【正文】 路圖單片機引腳 XTAL1和 XTAL2外接晶振 12MHz，構成了內部振蕩方式。在本設計中，采用內部振蕩方式。第 9引腳為復位輸入端,接上電容,電阻構成上電復位電路。結合本設計的要求采用內部振蕩方式，所選的晶振為 。13圖 39 AT89C52RC單片機的引腳封裝圖 AT89C52RC單片機最小系統的設計AT89C52單片機為 40引腳雙列直插芯片,有四個 I/O口 P0,P1,P2,P3, MCS51單片機共有 4個 8位的 I/O口（P0、PPP3） ，每一條 I/O線都能獨立地作輸出或輸入。實際工作頻率可達 48MHz 4K/8K/13K/16K/20K/32K/64K字節(jié) 1280字節(jié)、512 字節(jié) RAM I/O(32/36個)，復位后為 P1/P2P3/P4是準雙向口/弱上拉（普通8051傳統 I/O口） ，PO 口是開漏輸出，作為總線擴展用時，不用加上拉電阻，作為 I/O口用時，需加上拉電阻（在系統可編程）/IAP（在應用可編程） ，無需專用編程器/仿真器，可通過串口（）直接下載用戶程序，8K 程序 3秒即可完成一片 20M以下時，可省外部復位電路11共 3個 16位定時器/計數器，其中定時器 0還可以當成 2個 8位定時器使用 4路，下降沿中斷或低電平觸發(fā)中斷，Power Down模式可由外部中斷低電平觸發(fā)中斷方式喚醒（UART） ，還可用定時器軟件實現多個 UART：075℃/40 +85℃AT89C52RC單片機同時還具有加密性強，低功耗，高速，高可靠，強抗靜電，強抗干擾等優(yōu)點。因此，在這里我選用 AT89C52單片機來完成，它具有結構簡單、編程方便、經濟、易于連接等優(yōu)點，特別是其內部定時器/計數器、中斷系統資源豐富，有應用價值。符合建立時間要求的 D數據在 CP上升沿作用下傳送到輸出端。SD、RD 的低電平實輸出預置或清除，而與其它輸入端的電平無關。單片機 ALE口輸出11的頻率是單片機晶振頻率的六分之一，約為 ，故仍需用 D觸發(fā)器進行4分頻以后才能使用。通道選擇表如下表所示。當 ALE線為高電平時，地址鎖存與譯碼器將 A， B，C 三條地址線的地址信號進行鎖存，經譯碼后被選中的通道的模擬量進轉換器進行轉換。10圖38 ADC0809 內部結構ADC0809 的工作原理：IN0－IN7：8 條模擬量輸入通道；ADC0809 對輸入模擬量要求：信號單極性，電壓范圍是 0－5V，若信號太小，必須進行放大；輸入的模擬量在轉換過程中應該保持不變，如若模擬量變化太快，則需在輸入前增加采樣保持電路。多路開關可選通 8個模擬通道，允許 8 路模擬量分時輸入，共用 A/D 轉換器進行轉換。圖37 A/D轉換模塊 A/D轉換ADC0809AD0809 的邏輯結構：ADC0809 是 8 位逐次逼近型 A/D轉換器。CLK 為時鐘輸入信號線。V0 是正弦波經 F/V轉換后得到的電壓信號，其他 IN1IN6為電阻分壓信號，IN7 待用。OE 為輸出允許信號，用于控制三條輸出鎖存器向單片機輸出轉換得到的數據。EOC 為轉換結束信號。圖 36 放大整形電路 模數轉換模塊設計ST 為轉換啟動信號。引腳 8為電源正端。引腳 6為輸入比較器反相輸入端。引腳 4為電源地。引腳 2為增益調整，改變 RS的值可調節(jié)電路轉換增益的大小。此外，LM331 可采用單/雙電源供電，電壓范圍為 4～40V，輸出也高達 40V。LM331 為雙列直插式 8腳芯片，LM331內部有（1）輸入比較電路、 （2）定時比較電路、 （3）RS 觸發(fā)電路、（4）復零晶體管、 （5）輸出驅動管、 （6）能隙基準電路、 （7）精密電流源電路、（8）電流開關、 （9）輸出保護點路等部分。 圖 34 LM331外圍電路 F/V轉換器 LM331圖 35為 LM331的內部邏輯圖，下面介紹各引腳功能。電路中的電位器 P1調節(jié)零點，使頻率為 200Hz時輸出為 1V。LM331的動態(tài)范圍寬，可達 100 dB；線性度好，最大非線性失真小于O．01％，工作頻率低到 0．1 Hz時尚有較好的線性度；轉換精度高，數字分辨7率可達 12位；外接電路簡單，只需接入幾個外部元件就可方便構成 V／F 或F／V 等變換電路，并且容易保證轉換精度。圖 31中由ICL8038產生的正弦波信號先經過 1 μF 電容高通濾波，再經 LM358反向放大2倍，然后經比較器，輸出對應頻率的方波信號，作為 LM331的輸入。18V；腳 7（FM Bias）：內部頻率調節(jié)偏置電壓輸；腳 8(FM Sweep)：外部掃描頻率電壓輸入；腳 9（Square Wave Out）：方波輸出，為開路結構；腳 10（Timing　Capacitor）：外接振蕩電容；腳 11（VorGND）：負電原或地；腳 114（NC）：空腳。腳 12（Sine　Wave　Adjust）：正弦波失真度調節(jié) Du；腳 2（Sine　Wave　Out）：正弦波輸出；腳 3（Triangle　Out）：三角波輸出；腳5（ty　Cycle　Frequency）：方波的占空比調節(jié)、正弦波和三角波的對稱調節(jié)；腳 6（V＋）：正電源177。10，11腳之間接 0．01 μF 的振蕩電容，4，5 腳接電阻和電位器，調節(jié)正弦波失真。正弦信號發(fā)生模塊主要采用集成函數發(fā)生器 ICL8038，ICL8038 函數發(fā)生器是采用肖特基勢壘二極管等先進工藝制成的單片集成電路芯片，具有電源電壓范圍寬、穩(wěn)定度好、精度高等優(yōu)點，可同時產生方波、三角波和正弦波。正弦波發(fā)生器 ICL8038MCU89C52信號放大及整形其他 6 路電阻分壓信號F/V 轉換LM331數碼管顯示 按鍵控制電源模數轉換ADC0809信號放大及調理圖 22 方案二鑒于上面兩種方案，在價格、轉換速度、實用等多種標準考量下，本設計選用方案二。F/V轉換模塊：頻率到電壓的轉換，采用精密的頻率電壓（F/V）轉換器LM331。顯示模塊：采用單個和四位一體共陰 LED 數碼管各一個，分別用來顯示通道號和采集到的數值。此方案具有結構簡單，成本低廉元件少、實時性強等優(yōu)點。圖 21 方案一方案二：系統原理框圖如圖 22所示,它能完成所要求實現的全部功能。ATMEL單片機的 ATMEGA16芯片，該芯片自帶有一個 10位的逐次逼近型 ADC。要求熟悉單片機電路和編程、A/D 轉換和動態(tài)顯示等知識。采集方式可控制。2 系統的總體設計 設計要求設計實現一種基于單片機的多路數據采集系統。而數據的顯示則采用的是 LED數碼管。而單片機是該系統的基本的微處理系統，它完成數據讀取、處理及邏輯控制，數據傳輸等一系列的任務。由微處理器去完成程序控制，數據處理及大部分邏輯操作，使系統的靈活性和可靠性大大地提高，系統硬件成本和系統的重建費用大大地降低。70年代初，隨著計算機技術及大規(guī)模集成電路的發(fā)展，特別是微處理器及高速 A/D轉換器的出現，數據采集系統結構發(fā)生了重大變革。數據采集是工業(yè)控制等系統中的重要環(huán)節(jié)，通常采用一些功能相對獨立的單片機系統來實現，作為測控系統不可缺少的部分，數據采集的性能特點直接影響到整個系統?，F代測量中，遠距離多路測量已成為日益重要的測量技術，廣泛應用于糧庫、油田、礦井以及飯店等需要同時監(jiān)控多路溫度、濕度、瓦斯含量等場合。數據采集技術廣泛引用在各個領域。相較于數據采集板卡成本和功能的限制，單片機具多功能、高效率、高性能、低電壓、低功耗、低價格等優(yōu)點，而單片機又具有精度較高、轉換速度快、能夠對多點同時進行采集，因此能夠開發(fā)出能滿足實際應用要求的、電路結構簡單的、可靠性高的數據采集系統，這就使得以單片機為核心的數據采集系統在許多領域得到了廣泛的應用。該階段的數據采集系統采用模塊式結構，根據不同的應用要求，通過簡單的增加和更改模塊，并結合系統編程，就可擴展或修改系統，迅速組成一個新的系統。由于集成電路制造技術的不斷提高，出現了高性能、高可靠的單片機數據采集系統（DAS） 。20 世紀 80年代后期，數據采集發(fā)生了很大的變化，工業(yè)計算機、單片機和大規(guī)模集成電路的組合，用軟件管理，是系統的成本減低，體積變小，功能成倍增加，數據處理能力大大加強。這類系統主要應用于實驗室，在工業(yè)生產現場也有一定的應用。20世紀 80年代隨著計算機的普及應用，數據采集系統得到了很大的發(fā)展，開始出現了通用的數據采集與自動測試系統。由于這種數據采集系統的性能優(yōu)良，超過了傳統的自動檢測儀表和專用數據采集系統，因而獲得了驚人的發(fā)展。大概在 60年代后期，國內外就有成套的數據采集設備和系統多屬于專用的系統。數據采集系統起始于 20世紀 50年代，1956 年美國首先研究了用在軍事上的測試系統，目標是測試中不依靠相關的測試文件，由非成熟人員進行操作，并且測試任務是由測試設備高速自動控制完成的。本系統成本低、實用性強、操作簡單。I畢 業(yè) 論 文 （ 設 計 ）中文題目：基于單片機