從根上消除抖動產(chǎn)生的可能性。而軟件方法：當(dāng)發(fā)現(xiàn)有健按下時(shí)，不立即進(jìn)行鍵盤掃描，而是延時(shí)10 毫秒后再進(jìn)行。由于鍵按下的時(shí)間持續(xù)上百毫秒，延時(shí)后再掃描也不遲。系統(tǒng)中采用軟件方法消除抖動影響。鍵盤輸入 及電路4軟件設(shè)計(jì)部分 主機(jī)系統(tǒng)的主程序流程主機(jī)系統(tǒng)的主程序流程如圖15所示，主機(jī)系統(tǒng)主要負(fù)責(zé)按鍵處理、語音播報(bào)發(fā)送命令給從機(jī)，同時(shí)進(jìn)行采樣顯示。初始化A/D轉(zhuǎn)換讀入數(shù)據(jù)發(fā)送狀態(tài)數(shù)據(jù)處理載波發(fā)送接收狀態(tài)返回?cái)?shù)據(jù)發(fā)送完否N 小結(jié)本系統(tǒng)采用集成函數(shù)發(fā)生器ICL8038產(chǎn)生一正弦信號，用于模擬現(xiàn)場需要采集的數(shù)據(jù)，產(chǎn)生的模擬信號精度較高。87C51屬于標(biāo)準(zhǔn)的MCS51的體系結(jié)構(gòu)和指令系統(tǒng)。它結(jié)合了HMOS的高速和高密度技術(shù)及CHMOS的低功耗特征，是80C51BH的EPROM版本，電改寫光擦除的片內(nèi)4kB EPROM。87C51內(nèi)置中央處理單元、128字節(jié)內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲器RAM、32個(gè)雙向輸入/輸出(I/O)口、2個(gè)16位定時(shí)/計(jì)數(shù)器和5個(gè)兩級中斷結(jié)構(gòu)，一個(gè)全雙工串行通信口，片內(nèi)時(shí)鐘振蕩電路?？焖倜}沖編程，如編寫4kB片內(nèi)ROM僅需12秒。此外，87C51還可通過兩種軟件選擇空閑和掉電模式。在空閑模式下凍結(jié)CPU而RAM定時(shí)器、串行口和中斷系統(tǒng)維持其功能。掉電模式下，保存RAM數(shù)據(jù)，時(shí)鐘振蕩停止，同時(shí)停止芯片內(nèi)其它功能。系統(tǒng)中單片機(jī)與上位機(jī)之間采用RS 485標(biāo)準(zhǔn)接口方式進(jìn)行通訊，也可采用RS 232差分方式進(jìn)行傳輸，以改善通訊速率和傳輸距離。 6 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析參數(shù)顯示精度取決于多種因素，它與傳感器的精度，A/D 轉(zhuǎn)換的精度，數(shù)制轉(zhuǎn)換的精度等有關(guān)。通過采集的數(shù)據(jù)分析可以看出，系統(tǒng)所采集的數(shù)據(jù)確實(shí)存在一定的誤差。絕對誤差會基本上隨著實(shí)測值的增加而增加。當(dāng)實(shí)測值小于2V時(shí)，相對誤差有所增大，當(dāng)實(shí)測值大于2V時(shí)，相對誤差開始減小。經(jīng)分析，模擬量采集的誤差主要?dú)w因于以下幾個(gè)方面:(1) A/D轉(zhuǎn)換精度所引起的誤差。(2) 單片機(jī)本身自帶的A/D轉(zhuǎn)換器的引腳輸入漏電流所引起的誤差。(3) 測量工具即萬用歐姆表為三位半精度，由此產(chǎn)生的測量誤差。(4) 模仿模擬量輸入并非為實(shí)際的信號輸入，它使得整個(gè)系統(tǒng)的功耗增大，從而導(dǎo)致系統(tǒng)電源電壓變化，而電源電壓同時(shí)為A/D轉(zhuǎn)換提供了參考電壓源，所以會引起采集的數(shù)據(jù)誤差。參考文獻(xiàn)，魏長智，潘建軍，張羽，數(shù)據(jù)采集技術(shù)與系統(tǒng)設(shè)計(jì)。北京：機(jī)械工業(yè)出版社。，彭堅(jiān)，數(shù)據(jù)采集與處理技術(shù)。北京：電子工業(yè)出版社。，數(shù)據(jù)采集技術(shù)。合肥：中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)出版社，1990.4. 致謝 ：感謝陶彪老師和胡薔老師在課程設(shè)計(jì)期間的幫助！附錄
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