【正文】 ........................................... I Abstract .................................................................... II 目 錄 ................................................................... III 第一章 引 言 .......................................................... １ profibusdp總線的功能簡介 傳感器標定 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的組成 ...............................................１ 傳感器標定 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的應用領域及發(fā)展前景 .................................１ 第二章 概 述 ......................................................... ３ 單片機的組成 ..............................................................３ 單片機的分類 ..............................................................３ 單片機的特點 ..............................................................５ 第三章 傳感器標定數(shù)據(jù)采集 系統(tǒng)的硬件組成 ...................................... ６ 傳感器標定 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的結構 ...............................................６ 數(shù)據(jù)處理器 ................................................................８ 測量放大器 ..............................................................１３ 74LS244 隔離器 ..........................................................１３ profibusdp總線 .........................................................１７ 鍵盤 /顯示控制器 8279 .....................................................２２ 鍵盤，顯示器工作原理 ....................................................２４ 第四章 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的軟件實現(xiàn) ............................................. ２６ profibusdp 總線數(shù)據(jù)接收與發(fā)送 數(shù)據(jù)接收器接收，發(fā)送數(shù)據(jù) .................................................２６ 數(shù)據(jù)處理器接收數(shù)據(jù) ......................................................３０ 主處理器執(zhí)行中斷 ........................................................３０ 鍵盤顯示電路 ............................................................３４ 結 束 語 ............................................................... ３７ 參 考 文 獻： ............................................................ ３８ 附 圖 ....................................................... 錯誤 !未定義書簽。先后成為德國和歐洲的現(xiàn)場總線標準（ DIN19245 和 EN50170） ,并于 2021 年成為 IEC51158 國際現(xiàn)場總線標準之一 ,2021 年成為我國機械行業(yè)標準 JB/。 FMS 主要用于車間級控制網絡 ,是一種令牌結構和實時多主網絡 。 P A 是PROFIBUS的過程自動化解決方案 ,具有本質安全特性 ,它實現(xiàn)了 IEC11582規(guī)定的通信規(guī)程[1]。而且 DP智能從站具有可靠性和性價比高的特點 ,因此開發(fā)智能化 DP 從站具有巨大的前景。一般的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)由：數(shù)據(jù)采集單元， A/D 轉換單元， D/A 轉換單元，數(shù)據(jù)傳輸單元，數(shù)據(jù)處理單元，鍵盤 /顯示電路等幾部分組成。隨著科學技術的發(fā)展，對有用信號進行數(shù)據(jù)的采集，分析，計算，提取等有較好的運用。 所以，在數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的發(fā)展過程中，為滿足特定的要求，數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的發(fā)展方向主要由： 1） 系統(tǒng)抗干擾性 保證獲得的數(shù)據(jù)較精確。 2） 實時通信 保證數(shù)據(jù)處理單元能較快的得到 要處理的數(shù)據(jù)，提高了主機的運行效率，如：采集現(xiàn)場與處理單元距離 用 profibusdp 總 線。 4） 低功耗性 適合與電池供電和空間受限的工作環(huán)境以及便攜式場合。這種結構特別使用于測控領域，因此，也稱其為微控制器（ Microcontroller） ,簡寫為 MCU，但國內大多數(shù)人習慣上都叫單片機。 2． 2． 1 按字長分類 根據(jù)單片機對各種基本操作處理的數(shù)據(jù)來看，單片機有 4 位單片機， 8位單片機， 32位單片機和 64 位單片機等。此外，還有美國 TI 公司的 TMS1000 和 NS 公司的 COP400 系傳感器標定系統(tǒng) 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng) ４ 列。 4位單片機的主要特點是價格便宜，但功能并不弱，只是 CPU 為 4 位。 NEC 公司的 uPD75**的片內 ROM 可達 8KB， RAM 為 512B*4，還帶有 6 位 A/D轉換。 2． 8位單片機 8 位單片機是目前單片機中的主流機型。近年來，在高檔 8 位單片機的基礎上又出現(xiàn)了超 8位單片機，如 Intel 公司的 UPI452， 83C152， Zilog 公司的 Super8， Motorola 公司的MC68HC11 等。另外，由于 8位單片機的功能強，價格低廉，品種齊全，因而被廣泛應用于各個領域。 3． 16 位單片機 16 位單片機主 要有 Thomoson 公司的 68200 系列， Intel 公司的 MCS96 系列， NS 公司 HPC16040 和 NEC公司的 783**等。 4． 32 位單片機 32 位單片機首推英國 Inmos 公司的 IMS414DPJI，它是目前并行處理位數(shù)最高的單片機之一。目前， SperH， MIPS Technologies 東芝等廠商還是準備將 64 位單片機微處理器內核推向嵌入式系統(tǒng)市場。 1． 通用型單片機 將資源全部提供給用戶使用，如片內寄存器，存儲器，中斷系統(tǒng)，定時器 /計數(shù)器，I/O 接口等。如 MCS51系列單片機。如生產過程控制，數(shù)據(jù)采集與信號處理等。 TMS320 系列就是專門用于數(shù)字信號處理的單片機（也稱 DSP 芯片），他的指令周期短，運算速度和精度高。因此，其集成度相當高，而這個芯片的尺寸與普通的集成塊是一樣的，那么形小體輕自然不用說了。如許多單片機可在 甚至 或 電壓下工作，其功耗可降低至 uA 級，一顆紐扣電池供電可以使用很長時間。 ，運算速度快，性價比高 單片機在構成測控系統(tǒng)，電器控制裝置，智能儀器等方面與其他微型計機相比有特別明顯的優(yōu)勢，在設計軟件，硬件資源時充分考慮了這方面的功能，如指令系統(tǒng)中具有豐富的程序分支轉移，布爾處理和邏輯控制命令，有定時器，中斷系統(tǒng)， I/O 接口，各種控制寄存器等豐富的硬件資源。 有的單片機還采用了 RISC 和 DSP 技術，進一步改善了運行效率。而單片機價格可降低至 美元。而且利用簡單的開發(fā)工具就可以在應用環(huán)境下進行軟件，硬件調試，修改也十分方便。因此，研制應用傳感器標定系統(tǒng) 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng) ６ 系統(tǒng)的時間可減到最短，其開放性的靈活擴展功能使軟，硬件開發(fā)變得簡單，也易于掌握。 第三章 傳感器標定 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的硬件組成 傳感器標定 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的結構 整體設計方案 ： 圖 31 以 8031 單片機構成的 傳感器標定系統(tǒng)數(shù)據(jù) 系統(tǒng) 在實際應用中，采用波特率為 9600bps，數(shù)據(jù)楨為： 1 位起始位 +8 位數(shù)據(jù)位 +1 位停止位 數(shù)據(jù)交換時，主機呼叫從機地址， 從機向主機發(fā)送本機數(shù)據(jù)。假定在理想情況下，主機呼叫，從機立即回應，則主機完成與一個從機的數(shù)據(jù)交換最少需 ：（ 7+1） *10*1/9600= （忽略數(shù)據(jù)楨之間的間隔和從機的地傳感器標定系統(tǒng) 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng) ７ 址判斷即通信轉移時間）。當傳送數(shù)據(jù)長度增加或數(shù)據(jù)采集單元增加時，遍歷時間延長。當主機接收數(shù)據(jù)采用中斷方式實現(xiàn)的，會造成程序運行效率低，甚至造成“假死機現(xiàn)象”：運行 長時間停滯 再運行，致使采集處理系統(tǒng)無法正常運轉。 數(shù)據(jù)處理單元與每個采集單元之間以點對點的方式收發(fā)數(shù)據(jù)，每一路數(shù)據(jù)有一個獨立的收發(fā)單片機，以并行傳送方式與數(shù)據(jù)處理單元主處理器進行信息交換。 數(shù)據(jù)處理單元與監(jiān)控計算機（ PC 機）之間采用串行通信方式傳輸信息的形式有兩種：實時和隨機。在監(jiān)控計算機上對數(shù)據(jù)進行記錄，存儲， 析及監(jiān)控。 1. 數(shù)據(jù)采集單元： 現(xiàn)場的數(shù)據(jù)采樣和濾波處理由 8031 和 14位 AD679 組成的數(shù)據(jù)采集單元完成。 2. 數(shù)據(jù)處理單元：數(shù)據(jù)處理單元采用 8031 單片機，它具有 8K 的 FLASH ROM ，可以滿足傳感器標定系統(tǒng) 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng) ８ 鍵盤管理，測量計算值顯示，工程量轉換以及通信管理等程序容量的要求。單片機串行口輸出電平 TTL 電平兼容且單線傳輸導致傳輸距離短和通信速率慢，等缺點。 4. 鍵盤顯示單元：用可編程鍵盤 /顯示接口 8279 芯片與鍵盤，七段數(shù)碼管顯示器的連接實現(xiàn)對采集的數(shù)據(jù)進行顯示，對符合標準的采集 的數(shù)據(jù)進行存儲。單片機芯片的引線有兩種： 40條引線的 8031（ 8032）， 8051/52， 8751/52， 89C51/52 和 20 條引線的 89C2051， 89C1051。如圖 34 所示： 傳感器標定系統(tǒng) 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng) ９ 圖 34 8031 單片機引腳圖 指令系統(tǒng)的 8031 單片機是一個低電壓，高性能 CMOS 8 位單片機，片內含 8k bytes的可反復擦寫的只讀程序存儲器（ PEROM）和 256 bytes 的隨機存取數(shù)據(jù)存儲器（ RAM），器件采用 ATMEL 公司的高密度、非易失性存儲技術生產，片內置通用 8 位中央處理器和Flash 存儲單元，功能強大的 8031 單片機可 以 提供許多高性低比的系統(tǒng)控制應用領域。其將通用的微處理器和 Flash 存儲器結合在一起，特別是可反復擦寫的 Flash 存儲器可有效地降低開發(fā)成本。 1 . I/O 引腳和 I/O 端口 ～ : P0 口是一個漏極開路型準雙向 I/O 口。 ～ ： P1 口是帶有內部上拉電阻的雙向 I/O 口，它是通過 I/O 端口。 ～ ： P2 口是帶有內部上拉電阻的 8 位雙向 I/O 口。 傳感器標定系統(tǒng) 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng) １０ ～ : P3 口是帶內部上拉電阻的 8位雙向 I/O口，它是雙功能 I/O 端口。其專用引腳功能見表 31所示。 復位引腳 RESET 復位功能 RST：單片機的復位是靠外部電路實現(xiàn)的。理論上按主頻 2MHZ～12MHZ 計算，復位高電品持續(xù)時間≧ t。s～ 12181。 MCS51 系列彈片機復位后內部各寄存器的狀態(tài)如表 32所列。內部 RAM 不受復位的影響。 1． ALE/ ：地址鎖存 /編程脈沖引腳，輸入 /輸出 (1) ALE 功能：地址鎖存信號，輸出。 時序圖中已表明，在每一個機器周期（ MOVX 指令除外）出現(xiàn)兩個 ALE 正脈沖，當 ALE為高電平時，地址鎖存器的輸出隨輸入變化（這時 P0 口輸出的是低八位地址信息）；當ALE 由高電平變成低電平時，鎖存器將地址鎖定，即輸出不再隨輸入變化（ P0 口可傳送數(shù)據(jù)信息）。 (2) 功能：片內程序存儲器編程脈沖，輸入。 2. ：外部程序存儲器讀信號，輸出，低電平有效 由于 8031 單片機外部程序存儲空間和外部數(shù)據(jù)存儲空間是獨立的，但地址是重疊的，因此除了在指令上加以區(qū)分外，控制信號也有所不同。在訪問外部