【正文】 指令來采集離散數(shù)據(jù)，同時(shí)將采集的開關(guān)控制量的變化發(fā)送給上位機(jī)。在根據(jù)設(shè)計(jì)的的要求就選擇第四種基于混合型計(jì)算機(jī)采集系統(tǒng)。（4）充分利用主機(jī)資源，但不會占有主機(jī)的全部CPU時(shí)間。（2）系統(tǒng)配置靈活，易構(gòu)成各種大中型測控系統(tǒng)。單片機(jī)及外圍電路構(gòu)成的部分是專為數(shù)據(jù)采集能功能的要求而配置的，主機(jī)則承擔(dān)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的人機(jī)對話、大容量的計(jì)算、記錄、打印、圖形顯示等任務(wù)。這是一種近年來隨著單片機(jī)出現(xiàn)而在計(jì)算機(jī)應(yīng)用領(lǐng)域中迅速發(fā)展的一種系統(tǒng)結(jié)構(gòu)形式。第三類基于DSP數(shù)字信號微處理器的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。（2）系統(tǒng)的軟硬件設(shè)計(jì)與配置規(guī)模都是以滿足數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)功能要求為原則。特點(diǎn)如下：（1）系統(tǒng)不具有自主開發(fā)能力。（4）在工業(yè)環(huán)境中運(yùn)行的可靠性差，對安放環(huán)境要求高。 （3）系統(tǒng)的軟、硬件的應(yīng)用配置較小，系統(tǒng)的成本比較高。通過微型計(jì)算機(jī)所有的軟、硬件資源都可以用來支持系統(tǒng)進(jìn)行工作。工業(yè)上使用的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)大概分為四類：第一類使用通過微型計(jì)算機(jī)（如PC機(jī)）的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。那么這是傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集方法是達(dá)不到這一要求的，但是利用電腦來采集這些數(shù)據(jù)就可以達(dá)到這樣的要求。社會中的各個(gè)方面，各個(gè)行業(yè)為了加大了企業(yè)的發(fā)展進(jìn)程和自己的競爭能力，不得不甩掉傳統(tǒng)的管理模式和經(jīng)營方法。如今的離散數(shù)據(jù)采集已經(jīng)達(dá)到了一定水平。各個(gè)行業(yè)為了不斷改善企業(yè)的服務(wù)質(zhì)量，提高工作效率都進(jìn)入了計(jì)算機(jī)控制時(shí)代，由于對管理要求的不斷提高，在很大程度上使企業(yè)不得不改變傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集方式。 data acquisition system。關(guān)鍵詞：離散量采集系統(tǒng)；單片機(jī)；通信AbstractAlong with the rapid development of puter technology and popularization, data acquisition system is also widely application. Microputer is widely applied in general automation, information processing and information system etc . Signal acquisition, pretreatment, temporary and PC transmission is needed by metallurgy, chemical, medical care and other applications。采用RS232進(jìn)行串口通信，可以通過電腦來控制繼電器實(shí)現(xiàn)離散量采集方法的控制。由上位機(jī)實(shí)現(xiàn)對下位機(jī)的控制和數(shù)據(jù)采集的顯示，下位機(jī)實(shí)現(xiàn)離散量的采集過程。在冶金、化工、醫(yī)療等應(yīng)用場合，需要對很多信號進(jìn)行采集，預(yù)處理，暫存和傳輸。基于單片機(jī)離散量數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)設(shè)計(jì)摘 要隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展和普及，數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)也得到了廣泛的應(yīng)用。微機(jī)在通用自動化、信息處理、信息系統(tǒng)等方面得到廣泛的應(yīng)用。本文設(shè)計(jì)的離散量采集系統(tǒng)采用上位機(jī)、下位機(jī)通信方式運(yùn)行。下位機(jī)硬件設(shè)計(jì)采用STC89C52RC單片機(jī)為控制核心，運(yùn)用TLP521進(jìn)行光電隔離，采用八位三態(tài)同相輸出總線緩沖器74HC541為輸入緩沖部分，而輸出部分則采用的是鎖存器74HC574，和撥動開關(guān)作為開關(guān)控制,完成了離散量采集系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)。結(jié)果證明，該設(shè)計(jì)方法可行，實(shí)現(xiàn)了離散量采集系統(tǒng)的自動化，克服了傳統(tǒng)數(shù)據(jù)采集的弊端，應(yīng)用具有良好的前景和使用價(jià)值。The design is a discrete variables acquisition system with upper and lower operating mode. The PC machine controls the lower machine and display the date, and the lower machine realizes data collection. Hardware design of digital machines STC89C52RC singlechip design for the control of the core to the use of photoelectric TLP521 isolation, the use of eight threestate bus buffer with an output of 74HC541 for input buffer part of the output part is used in latch 74HC574, Used for RS232 serial munication, you can relay through the puter to control the realization of the bright lights out billiards control and manual control switch can monitor. The results proved that the design method is feasible to achieve a billiards automated agency management system to overe the drawbacks of traditional management methods, the application has good prospects and the value.Keywords: single chip。 munication目 錄1 緒論 1 課題背景 1 課題相關(guān)技術(shù) 2 課題任務(wù) 5 52 系統(tǒng)方案設(shè)計(jì) 6 6 方案選擇 63 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) 9 9 STC89C52RC介紹 10 單片機(jī)最小系統(tǒng) 12 輸入輸出模塊 15 光電隔離模塊 15 輸入模塊 17 輸出模塊 19 串口模塊 21 設(shè)備選型 244 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn) 25 軟件編程介紹 25 C語言介紹 25 VB介紹 26 下位機(jī)軟件方案設(shè)計(jì) 27 28 28 29 上位機(jī)軟件方案設(shè)計(jì) 315 系統(tǒng)集成與調(diào)試 32 Keil軟件開發(fā)平臺及介紹 32 調(diào)試分析 33 調(diào)試分析 33 故障調(diào)試及解決方法 33 聯(lián)調(diào)結(jié)果 346 結(jié)論 35參考文獻(xiàn) 36致 謝 38附錄Ⅰ 原理圖 39附錄Ⅱ 程序清單 40IV沈陽航空航天大學(xué)北方科技學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）1 緒論隨著現(xiàn)代世界經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，計(jì)算機(jī)技術(shù)得到飛速發(fā)展和普及。數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)是信號處理系統(tǒng)是信號與信息處理系統(tǒng)不可缺少的組成部分，現(xiàn)代微電子技術(shù)和通信技術(shù)的發(fā)展，對數(shù)據(jù)采集的精度和速度也越來越高了。 課題背景隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的迅猛發(fā)展和普及，現(xiàn)代社會已經(jīng)進(jìn)入了信息化的社會。為了使自己的管理模式和經(jīng)營方法做到最好，對自己企業(yè)的一些數(shù)據(jù)就要做到即快速有準(zhǔn)確的掌握。那么數(shù)據(jù)采集技術(shù)就是基于這樣一個(gè)社會大背景下的一個(gè)必然的產(chǎn)物，它使我們的社會發(fā)展的生產(chǎn)上了一個(gè)新的臺階。它的特點(diǎn)有:（1）系統(tǒng)較強(qiáng)的軟、硬件支持。（2）具有自主開發(fā)能力。程序在RAM中運(yùn)行，易受外界干擾破壞。第二類基于單片機(jī)的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。因此系統(tǒng)的軟、硬件開發(fā)必須借助開發(fā)工具。（3）系統(tǒng)的可靠性好，使用方便，不易受外界的干擾而破壞，而且上電后系統(tǒng)立即進(jìn)入用戶狀態(tài)。第四類基于混合型計(jì)算機(jī)采集系統(tǒng)。它是由通用計(jì)算機(jī)（PC機(jī)）與單片機(jī)通過標(biāo)準(zhǔn)總線（如RS232）相連而成?；旌闲陀?jì)算機(jī)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的特點(diǎn)如下：（1）通常具有自主開發(fā)能了。（3）主機(jī)可遠(yuǎn)離現(xiàn)場而構(gòu)成各種局域網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。那么本設(shè)計(jì)在選擇類型方面，就是比較了以上四種類型的優(yōu)缺點(diǎn)來進(jìn)行選擇的。 課題相關(guān)技術(shù)離散數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)采用上位機(jī)、下位機(jī)通信方式運(yùn)行。本課題主要是對下位機(jī)的研究，主要采用了弱電控制強(qiáng)電技術(shù)和數(shù)據(jù)采集技術(shù)，下面分別對這兩種技術(shù)進(jìn)行介紹。強(qiáng)電是用作一種動力能源，弱電是用于信息傳遞。（2）傳輸方式不同強(qiáng)電以輸電線路傳輸，弱電的傳輸有有線與無線之分。（3）功率、電壓及電流大小不同強(qiáng)電功率以KW（千瓦）、MW（兆瓦）計(jì)、電壓以V（伏）、KV（千伏）計(jì)，電流以A（安）、kA（千安）計(jì)；弱電功率以W（瓦）、mW（毫瓦）計(jì)，電壓以V（伏）、mV（毫伏）計(jì)，電流以mA（毫安）、uA（微安）計(jì)，因而其電路可以用印刷電路或集成電路構(gòu)成。又如手電筒與電動剃須刀雖然電壓很低，功率及電流很小，仍屬強(qiáng)電。弱電控制強(qiáng)電一般是通過可控硅或繼電器之類的開關(guān)設(shè)備來實(shí)現(xiàn)的。數(shù)據(jù)采集經(jīng)常做成模塊而且是典型的與PC機(jī)或控制器連接。數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)起始于20世紀(jì)50年代，1956年美國首先研究了用在軍事上的測試系統(tǒng)，目標(biāo)是測試中不依靠相關(guān)的測試文件，由非熟練人員進(jìn)行操作，并且測試任務(wù)是由測試設(shè)備高速自動控制完成的。大約在60年代后期，國外就有成套的數(shù)據(jù)采集設(shè)備產(chǎn)品進(jìn)入市場，此階段的數(shù)據(jù)采集設(shè)備和系統(tǒng)多屬于專用的系統(tǒng)。由于這種數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的性能優(yōu)良，超過了傳統(tǒng)的自動檢測儀表和專用數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，因此獲得了驚人的發(fā)展。就使用的總線而言，實(shí)驗(yàn)室數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)多采用并行總線，工業(yè)現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)多采用串行數(shù)據(jù)總線。該階段的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)主要有兩類，一類以儀器儀表和采集器、通用接口總線和計(jì)算機(jī)等構(gòu)成。這類系統(tǒng)主要用于實(shí)驗(yàn)室，在工業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)場也有一定的應(yīng)用。這種接口系統(tǒng)采用積木式結(jié)構(gòu)。 第二類系統(tǒng)在工業(yè)現(xiàn)場應(yīng)用較多。顯然，這種系統(tǒng)比專用系統(tǒng)靈活得多。20世紀(jì)90 年代至今，在國際上技術(shù)先進(jìn)的國家，數(shù)據(jù)采集技術(shù)已經(jīng)在軍事、 航空電子設(shè)備及宇航技術(shù)、工業(yè)等領(lǐng)域被廣泛應(yīng)用。目前有的（DAS）產(chǎn)品精度已達(dá)16 位，采集速度每秒達(dá)到幾十萬次以上。該階段數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)采用更先進(jìn)的模塊式結(jié)構(gòu)，根據(jù)不同的應(yīng)用要求，通過簡單的增加和更改模塊，并結(jié)合系統(tǒng)編程，就可擴(kuò)展或修改系統(tǒng)，迅速地組成一個(gè)新的系統(tǒng)。由于采用了高密度，屏蔽型，針孔式的連接器和卡式模塊，可以充分保證其穩(wěn)定性及可靠性，但其昂貴的價(jià)格是阻礙它在自動化領(lǐng)域普及的一個(gè)重要因素。串行總線數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)向分布式系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和智能化方向發(fā)展，可靠性不斷提高。 其在工業(yè)現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集和控制等眾多領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。 課題任務(wù)離散數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的功能為：完成16路離散量采集輸入，16路輸出。硬件由下位機(jī)，上位機(jī)兩部分組成。上位機(jī)程序?yàn)閂B編程。設(shè)計(jì)的目標(biāo)：（1） 硬件設(shè)備選型，軟件編程；（2） 需要考慮各種意外因素，例如人為因素，斷電等；（3） 要求用protel原件設(shè)計(jì)出系統(tǒng)的原理圖；（4） 制作出兩路的演示電路板；（5） 保證系統(tǒng)穩(wěn)定、可靠的措施。提出了本課題的研究意義，說明了本文所要研究的問題及目標(biāo)；第2章為系統(tǒng)整體方案設(shè)計(jì)，詳細(xì)介紹制作初期對各個(gè)組成部分方案的論證和選擇，不同方案的優(yōu)缺點(diǎn)都做了一定的介紹，對所選擇的方案做了比較詳細(xì)的說明；第3章是硬件設(shè)計(jì)，根據(jù)任務(wù)書的要求，主要介紹了控制電路的設(shè)計(jì)，電路原理，以及它在整個(gè)系統(tǒng)中的地位和作用；第4章是軟件設(shè)計(jì)部分，介紹了軟件設(shè)計(jì)所用的C語言、系統(tǒng)的主流程圖和子函數(shù)的流程圖。2 系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)離散數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)是有上位機(jī)與下位機(jī)之間通過電腦串行數(shù)據(jù)口相連。由上位機(jī)與下位機(jī)串口數(shù)據(jù)通信來發(fā)送控制指令，來對數(shù)據(jù)采集電路進(jìn)行控制。系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)中，一定要注意在滿足性能指標(biāo)的前提下，盡可能的減少成本；（2）安全可靠。有完善的抗干擾能力，是保證系統(tǒng)精度、工作正常和不產(chǎn)生錯(cuò)誤的必要條件；（4）可擴(kuò)展性；（5）操作性能好，方便用戶使用。本文設(shè)計(jì)了3套方案，并分析了各種方案的優(yōu)缺點(diǎn)，最后給出了合適的方案。 方案一設(shè)計(jì)電路結(jié)構(gòu)框圖，在這一方案中，是單片機(jī)和上位機(jī)一種由上位機(jī)向下位機(jī)的單向傳輸方式。該方案的優(yōu)點(diǎn)是電路比較簡單，操作方便，但是該方案的缺點(diǎn)也很明顯，單片機(jī)接受到數(shù)據(jù)之后不能返還給上位機(jī)，那么這樣上位機(jī)就不能得到數(shù)據(jù)，就不能對數(shù)據(jù)進(jìn)行跟蹤，計(jì)算，暫存以及各種處理等。這樣可以彌補(bǔ)上一個(gè)方案采集數(shù)據(jù)發(fā)送不到上位機(jī)上的弊端，但是這個(gè)方案的缺點(diǎn)也是很明顯的。所以這也是不能達(dá)到設(shè)計(jì)要求標(biāo)準(zhǔn)的。 方案三設(shè)計(jì)電路結(jié)構(gòu)框圖方案3是一個(gè)比較成熟的方案，它通過MAX232實(shí)現(xiàn)下位機(jī)和上位機(jī)的雙向連接，實(shí)現(xiàn)了下位機(jī)與上位機(jī)的一種雙向傳輸方式。所以本設(shè)計(jì)采用方案三。由于采用的器件都是已經(jīng)非常普遍的器件，大多數(shù)已經(jīng)批量生產(chǎn)，并且價(jià)格也十分低廉，如STC89C52RC單片機(jī)、74HC5474HC574和MAX232等。這類微處理器既可用作控制器又適合于做數(shù)據(jù)處理，而且成本也甚是低廉。另外，作為下位機(jī)系統(tǒng)，需要與上位機(jī)進(jìn)行通信，共同制定通信標(biāo)準(zhǔn)，本次設(shè)計(jì)采用的是RS232來進(jìn)行串口通信，MAX232進(jìn)行電平轉(zhuǎn)換。 總體設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)框圖單片機(jī)是指一個(gè)集成在一塊芯片上的完整計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。同時(shí)集成諸如通訊接口、定時(shí)器，實(shí)時(shí)時(shí)鐘等外圍設(shè)備。 STC89C52RC介紹STC89C52RC（如圖