1、 電子與信息工程學(xué)院計(jì)算機(jī)控制技術(shù)課程設(shè)計(jì)報(bào)告課題名稱(chēng) 運(yùn)用8051、adc0809設(shè)計(jì)一個(gè)8路數(shù)據(jù)采集系統(tǒng) 專(zhuān) 業(yè) 電子信息工程 班 級(jí) 08城建電子1班 學(xué)生姓名 胡曉俊 學(xué) 號(hào) 08290060156 指導(dǎo)教師 嚴(yán)輝 夏巍 丁剛 2011年 6 月 27 日 目錄總體設(shè)計(jì)方案介紹-3硬件電路設(shè)計(jì)-421 adc0809與8051單片機(jī)的接口設(shè)計(jì).522數(shù)碼管顯示電路.6軟件程序設(shè)計(jì)-93.1ad轉(zhuǎn)換程序流程圖.103.2數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)電路圖：.11心得體會(huì)-13附錄-14實(shí)驗(yàn)名稱(chēng)：使用8051單片機(jī)與adc0809設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。一.試驗(yàn)?zāi)康?了解數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)得基本結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)一個(gè)簡(jiǎn)單的a

2、/d轉(zhuǎn)換電路.二試驗(yàn)器材：示波器，信號(hào)發(fā)生器，電源，單片機(jī)仿真器，89c51,adc0809,74ls74,74ls02，導(dǎo)線若干。三.試驗(yàn)內(nèi)容: 1. 采用8051和adc0809構(gòu)成一個(gè)8通道數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。 2. 能夠順序采集各個(gè)通道的信號(hào)。 3. 采集信號(hào)的動(dòng)態(tài)范圍：05v。 4. 每個(gè)通道的采樣速率：100 sps。 5在面包板上完成電路，將采樣數(shù)據(jù)送入單片機(jī)20h27h存儲(chǔ)單元。 6編寫(xiě)相應(yīng)的單片機(jī)采集程序，到達(dá)規(guī)定的性能。 一總體設(shè)計(jì)方案介紹：數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)用于將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為計(jì)算機(jī)可以識(shí)別的數(shù)字信號(hào)，該系統(tǒng)目的是便于對(duì)一些物理量進(jìn)行監(jiān)視、控制。本文介紹一種經(jīng)濟(jì)、實(shí)用的多道數(shù)據(jù)采集系

3、統(tǒng)：它以8051cpu為核心，配以0809ad轉(zhuǎn)換器件，使用四個(gè)七段led數(shù)碼管來(lái)進(jìn)行顯示。led采用的是動(dòng)態(tài)掃描顯示。系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)八道數(shù)據(jù) 自動(dòng)巡回采集與顯示，適用于非快速變化信號(hào)的多路檢 測(cè)。系統(tǒng)軟件可在proteus上仿真。 【關(guān)鍵詞】：8051單片機(jī)；adc0809；數(shù)據(jù)采集；proteus 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)從嚴(yán)格的意義上來(lái)說(shuō)應(yīng)該是用計(jì)算機(jī)控制的多路數(shù)據(jù)自動(dòng)檢測(cè)或巡回檢測(cè)并且能夠?qū)?shù)據(jù)實(shí)行存儲(chǔ)、處理、分析計(jì)算以及從檢測(cè)的數(shù)據(jù)中提取可用的信息供顯示、記錄、打印或描繪的系統(tǒng)。數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)一般由數(shù)據(jù)輸入通道數(shù)據(jù)存儲(chǔ)與管理數(shù)據(jù)處理數(shù)據(jù)輸出及顯示這五個(gè)部分組成。輸入通道要實(shí)現(xiàn)對(duì)被測(cè)對(duì)象的檢測(cè)。采樣和信號(hào)

4、轉(zhuǎn)換等工作。數(shù)據(jù)存儲(chǔ)與管理要用存儲(chǔ)器把采集到的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)起來(lái)建立相應(yīng)的數(shù)據(jù)庫(kù) 并進(jìn)行管理和調(diào)用。數(shù)據(jù)處理就是從采集到的原始數(shù)據(jù)中，刪除有關(guān)干擾噪聲，無(wú)關(guān)信息和必要的信息，提取出反映被測(cè)對(duì)象特征的重要信息。另外。就是對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，以便于檢索；或者把數(shù)據(jù)恢復(fù)成原來(lái)物理量的形式。以可輸出的形態(tài)在輸出設(shè)備上輸出，例如打印。顯示，繪圖等。數(shù)據(jù)輸出及顯示就是把數(shù)據(jù)以適當(dāng)?shù)男问竭M(jìn)行輸出和顯示 本次設(shè)計(jì)是在現(xiàn)場(chǎng)物理信號(hào)通過(guò)傳感器轉(zhuǎn)換為o5v的基礎(chǔ)上。由單片機(jī)進(jìn)行遠(yuǎn)距離傳輸并還原為o_5v的電信號(hào)，通過(guò)eld顯示。系統(tǒng)最多顯示8路數(shù)據(jù)。 2、系統(tǒng)硬件電路系統(tǒng)硬件 電路如圖1：adco8o9將 05v模擬信號(hào)

5、轉(zhuǎn)換為00ff數(shù)字信號(hào)并傳送給51單片機(jī)，然后由51單片機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)存儲(chǔ)及數(shù)據(jù)處理，最終由led顯示器顯示，完成對(duì)模擬信號(hào)的采集。21 adc0809與8051單片機(jī)的接口設(shè)計(jì) adc0809與單片機(jī)8051的硬件接 口方式一般有：查詢(xún)方式、中斷方式和等待延時(shí)方式。本設(shè)計(jì)采用查詢(xún)方式。由于adc0809芯片內(nèi)部沒(méi)有時(shí)鐘脈沖源我選擇利用單片機(jī)8051提供的地址鎖存控制輸入信號(hào)alk經(jīng)d觸發(fā)器二分頻后作為adc0809的時(shí)鐘輸入。當(dāng)cpu訪問(wèn)外存儲(chǔ)器時(shí)，alk的輸出作為外部鎖存地址的低字節(jié)的控制信號(hào)；當(dāng)不訪問(wèn)外部存儲(chǔ)器時(shí)，alk端以16的時(shí)鐘振蕩頻率固定地輸出正脈沖。又因adc0809的時(shí)鐘頻率有一

6、定的范圍101280khz故我取單片機(jī)的時(shí)鐘頻率為6mhz。則alk端輸出的頻率為1mhz，再經(jīng)二分頻后為500khz。符合adc0809對(duì)時(shí)鐘的要求。分頻電路圖如圖2所示。adc0809與80c51的接口電路由于adc0809內(nèi)部設(shè)有地址鎖存器所以通道地址由p2口的低3位直接與adc0809的a、b、c相連。通道基本地址為0000h-o007h。模擬量直接adc0809的in0一in7輸入。數(shù)字量由adc0809的dod7輸出并直接接到單片機(jī)8051的io口的po口 (p0el作為輸人e1)，adc0809其 他 引腳 如 ：start、oe、alk、a、b、c等直接接到單片機(jī) 的p2口(p

7、2口作為輸出口)。最后adc0809的結(jié)束信號(hào)端 口直接接到單片機(jī)p37口。22數(shù)碼管顯示電路本設(shè)計(jì)選用 3個(gè)數(shù)碼管顯示數(shù)據(jù)連通道號(hào)共用4個(gè)位數(shù)碼管每次數(shù)據(jù)傳輸完調(diào)用延時(shí)程序使數(shù)據(jù)持續(xù)顯示1秒。經(jīng)過(guò)比較分析在設(shè)計(jì)中采用了共陽(yáng)極靜態(tài)顯示模式并將數(shù)碼管的段碼端直接接到單片機(jī)輸出端 口pl口。而數(shù)碼管的公共端我則接到了單片機(jī)輸出端 口p3口因?yàn)橹挥?個(gè)數(shù)碼管我只用到了p30一p33。這時(shí)只要p0口送出數(shù)字的顯示代碼數(shù)碼管就能正常顯示數(shù)字。3系統(tǒng)軟件的設(shè)計(jì)整個(gè)系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)主要有三大塊 ：加 轉(zhuǎn)換部分：顯示數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換存儲(chǔ)部分：數(shù)據(jù)的顯示部分。系統(tǒng)采用模塊化編程將各部分功能分別實(shí)現(xiàn)。整體的流程圖如圖3所示

8、。31ad轉(zhuǎn)換程序流程圖ad轉(zhuǎn)換過(guò)程：將8路模擬量持續(xù)輸入adc0809模擬量輸入端in01t、7。首先將 oe，start，ale。a，b，c都置0，然后alk置 1再清零進(jìn)行轉(zhuǎn)換通道地址的鎖存即選擇轉(zhuǎn)換通道打開(kāi)。將start置1再清零，發(fā)送一啟動(dòng)脈沖，即啟動(dòng)ad轉(zhuǎn)換。此時(shí)轉(zhuǎn)換結(jié)束信號(hào)eoc變?yōu)榈碗娖健２榭磂oc是否為高電平。為高電平則表示md轉(zhuǎn)換完畢。等待md轉(zhuǎn)換完畢后將輸出允許信號(hào)輸入端(0e)置高電平，此時(shí)就可將轉(zhuǎn)換的一路數(shù)據(jù)輸入到單片機(jī)某一存儲(chǔ)空間中。將oe置低電平，即停止adc0809。1 芯片管腳圖：圖2 8051芯片管腳圖圖1 adc0809管腳圖 adcadc0809模數(shù)轉(zhuǎn)換

9、器的引腳功能 in0in7:路模擬量輸入。 a、b、c:位地址輸入，個(gè)地址輸入端的不同組合選擇八路模擬量輸入。 ale:地址鎖存啟動(dòng)信號(hào)，在ale的上升沿，將a、b、c上的通道地址鎖存到內(nèi)部的地址鎖存器。 d0d7:八位數(shù)據(jù)輸出線，a/d轉(zhuǎn)換結(jié)果由這根線傳送給單片機(jī)。 oe:允許輸出信號(hào)。當(dāng)oe=1時(shí)，即為高電平，允許輸出鎖存器輸出數(shù)據(jù)。 start:啟動(dòng)信號(hào)輸入端，start為正脈沖，其上升沿清除adc0808的內(nèi)部的各寄存器，其下降沿啟動(dòng)a/d開(kāi)始轉(zhuǎn)換。 eoc:轉(zhuǎn)換完成信號(hào)，當(dāng)eoc上升為高電平時(shí)，表明內(nèi)部a/d轉(zhuǎn)換已完成。 clk:時(shí)鐘輸入信號(hào)，0809的時(shí)鐘頻率范圍在101200kh

10、z，典型值為640khz。圖3 adc0809時(shí)序圖2 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)電路圖： 圖4 系統(tǒng)電路圖 adc0809是帶有8：1多路模擬開(kāi)關(guān)的8位a/d轉(zhuǎn)換芯片，所以它可有8個(gè)模擬量的輸入端，由芯片的a，b，c三個(gè)引腳來(lái)選擇模擬通道中的一個(gè)。a，b，c三端分別與8051的p1.0p1.2相接。地址鎖存信號(hào)(ale)和啟動(dòng)轉(zhuǎn)換信號(hào)（start），由p2.7和/wr或非得到。輸出允許，由p2.7和/rd或非得到。時(shí)鐘信號(hào)，可有8051的ale輸出得到，不過(guò)當(dāng)采用6m晶振時(shí)，應(yīng)該先進(jìn)行二分頻，以滿足adc0809的時(shí)鐘信號(hào)必須小于640k的要求。源程序：1.由電路圖可以知道：adc0809的地址是70ff

11、h 2.adc0809的8個(gè)模擬通道所對(duì)應(yīng)的口地址是78ffh7fffh 3.采樣的開(kāi)始，只要對(duì)模擬通道對(duì)應(yīng)的地址寫(xiě)入一個(gè)數(shù)即啟動(dòng)轉(zhuǎn)換。 4.由p1.0查詢(xún)adc0809的eoc信號(hào)，即可確定轉(zhuǎn)換是否完成 5.8個(gè)通道的轉(zhuǎn)換結(jié)果依次放入20h27h存儲(chǔ)單元中 org 0000h mov r1,#20h mov r2,#8h ; channel number! mov tl0,#0h mov th0,#0b8h ;mov tmod,#1h clr et0 setb tr0 mov scon,#40h mov dptr,#78ffhloop: mov a,r2 subb a,r1 jnz loop

12、2 mov r1,#0h mov dptr,#78ffh mov r1,#0h mov dptr,#78ffh loop1: jnb tf0,loop1 clr tf0 mov tl0,#0h mov th0,#0b8hloop2: movx dptr,a ;start a/dloop3: jb p1.0,loop3loop4: jnb p1.0,loop4 ;check flag movx a,dptr ;read result mov r1,a ;save result inc dph ;next channel inc r1 ljmp loop end四、心得體會(huì)回顧起此課程設(shè)計(jì)，至今我仍感慨頗多，從理論到實(shí)踐，在這段日子里，可以說(shuō)得是苦多于甜，但是可以學(xué)到很多很多的東西，同時(shí)不僅可以鞏固了以前所學(xué)過(guò)的知識(shí)，而且學(xué)到了很多在書(shū)本上所沒(méi)有學(xué)到過(guò)的知識(shí)。通過(guò)這次課程設(shè)計(jì)使我懂得