【正文】 讓我們不僅在知識上有較大的進(jìn)步，而且。在各個環(huán)節(jié)中嚴(yán)格按照指導(dǎo)老師的要求，遵循老師的安排，一個一個的環(huán)節(jié)完成。第6章 結(jié)束語 本系統(tǒng)在完成數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)查詢打印、存儲、顯示和通信等功能上，可以基本滿足常態(tài)要求，在精度和采集時間的控制上還存在不精確，誤差較大等不足。這往往是由于設(shè)計中地各放大器（IA、SHA、ADC、）的擺率注意不夠。還有就是每個采樣通道有一個時間差，即第一個通道的采樣點與最后一個通道采樣點實際上是完全不同周期的點，這個時差帶來了“信號扭斜”，如果系統(tǒng)對信號采樣有嚴(yán)格同期要求，這要采用每個模擬輸入信號使用一個SHA，這就可以滿足同時實時測量多個模擬信號的場合，當(dāng)ADC對各通道的SHA服務(wù)時間差為10ms，則輸入電壓衰減僅為5mV。第三種方法是可以考慮使用自動調(diào)零ADC，將放大器的輸出電壓加到ADC，便可完成自動調(diào)零周期，ADC和放大器組合的偏移自動消除。放大器的偏移電壓也誤差的一個來源，高性能放大器的偏移電壓小于100uV，但這仍大于1個LSB，所以必須調(diào)整放大器的偏移值。例如連接時間長達(dá)30（10+10+10）ms時，在30ms中使130uF電容上的電壓改變3uV，相應(yīng)的放電電流是13muA，許多放大器的輸入偏流超過這個值，顯然這種誤差是一個大問題。DTAB：顯示字型段碼表DTAB：DB 3FH，06H，5BH，4FH；0，1，2，3DB 66H，6DH，7DH，07H；4，5，6，7DB 7FH，6FH，77H，7CH；8，9，A，BDB 39H，5EH，79H，71H；C，D，E，F(xiàn)DB 00H；（暗碼）；KTAB：根據(jù)掃描鍵值大小（由小到大）；形成的鍵有序數(shù)編碼轉(zhuǎn)換表KTAB：DB 01H，04H，07H，0AH；1，4，7，*：（‘*’=0AH）DB 00H，00H，00H，00H，00H；由于鍵值不連續(xù)，空余單元中置0DB 02H，05H，08H，00H；2，5，8，0DB 00H，00H，00H，00H，00H；空余單元置0DB 03H，06H，09H，0BH；3，6，9，：（‘’=0BH）END第5章 誤差分析在的信號調(diào)理過程中，放大器的偏流將使浮動電容放電，在電容連接放大期間，若采用積分式ADC，則將形成最小的放電時間。數(shù)字鍵處理MOV R2，6PDATA1：XCH A，R0INC R0DJNZ R2,PDATA1RETDIR:MOV DPTR,7FFFH；顯示子程序MOV A，90HMOVX DPTR,A。轉(zhuǎn)‘*’鍵處理LJMP COMA2；、轉(zhuǎn)‘’鍵處理COMA1：MOV R0，70H；‘*’鍵處理MOV R2，06HMOV A，10H；送暗碼序號，6個LED全暗COMA11：MOV R0,AINC R0DJNZ R2,COMA11RETCOMA2:MOV R0,70H。掃描鍵值A(chǔ)NL A，3FHMOV DPTR，KTABMOVC A，A+DPTR。（雙鍵互鎖，編碼方式、8字符、左進(jìn)）；主程序MIAN：JB ，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，7FFFHMOV A，40H；寫‘讀掃描鍵命令’MOVX DPTR,7EFFH。 讀狀態(tài)字JB ，LOOP；清除未完畢，則循環(huán)MOV A，34HMOVX DPTR,A。因為是8個通道，跟時間又是一一對應(yīng)的，所以應(yīng)該查找到與時間對應(yīng)的8個數(shù)據(jù)，查找到每一個數(shù)據(jù)都傳送到對應(yīng)的LED進(jìn)行顯示，如果還接受到了打印信號，就將數(shù)據(jù)傳到打印機(jī)，把數(shù)據(jù)進(jìn)行打印，完成當(dāng)前查詢后，系統(tǒng)返回主程序！開始初始化查詢時間數(shù)據(jù)到8次了嗎？將數(shù)據(jù)送顯示程序數(shù)據(jù)個數(shù)+1地址+2k數(shù)據(jù)個數(shù)置0返 回NYORG 03HLJMP KEYINTKEYINT：PUSH PSWPUSH ACCPUSH DPLPUSH DPHSETB RS0；中斷服務(wù)子程序用于工作寄存器區(qū)3SETB RS1；保護(hù)工作寄存器區(qū)0LCALL KEY ；調(diào)鍵盤處理子程序KEYPOP DPH；恢復(fù)現(xiàn)場POP DPLPOP ACCPOP PSWRETI ；中斷返回；初始化程序ORG 0HMOV SP，2FH；設(shè)定棧指針MOV DPTR，7FFFH；初始化8279MOV A，0D1H；清除命令MOVX DPTR,A。MOV DPTR，F(xiàn)F7FHMOV A，88HMOVX DPTR，ALOP：MOV DPTR，F(xiàn)F7EHJB ，TESTMOV DPTR，F(xiàn)F7CHMOV A，R1MOVX DPTR,AINC R1MOV DPTR,FF7FHMOV A,00HMOVX DPTR,AMOV R2,LOPRET如果輸入的是查詢字符系統(tǒng)將進(jìn)入查詢狀態(tài)，如果是其他字符系統(tǒng)將不給予響應(yīng)的，系統(tǒng)根據(jù)輸入是要進(jìn)入查詢中斷，然后顯示輸入要查詢的時間數(shù)據(jù)。，打印功能的實現(xiàn)開始初始化讀輸入的數(shù)據(jù)顯示輸入數(shù)據(jù)調(diào)查詢子程序結(jié) 束判斷數(shù)據(jù)此子系統(tǒng)要實現(xiàn)三個主要的功能，查詢，顯示，打印?！盃顟B(tài)寄存器”的各位稱為“狀態(tài)位”，每一個狀態(tài)位都可以用來指示數(shù)據(jù)傳輸過程中的狀態(tài)或某種錯誤?！鞍l(fā)送移位寄存器”的移位速度由“發(fā)送時鐘”確定。“接收移位寄存器”的移位速度由“接收時鐘”確定。CPU從“數(shù)據(jù)輸入寄存器”中讀取接收到的字符。開 始開 始TI及串行口初始化，設(shè)置波特率線路狀態(tài)初始化，設(shè)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(yīng)答信號發(fā)應(yīng)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SUMRSUMR=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(jī)通信流程NYNYNNYNYNYNYYPC機(jī)通信流程PC機(jī)和單片機(jī)在進(jìn)行通信時，首先分別對各自的串行口進(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(jī)和單片機(jī)均需設(shè)計相應(yīng)的通信軟件。對于那些與計算機(jī)相距不遠(yuǎn)的人－機(jī)交換設(shè)備和串行存儲的外部設(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。因此，通信既包括計算機(jī)與外部設(shè)備之間，也包括單片機(jī)和計算機(jī)之間的信息交換。隨著計算機(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。（1）各通道采集數(shù)據(jù)平均值存儲單元分配：使用單片機(jī)內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲單元IN0~IN7 分別對應(yīng) 50H~57H（2）各通道界限值存儲單元分配：使用單片機(jī)內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲單元。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(zhuǎn)換。因此，當(dāng)轉(zhuǎn)換結(jié)束時，自動向CPU發(fā)出采集完信號，CPU判斷，將轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)讀到累加器，然后存入存儲單元。通道號設(shè)置為0L3：MOV R3，8；采集次數(shù)設(shè)置為8L4：MOVX DPTR，220H；啟動A/D轉(zhuǎn)換MOVX DPTR,AMOV R7,0FFH。設(shè)置7通道的上限值MOV X7max,AL；設(shè)置各通道界限值MOV A，10HMOV R0,AINC R0MOV R1 , 8MOV A,F0HL1: MOV R0,AINC R0CLR CSUBB A,8DJNZ R1,L1MOV DPTR,228H。設(shè)置5通道的上限值MOV X5max,ALMOV AL, 0E0H 。設(shè)置3通道的上限值MOV X3max,ALMOV AL, 0C0H 。設(shè)置1通道的上限值MOV X1max,ALMOV AL,0A0H 。 設(shè)置0通道的下限值MOV X0min,ALMOV AL,80H 。然后就是第二通道的采集。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(jìn)入到查詢和打印模式， 接受到“”系統(tǒng)將自動進(jìn)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)。進(jìn)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(jìn)行把所查詢到的數(shù)據(jù)進(jìn)行打印。LSB。查表轉(zhuǎn)換成有序編碼CJNE A，0AH，KEY1KEY1： JC PDATA；是數(shù)字鍵，轉(zhuǎn)PDATA處理SUBB A，0AH；以下為命令處理MOV B，03HMUL ABMOV DPTR，COMTABJMP A+DPTRCOMTAB: LJMP FIND。MOVX A,DPTR。開始初始化（鍵盤、顯示、存儲、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，系統(tǒng)進(jìn)入采集模式，當(dāng)鍵入的是“*”鍵時，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，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)完成各項功能。系統(tǒng)要真正能夠進(jìn)行按照我們設(shè)計的意愿進(jìn)行工作還必須有軟件的配合。第4章 單片機(jī)數(shù)據(jù)采集與通信系統(tǒng)軟件設(shè)計上一章我們對系統(tǒng)的幾個主要硬件部分進(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)。IRQ信號變?yōu)楦唠娖?。在傳感器矩陣方式工作時，這個存儲器是傳感器RAM，它的每一位對應(yīng)著一個傳感器的狀態(tài)。此時FIFO狀態(tài)寄存器存儲器空、滿、益處等狀態(tài)。當(dāng)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。這一過程8279通過硬件自動完成，無需程序干預(yù)。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。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)。此時若A0=1。DB0~DB7是數(shù)據(jù)線，與CPU總線相連。本系統(tǒng)采用的Intel18279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。 查詢打印模塊電路設(shè)計用鎖存器或用8155都可以作鍵盤顯示器的接口。經(jīng)反相器可向CPU發(fā)送一個高電平信號。當(dāng)8051產(chǎn)生寫信號時，則由一個或非門產(chǎn)生轉(zhuǎn)換器的啟動START和地址鎖存信號ALE（高電平有效），同時將地址總線信息由A，B，C輸入并鎖存，模擬量通過被選中的通道送到A/D轉(zhuǎn)換器，并在START信號下降沿時開始逐位轉(zhuǎn)換。CBA選中通道000INT0001INT1010INT2011INT3100INT4101INT5110INT6111INT7ADC0809的量化單位本系統(tǒng)基準(zhǔn)電壓 ，此時q=（）/28=20Mv，轉(zhuǎn)換結(jié)果D=A/D轉(zhuǎn)換器與單片機(jī)的硬件接口一般有兩種方法，一種方法是通過并行I/O接口與8051A單片機(jī)連接（例如8155或8255）需要占用兩個并行口（其中一個端口接A/D轉(zhuǎn)換器數(shù)據(jù)線，另一個端口用來產(chǎn)生A/D轉(zhuǎn)換器工作控制信號）；第二種接口方法是利用ADC0809轉(zhuǎn)換器三態(tài)輸出鎖存功能，可以直接與8051的總線連接，在系統(tǒng)中把ADC0809轉(zhuǎn)換器當(dāng)作外部RAM單元對待。A、B、C：3位地址線即模擬量通道選擇線。同時START 的上升沿將轉(zhuǎn)換器內(nèi)部清零，下降沿起動A/D轉(zhuǎn)換，即在時鐘的作用下，逐位逼近過程開始，轉(zhuǎn)換結(jié)束信號EOC即變?yōu)榈碗娖健?位A/，％以下, 這對一些精度要求比較高的控制系統(tǒng)而言是不夠的，因此要采用更多位的A/D轉(zhuǎn)換器，如10位、12位、14位等A/D轉(zhuǎn)換器。A/D轉(zhuǎn)換器的任務(wù)是完成采樣信號到數(shù)字信號的轉(zhuǎn)換，ADC0809是逐次逼近式，轉(zhuǎn)換時間為100μs的8位轉(zhuǎn)換器，它的線性誤差為177。在本系統(tǒng)中根據(jù)采樣時間、%精度的獲取時間為25μs，保持期間的輸出電壓下降率為每秒3mV。減小可提高采樣頻率，但會降低精度。采樣控制電平為“1”，保持控制電平為“0”，OFFFSET用于零位調(diào)整。保持起把時刻的采樣值保持到A/D轉(zhuǎn)換結(jié)束。 數(shù)據(jù)采集模塊是將從調(diào)理電路送過來的信號進(jìn)行量化，把模擬量變成數(shù)字量的模塊，A/D轉(zhuǎn)換過程（即采樣信號的量化過程）需要時間，如果輸入信號變化較大，就會引起轉(zhuǎn)換誤差。ADC接著進(jìn)行離散信號的量化。這樣，數(shù)據(jù)采集時在模數(shù)轉(zhuǎn)換器ADC前采用采樣保持放大器SHA，就解決了ADC轉(zhuǎn)換時間較長與分辨率要求較短的孔徑時間的矛盾，其實質(zhì)是把模擬信號的離散化與量化分兩步進(jìn)行。顯然，如在孔徑時間Ta內(nèi)，輸入模擬信號仍在孔徑時間Ta內(nèi)，輸入模擬信號仍在變化時進(jìn)行量化，會引入一定的誤差，稱其為“孔徑誤差”，仍考慮對輸入的正弦信號采樣，那么對M位ADC，并采用SHA的數(shù)據(jù)采集器。其中M為模數(shù)轉(zhuǎn)換器ADC的分辨率?，F(xiàn)在考慮對正弦波信號采樣，在轉(zhuǎn)換時間TCONV內(nèi)，信號電壓的最大改變發(fā)生在正弦信號過零時，所以而在轉(zhuǎn)換時間TCONV內(nèi)最大可能的由此可以得出： 其中f為輸入的正弦信號頻率。如在轉(zhuǎn)換時間TCONV內(nèi)，輸入模擬信號仍在變化。 數(shù)據(jù)采