【正文】 smgd=1。 smgk=0。 //顯示十位 Delay(5)。 smgd=1。 smgk=1。 smgd=0。 P0=LEDData[d/100]。 P0=0X7C。i++)。 while(x) for(i=0。 uchar Pre_KeyNo=16,KeyNo=16。 sbit smgd=P2^6。 在論文的完成過程中，還得到其他學(xué)院多位老師和同學(xué)的熱情幫助，在此表示感謝！ 感謝評(píng)審論文的各位老師為本文提出的 寶貴的意見。馬秀飛 老師 淵博的學(xué)識(shí)，謙虛、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度、靈活的思維方式、認(rèn)真的工作作風(fēng)和對(duì)學(xué)生的關(guān)心都令我佩服不已，諄諄教誨使我受益匪淺，這必將在今后的學(xué)習(xí)和工作中給我鼓勵(lì)和鞭策，為以后步入社會(huì)、適應(yīng)工作奠定良好的基礎(chǔ)。其中在硬件電路設(shè)計(jì)的時(shí)候碰到了很大的阻力，通過耐心并且細(xì)致的深入的研究，找出了許多問題的出處，雖然最終沒有完全盡善盡美，但是這樣的一個(gè)過程，同樣使我得到了很多的磨練，受益良多。 同時(shí)，我也發(fā)現(xiàn)了很多不足之處，這需要在實(shí)踐中進(jìn)一步完善 。 經(jīng)過這次畢業(yè)設(shè)計(jì)，我在 用專業(yè)知識(shí)、專業(yè)技能分析和解決問題的能力得到全面系統(tǒng)的鍛煉。 單片機(jī)將采集到的數(shù)據(jù)處理后，通過串行口發(fā)送到 PC 機(jī)，通過編寫上位機(jī)界面將接收的數(shù)據(jù)顯示出來。在這些 實(shí)際 應(yīng)用中 ,單片機(jī)只是直接面向被控對(duì)象 的 底層 ， 而 要 對(duì)采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行進(jìn)一步分析和處理 就要 由功能強(qiáng)大的主控 PC 機(jī)來完成的。 在工業(yè)控制系統(tǒng)中 , 由下位機(jī)或探測(cè)站來 負(fù)責(zé) 各種數(shù)據(jù)的采集和執(zhí)行機(jī)構(gòu)的控制 任務(wù) 。加之單片機(jī)的計(jì)算能力有限，難以進(jìn)行復(fù)雜的數(shù)據(jù)處理。上位機(jī)和下位機(jī)都需要編程，它們都有專門的開發(fā)系統(tǒng)。上位機(jī)發(fā)出的命令首先傳給下位機(jī)，下位機(jī)再根據(jù)此命令解釋成相應(yīng)時(shí)序信號(hào)直接控制相應(yīng)設(shè)備。如圖 46 所示 圖 46 向串口發(fā)送數(shù)據(jù)子程序流程圖 江蘇師范大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 基于單片機(jī)的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 29 5 上位機(jī)簡(jiǎn)介 上位機(jī)是指人們可以直接發(fā)出操控命令的計(jì)算機(jī)，一般情況下是 PC，并在屏幕上顯示各種信號(hào)的變化（水位、溫度、氣壓等）。其流程圖如 45所示。接著將單片機(jī)的 口選通進(jìn)行段選，然后將要顯示的數(shù)字的值發(fā)送給 P0 口。其流程 圖如圖 44 所示 江蘇師范大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 基于單片機(jī)的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 27 開 始先 將 低 3 位 置 1 ， 選 定 3 行然 后 判 斷 該 按 鍵 發(fā) 生 在 哪 一 行是 否 有 按 鍵 按 下將 高 3 位 置 1 選 定 3 列將 列 數(shù) 賦 給 K e y N o0 — 2 行 分 別 附 加 起 始 值 0 , 3 , 6再 判 斷 發(fā) 生 在 哪 一 列結(jié) 束K e y N o = 9NY 圖 44 鍵盤掃描子程序流程圖 （ 5） LED 顯示程序 Display_Result(int d) 該子程序用的數(shù)碼管動(dòng)態(tài)顯示方式。如圖 42 所示 開 始接 收 串 口 數(shù) 據(jù)按 選 定 的 通 道號(hào) 采 集結(jié) 束判 斷 收 到 的 數(shù) 據(jù) 第 4 位是 否 為 1選 定 循 環(huán) 采 集方 式NY 江蘇師范大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 基于單片機(jī)的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 26 42 下位機(jī)串口接收中斷函數(shù)流程圖 (3)模數(shù)轉(zhuǎn)換子程序 ADCON 先要選通 ADC0809，又因?yàn)?ADC0809 具有 8 個(gè)通道，利用 For 循環(huán)進(jìn)行 8次采集 ,接下來選擇轉(zhuǎn)換通道， F8H~FFH 用以選擇輸 入模擬信號(hào)的通道 IN0~IN7的選擇，首先從第一個(gè)通道開始，然后執(zhí)行一條讀取轉(zhuǎn)換結(jié)果的指令，再將轉(zhuǎn)換得到的結(jié)果送給串行口，再依次循環(huán)，將通道號(hào)自增 1，直到 8 個(gè)通道全部轉(zhuǎn)換完。其流程圖見圖 41 江蘇師范大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 基于單片機(jī)的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 25 開 始初 始 化啟 動(dòng) 定 時(shí) 器 1開 中 斷判 斷 是 否 有 按鍵 按 下再 根 據(jù) 掃 描 到 的 鍵 盤 號(hào) ，發(fā) 送 相 應(yīng) 的 數(shù) 據(jù) 給 出 口調(diào) 用 一 個(gè) D i s p l a y（ ） 在 L E D 上 顯 示 FYN 圖 41 主程序流程圖 （ 2） 下位機(jī)串口接收中斷函數(shù) Serial_INT() interrupt 4 因?yàn)榘l(fā)送完成和接收到新字節(jié)都會(huì)觸發(fā)串口中斷，因此串口中斷程序里用if(RI)來表示接受中斷，然后將 RI 清 0。 （ 1） 主程序 主程序?qū)ο到y(tǒng)進(jìn)行初始化，主要是進(jìn)行定時(shí) /計(jì)數(shù)的初始化，然后調(diào)用鍵盤掃描程序 Keys_Scan()，再根據(jù)按下的鍵來調(diào)用 向串口發(fā)送數(shù)據(jù)子程序putc_to_serialport（）將相應(yīng)的數(shù)據(jù)發(fā)送給串行口。 最后一步就是利用 STCISP 將 HEX 文件燒錄到單片機(jī)里。在這里可以進(jìn)行編輯、修改等操作?！按_定”后工程就算建立好了。 Keil 有以下幾個(gè)特點(diǎn)： 全功能的源代碼編輯器； 器件庫用來配置開發(fā)工具設(shè)置； 項(xiàng)目管理器用來創(chuàng)建和維護(hù)用戶的項(xiàng)目； 集成的 MAKE 工具可以匯編、編譯和連接用戶嵌入式應(yīng)用； 所有開發(fā)工具的設(shè)置都是對(duì)話框形式的； 真正的源代碼級(jí)的對(duì) CPU和外圍器件的調(diào)試 器； 高級(jí) GDI(AGDI)接口用來在目標(biāo)硬件上進(jìn)行軟件調(diào)試以及和Monitor51 進(jìn)行通信 其使用的過程為 : 首先打開 KeilUvision2，在 KEIL 系統(tǒng)中，每做個(gè)獨(dú)立的程序，都視為工程。 MAX485芯片的引腳圖如圖 312所示 [21] R01RE2DE3DI4GND5A6B7VCC8U9MAX485 圖 312 MAX485引腳 (管腳 )圖 江蘇師范大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 基于單片機(jī)的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 19 為了消除反射，吸收噪音， 將 A 和 B 端之間加匹配電阻，一般可選 100Ω的電阻。在與單片機(jī)連接時(shí)接線非常簡(jiǎn)單。 MAX485芯片的結(jié)構(gòu)和引腳都較簡(jiǎn)單 ,其內(nèi)部含有一個(gè)驅(qū)動(dòng)器和接收器。 MAX485芯片在單一電源 +5 V 下工作，額定電流為 300μ A，采用半雙工通訊方、模式。 MAX485是用于 RS485通信的低功耗收發(fā)器，器件 中都包含有一個(gè)驅(qū)動(dòng)器和一個(gè)接收器。 相比之下 RS485 具有良好的抗噪聲干擾性，長距離傳輸和多站能等優(yōu)點(diǎn)，因此 本文 使用 RS485 實(shí)現(xiàn) 串口通信 。 RS485 串行總線接口 進(jìn)行數(shù)據(jù)通信的方式為 平衡發(fā)送和差分 接收行，這種通信方式接口信號(hào)的電平比 RS232 低，不易損壞接口 處 電路的芯片，且電平與TTL 電平兼容，方便與 TTL 電路連接，該接口 將 平衡 驅(qū)動(dòng)器和差分接收器組合江蘇師范大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 基于單片機(jī)的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 18 起來使用，抗共?？垢蓴_能力增強(qiáng)，最大傳輸速率可以達(dá) 到 10 Mb／ s。 接口使用一根信號(hào)線和一根信號(hào)返回線構(gòu)成共地的傳輸形式，這種共地傳輸 方式 容易產(chǎn)生共模干擾，所以抗干擾性弱。 但 由于 RS232 接口標(biāo)準(zhǔn)出現(xiàn)較早，難免有不 一些 足之處，主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面： ，易損壞接口電路的芯片， 而且 與 TTL 電平不兼容， 故需 經(jīng)過電平轉(zhuǎn)換后 才能與 TTL 電路連接。具有如下特點(diǎn)： 輸出能直接接到 CMOS,NMOS 和 TTL 接口上 輸入電壓范圍： 低輸入電流： CMOS 器件的高噪聲抵抗特性 數(shù)碼管與單片機(jī)的連接電路圖如圖 311 所示 江蘇師范大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 基于單片機(jī)的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 17 A11f3g11e7d8c10DP9b6a2A24A35A412JP1SEG84ALE11Q21D32D42Q53Q63D74D84Q9OE115Q125D136D146Q157Q167D178D188Q19U174LS573LE11Q21D32D42Q53Q63D74D84Q9OE115Q125D136D146Q157Q167D178D188Q19U374LS573VCCVCC 311 數(shù)碼管與單片機(jī)的連接電路圖 . 通信模塊 本文采用 RS485 標(biāo)準(zhǔn)實(shí)現(xiàn)單片機(jī)與 PC 機(jī)間的通信。其 引腳 圖 如圖 310 所示： LE11Q21D32D42Q53Q63D74D84Q9OE115Q125D136D146Q157Q167D178D188Q19 圖 310 74LS573 引腳 圖 江蘇師范大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 基于單片機(jī)的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 16 真值表 如下 ： 表 31 74LS573 真值表 輸出 控制 使能 數(shù)據(jù) 輸出 L H H H L H L L L L X QO H X X Z 注釋 ： H=高電平 L=低電平 = 不定 Z=高阻態(tài) QO=建立 穩(wěn)態(tài)輸入條件前 Q 的電平 功能表 引腳 功能表 如下 ： 表 3－ 2 74LS573 引腳功能表 管腳號(hào) 功能 0D– 7D 數(shù)據(jù)輸入 LE 鎖存使能輸入（高電平有效） OE 3 態(tài)輸出使能輸入（低電平有效） 0Q– 7Q 3 態(tài)鎖存輸出 當(dāng)鎖存器使能端為高時(shí)，這些器件的鎖存對(duì)于數(shù)據(jù)是透明的（也就是說輸出同步）。 這種電路可以驅(qū)動(dòng)低阻抗負(fù)載或大電 容，不需要額外的接口就可以直接與系統(tǒng)總線接口相連并驅(qū)動(dòng)總線。當(dāng)使能為 0 時(shí)，輸出將固定在已建立的數(shù)據(jù)電平上。 LED 各段不同點(diǎn)亮的組合可以顯示 0~ A~F 等十六進(jìn)制數(shù) [13]。共陰極 LED 的所有發(fā)光管的陰極并接成公共端 COM，而共陽極 LED 的所有發(fā)光管的陽極并接成公共端 COM。 ABCEFGDD P 圖 391 8 段數(shù)碼管結(jié)構(gòu)圖 A B C D E F G DPCOM A B C D E F G DPCOM 圖 392 共陰極結(jié)構(gòu)圖 圖 393 共陽極結(jié)構(gòu)圖 它是由 8 個(gè)發(fā)光二極管構(gòu)成，各段依次記為 a、 b、 c、 d、 e、 f、 g、 dp，其中 dp 表示小數(shù)點(diǎn)（不帶小數(shù)點(diǎn)的稱為 7 段 LED）。 LED 數(shù)碼管顯示器的結(jié)構(gòu)原理 發(fā)光二極管 LED 是 利用 PN 結(jié)把電能轉(zhuǎn)換光能的固體發(fā)光器件，根據(jù)制造材料的不同，可以發(fā)出紅、黃、綠 、白等不同色彩的可見光束。 S1SWPBS2SWPBS3SWPBS4SWPBS7SWPBS5SWPBS8SWPBS6SWPBS9SWPB 圖 38 矩陣式按鍵接口圖 在本系統(tǒng)中所用到的按鍵有 9 個(gè)，所以采取矩陣式按鍵接口方式。如圖 38 所示。如對(duì)于 20 只按鍵接口，如采用按鍵獨(dú)立方式，需要 20 個(gè) I/O 口。當(dāng)某按鍵按下時(shí)，與其相連的 I/O 線將得到低電平輸入。 4 只按鍵分別接單片機(jī)的 ~。每只按鍵接單片機(jī)的一條 I/O 線，通過對(duì)線的查詢，即可識(shí)別各按鍵的狀態(tài)。非編碼鍵盤有兩種接口方法：一種是獨(dú)立按鍵接口；另一種是矩陣式按鍵接口。根據(jù)按鍵的識(shí)別方法分類，有編碼鍵盤和非編碼鍵盤兩種。 因 P0 口還需要連接 LED 顯示電路，所以 AT89C52 與 ADC0809 之間需要加芯片 74LS573 來緩沖數(shù)據(jù)的傳輸，芯片 74LS573 的介紹在 節(jié)有詳細(xì)介紹。將轉(zhuǎn)換江蘇師范大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 基于單片機(jī)的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的設(shè)計(jì)