【正文】 LCALL MYSUB1；求8次的平均值LCALL STORE；保存數(shù)據(jù)，顯示數(shù)據(jù)LCALL PYJ；判是否越界INC R2 ；通道號加1LJMP L3；采集下一通道PRG61：MOV A，B；取采集數(shù)據(jù)CJNE R3，7，PRG62；是第一個數(shù)嗎？不是轉(zhuǎn)PRG62MOV 30H，A ；是第一個數(shù)嗎，則保存到30HAJMP PRG69 ；轉(zhuǎn)PRG69PRG62： CJNE R3，6，PRG63；是第二個數(shù)嗎？不是轉(zhuǎn)PRG63MOV 31H，A ；是第二個數(shù)嗎，則保存到31HAJMP PRG69 ；轉(zhuǎn)PRG69PRG63： CJNE R3，5，PRG64；是第三個數(shù)嗎？不是轉(zhuǎn)PRG64MOV 32H，A ；是第三個數(shù)嗎，則保存到32HAJMP PRG69 ；轉(zhuǎn)PRG69PRG64： CJNE R3，4，PRG65；是第四個數(shù)嗎？不是轉(zhuǎn)PRG65MOV 33H，A ；是第四個數(shù)嗎，則保存到33HAJMP PRG69；轉(zhuǎn)PRG69PRG65： CJNE R3，3，PRG66；是第五個數(shù)嗎？不是轉(zhuǎn)PRG66MOV 34H。寫D/A轉(zhuǎn)換MOV A，80HDJNZ R1，L1MOV DPTR，AINC DPTRMOVX DPTR,AL2：MOV R2,0。設(shè)置6通道的上限值MOV X6max,ALMOV AL, 0F0H 。設(shè)置4通道的上限值MOV X4max,ALMOV AL，0D0H 。設(shè)置2通道的上限值MOV X2max,ALMOV AL, 0B0H 。設(shè)置0通道的上限值MOV X0max,ALMOV AL,90H 。31河南城建學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 參考文獻(xiàn)參考文獻(xiàn)[1] ：重慶大學(xué)出版，[2] ：重慶大學(xué)出版社， [3] （第四版）.北京：清華大學(xué)出版社， 2002 [4] 周 林 ：西安電子科技大學(xué)出版社， [5] ：國防工業(yè)出版社，2005 [6] 楊天怡 ：重慶大學(xué)出版社，1996 [7] 劉迎春 （第四版）.長沙：國防科技大學(xué)出版社，2002 [8] 賈金玲 ：電子科技大學(xué)出版社，2004 [9] 李群芬 、：清華大學(xué)出版社，2005[10] ：中國科技大學(xué)出版社，199132河南城建學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 附錄附錄單片機(jī)數(shù)據(jù)采集程序設(shè)計：MOV AL，10H 。 最后，我要向家鄉(xiāng)的親人表示深深的敬意，沒有他們美好的期待和無私的奉獻(xiàn)，我的論文工作不可能如此順利地完成。 在我的論文工作中，河南城建學(xué)院電氣與電子工程系眾多老師和同學(xué)，還有南金兆集團(tuán)的各位師傅都給予過大力的支持與幫助。他們嚴(yán)謹(jǐn)求實(shí)的治學(xué)態(tài)度，活躍開闊的學(xué)術(shù)思想，勇于探索的敬業(yè)精神，都給予我極大的影響，使我受益匪淺，終生難忘。可以展望數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的發(fā)展前景：價廉、快速、高分辨率的A/D變換器的發(fā)展，肯定可以使更高速度的價廉物美的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)付諸實(shí)現(xiàn)。數(shù)據(jù)采集的現(xiàn)實(shí)對象很廣泛，如油田采油機(jī)流量、溫度、壓力等等。模擬控制器由于受元件等因素的影響，在制作和實(shí)現(xiàn)采集等方面具有一定的局限性，如在控制器有很大的時間常數(shù)時，模擬控制器的電容器的體積就相當(dāng)可觀；但若采用單片機(jī)來實(shí)現(xiàn)大的純延遲時間的控制器就顯得非常方便的，如要改變參數(shù)，只要調(diào)整程序，而不需要更改更多的硬件。通過對數(shù)據(jù)采集和傳輸?shù)某醪窖芯浚?05ADC080PC機(jī)和一些相關(guān)接口建立起這樣一個基于單片機(jī)的數(shù)據(jù)采集和傳輸系統(tǒng)的硬件平臺，配合相應(yīng)的軟件實(shí)現(xiàn)對8路模擬量的采集與傳輸。輸入端電平突變，輸出端有一個過渡過程，其變化就稱為擺率。 實(shí)際工作中，往往會出現(xiàn)在靜態(tài)調(diào)試時，ADC變換后的數(shù)字量能正確反映各通道輸入模擬信號，但在系統(tǒng)正式運(yùn)行時卻出現(xiàn)嚴(yán)重“失真”。 在高分辨率情況下，系統(tǒng)內(nèi)部噪聲也是系統(tǒng)誤差的一個問題，電阻會產(chǎn)生熱噪聲，電阻熱噪聲是基本的噪聲源，它具有一個均勻的或白色的功率譜，這些噪聲源限制了分辨率采樣信號的能力。另一方法是另外使用一個多路轉(zhuǎn)換器輸入，其上加以零輸入電壓，并測量偏移值，然后用微處理器軟件讀數(shù)中減去測得的偏移值，這種方法使系統(tǒng)的滿刻度電壓范圍減少一個數(shù)值，這個值等于放大器的偏移值。 輸入偏流也流經(jīng)放大器反饋電阻的并聯(lián)組合，當(dāng)放大器的偏流為50muA，該電流值將在放大器輸入端產(chǎn)生50uA的誤差信號。在多路開關(guān)的建立時間、放大器建立時間和ADC的積分時間中電容與放大器保持連接。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！流程圖如下，程序見附錄。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(shí)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)圖45查詢打印功能流程圖 此子系統(tǒng)要實(shí)現(xiàn)三個主要的功能，查詢，顯示，打印。 “狀態(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?！敖邮找莆患拇嫫鳌钡囊莆凰俣扔伞敖邮諘r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N(yùn)YNYNNYNYNYNYYPC機(jī)通信流程圖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，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。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。這里所說的通信是只單片機(jī)與上位機(jī)PC的信息交換。通道上限下限采集次數(shù)INT0F0H10H8INT1E8H——8INT2E0H——8INT3D8H——8INT4D0H——8INT5C8H——8INT6C0H——8INT7B8H——8圖43 采集次數(shù)對應(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。 （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～I(xiàn)N7 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。在程序開始時經(jīng)過初始化后，設(shè)置各個通道界限值，然后通道號置為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，啟動數(shù)據(jù)采集，將采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲，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，將調(diào)用計算平均值子程序，計開 始初 始 化通道號置為 0采集次數(shù)置0啟動數(shù)據(jù)采集調(diào)判越界子程序采集次數(shù)+1計算平均值到N次調(diào)存儲子程序調(diào)顯示子程序通道號+1通道號=9？YNYYN算出采集的數(shù)據(jù)，再把這個數(shù)據(jù)進(jìn)行判斷是否在正常范圍之內(nèi)。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。按照時間和通道進(jìn)行存儲，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。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)換時間為100us，線形誤差為177。掃描鍵值A(chǔ)NL A，3FHMOV DPTR，KTABMOVC A，A+DPTR。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。軟件是利用MCS一51匯編語言編制的，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采用了浮動地址，使程序在不同地址的條件下，不需要改動就能完成各種設(shè)計功能，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。但是，光有這樣的硬件，還只是具有了計算的可能。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，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)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。當(dāng)傳感器變化時。當(dāng)FIFO存儲器有數(shù)據(jù)時，IRQ信號變?yōu)楦唠娖?。FIFO/傳感器RAM是一個88RAM，在鍵盤和選通方式工作時，它是FIFO存儲器，其輸入或讀出遵循先入先出的原則。掃描輸出和回掃線可以構(gòu)成對鍵的一個掃描陣列。顯示寄存器通過OUTA和OUTB同步輸出顯示RAM的內(nèi)容。即A0==0命令寫到定時器與控制寄存器去，對8279進(jìn)行編程，=0讀FIFO/傳感器RAM狀態(tài)寄存器的內(nèi)容；A0==0數(shù)據(jù)寫到顯示RAM，=0讀顯示RAM或FIFO/傳感器RAM的內(nèi)容。數(shù)據(jù)線上的信息是命令或狀態(tài)。當(dāng)=0時，選中8279。在硬件上它占用兩個地址，在軟件上省去了顯示和鍵盤掃描，使用程序變得簡潔、易讀和模塊化。但它們共同的缺點(diǎn)是，需要編制定時掃描顯示和掃描鍵盤的程序，使整個系統(tǒng)軟件變得比較復(fù)雜。當(dāng)8051產(chǎn)生讀信號時，則由一個或非門產(chǎn)生OE輸出允許信號（高電平有效），使A/D轉(zhuǎn)換結(jié)果讀入8051單片機(jī)。當(dāng)轉(zhuǎn)換信號結(jié)束時，轉(zhuǎn)換結(jié)束信號EOC變高電平。 ，若假設(shè)地址中的無關(guān)位均為1，則其通道IN0IN7的地址為7FF8H7FFFFH。ALE為高電平時，地址譯碼與對應(yīng)通道選擇見表36。當(dāng)轉(zhuǎn)換結(jié)束后，EOC恢復(fù)高電平，此時，如果對輸出允許OE輸入一高電平命令，則可讀出數(shù)據(jù)。轉(zhuǎn)換時序圖如下： ALESTARTOEDO7~1EOC 圖35 轉(zhuǎn)換時序圖 其轉(zhuǎn)換過程表述如下：首先ALE的上升沿將地址代碼鎖存、譯碼后選通模擬開關(guān)中的某一路，使該路模擬量進(jìn)入到A/D轉(zhuǎn)換器中。1/2LSB，抗干擾能力較強(qiáng)，比較適合于信號變化緩慢，現(xiàn)場干擾嚴(yán)重的場合。也就是說A/D轉(zhuǎn)換器的轉(zhuǎn)換時間為100μs，轉(zhuǎn)換期間。而且應(yīng)該選用聚苯乙烯、聚四氟乙烯等高質(zhì)量電容器作。保持電容是外接的，其取值與采樣頻率和精度有關(guān)，常選用510～1000pF。T為采樣周期。所以在A/D轉(zhuǎn)換前，加上保持器做信號保持。最終獲得所需要的數(shù)字信號。SHA先完成模擬信號的離散化。則數(shù)字化的最大正弦信號頻率為： 如欲以8位分辨率去量化1kHz的正弦波，可計算出所需孔徑時間為160ns，根據(jù)給定的在正弦信號頻率與ADC的分辨率確定要求的孔徑時間。在本系統(tǒng)中M=8，TCONV =100us帶入公式就可得 如果我們在數(shù)據(jù)采集器的模數(shù)轉(zhuǎn)換器ADC前再加一個采樣保持放大器SHA（它的任務(wù)是把要轉(zhuǎn)換的信號快速采樣后保持一段時間，以備轉(zhuǎn)換用），這相當(dāng)于在ADC轉(zhuǎn)換時間內(nèi)可開一個窄“窗孔”，將此窗孔開啟瞬間內(nèi)的模擬信號以量化形式記錄下來，此窗孔稱為“孔徑時間”Ta，Ta一般遠(yuǎn)小于轉(zhuǎn)換時間TCONV。所以數(shù)字化的最大正弦信號頻率可用下式計算。此時進(jìn)行量化顯然會產(chǎn)生一定的誤差。模數(shù)轉(zhuǎn)換器的轉(zhuǎn)換時間決定于轉(zhuǎn)換的位數(shù)、轉(zhuǎn)換方法、采用的器件等因素。 功能模塊電路設(shè)計以8051為CPU設(shè)計一個單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)，在其外部擴(kuò)展64KB SRAM，本系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集模塊以ADC0809為核心，LF398采樣保持來實(shí)現(xiàn)一秒中采集8次數(shù)據(jù)，輸出數(shù)字量直接與總線的數(shù)據(jù)線連接