1、- - PAGE 15 -單片機多路數據采集控制系統實物制作班級：11電子2班 姓名: 學號： TOC o 1-3 h z u HYPERLINK l _Toc382156005 單片機多路數據采集控制系統實物制作 PAGEREF _Toc382156005 h 1 HYPERLINK l _Toc382156006 一、課程設計的目的 PAGEREF _Toc382156006 h 2 HYPERLINK l _Toc382156007 運用單片機原理及其應用等課程知識,根據題目要求進行軟硬件系統的設計和調試,從而加深對本課程知識的理解, 把學過的比較零碎的知識系統化，比較系統的學習開發單片

2、機應用系統的基本步驟和基本方法，使學生應用知識能力、設計能力、調試能力以及報告撰寫能力等有一定的提高。 PAGEREF _Toc382156007 h 2 HYPERLINK l _Toc382156008 二、課程設計的要求 PAGEREF _Toc382156008 h 2 HYPERLINK l _Toc382156009 三、總體設計 PAGEREF _Toc382156009 h 2 HYPERLINK l _Toc382156010 1、設計思路 PAGEREF _Toc382156010 h 2 HYPERLINK l _Toc382156011 2、硬件設計 PAGEREF _

3、Toc382156011 h 2 HYPERLINK l _Toc382156012 五、課程設計步驟 PAGEREF _Toc382156012 h 6 HYPERLINK l _Toc382156013 六、調試及結果 PAGEREF _Toc382156013 h 9 HYPERLINK l _Toc382156014 七、結束語 PAGEREF _Toc382156014 h 9一、課程設計的目的 運用單片機原理及其應用等課程知識,根據題目要求進行軟硬件系統的設計和調試,從而加深對本課程知識的理解, 把學過的比較零碎的知識系統化，比較系統的學習開發單片機應用系統的基本步驟和基本方法，使

4、學生應用知識能力、設計能力、調試能力以及報告撰寫能力等有一定的提高。二、課程設計的要求 用8051單片機設計數據采集控制系統，基本要求如下：可實現8路數據的采集，假設路信號均為0-5V的電壓信號；采集數據可通過LCD顯示，顯示格式為：通道號 電壓值，如： .5V可通過鍵盤設置采集方式；（單點采集、多路巡測）具有異常數據聲音報警功能：對第一路數據可設置正常數據的上限值和下限值，當采集的數據出現異常，發出報警信號。選做功能：1、異常數據音樂報警2、可輸出8路順序控制信號，設每路順序控制信號為一位，順序控制的流程為：工序1工序1工序2工序3工序4工序5工序6工序7工序8延時3秒延時6秒延時3秒延時6

5、秒延時3秒延時6秒延時3秒延時6秒三、總體設計1、設計思路我們選擇單片機與A/D轉換芯片結合的方法實現本設計。使用的基本元器件是：AT89C52單片機，ADC0809模數轉換芯片，LCD1602顯示器，按鍵，電容，電阻，晶振等。 數字電壓測量電路由A/D轉換、數據處理及顯示控制等組成。A/D轉換由集成電路ADC0809完成。ADC0809具有8路擬輸入端口，地址線（23- 25腳）可決定對哪一路模擬輸入作A/D轉換。22腳（ALE）為地址鎖存控制，當輸入為高電平時，對地址信號進行鎖存。6腳（START）為測試控制，當輸入一個2uS寬高電平脈沖時，就開始A/D轉換。7腳（EOC）為A/D轉換結束

6、標志，當A/D轉換結束時，7腳輸出高電平。9腳（OE）為A/D轉換數據輸出允許控制，當OE腳為高電平時，A/D轉換數據從該端口輸出。10腳為0809的時鐘輸入端。單片機的P1.5P1.7、P0端口作1602液晶顯示控制。P2端口作A/D轉換數據讀入用，P3.2、P3.6、P3.7端口用作0809的A/D轉換控制。 通過對單片機p3.5口置低電平控制LED亮燈，p3.4口置高電平時蜂鳴器報警。2、硬件設計（1）系統框圖 圖3-1 系統框圖（2）AT89C52 80C52是INTEL公司MCS-51系列單片機中基本的產品，它采用INTEL公司可靠的CHMOS工藝技術制造的高性能8位單片機，屬于標準

7、的MCS-51的HCMOS產品。它結合了HMOS的高速和高密度技術及CHMOS的低功耗特征，它基于標準的MCS-51單片機體系結構和指令系統，屬于80C51增強型單片機版本，集成了時鐘輸出和向上或向下計數器等更多的功能，適合于類似馬達控制等應用場合。 80C52內置8位中央處理單元、256字節內部數據存儲器RAM、8k片內程序存儲器(ROM)、32個雙向輸入/輸出(I/O)口、3個16位定時/計數器和5個兩級中斷結構，一個全雙工串行通信口，片內時鐘振蕩電路。 圖3-2 AT89C52 此外，80C52還可工作于低功耗模 式， 可通過兩種軟件選擇空閑和掉電模式。在空閑模式下凍結CPU而RAM定時

8、器、串行口和中斷系統維持其功能。掉電模式下，保存RAM數據，時鐘振蕩停止，同時停止內芯片其它功能。80C52有PDIP(40pin)和PLCC(44pin)兩種封裝形式。ADC0809 ADC0809是美國國家半導體公司生產的CMOS工藝8通道，8位逐次逼近式A/D模數轉換器。其內部有一個8通道多路開關，它可以根據地址碼鎖存譯碼后的信號，只選通8路模擬輸入信號中的一個進行A/D轉換。是目前國內應用最廣泛的8位通用A/D芯片 a主要特性1）8路輸入通道，8位A/D轉換器，即分辨率為8位。 2）具有轉換起?？刂贫?。 3）轉換時間為100s(時鐘為640kHz時)，130s（時鐘為500kHz時）

9、4）單個+5V電源供電 5）模擬輸入電壓范圍0+5V，不需零點和滿刻度校準。 6）工作溫度范圍為-40+85攝氏度 7）低功耗，約15mW。 b內部結構ADC0809是CMOS單片型逐次逼近式A/D轉換器，內部結構如圖所示，它由8路模擬開關、地址鎖存與譯碼器、比較器、8位開關樹型A/D轉換器、逐次逼近寄存器、邏輯控制和定時電路組成。 c外部特性（引腳功能）ADC0809芯片有28條引腳，采用雙列直插式封裝，如圖所示。下面說明各引腳功能。 IN0IN7：8路模擬量輸入端。 2-12-8：8位數字量輸出端。 ADDA、ADDB、ADDC：3位地址輸入線，用于選通8路模擬輸入中的一路 ALE：地址鎖

10、存允許信號，輸入，高電平有效。 START： A/D轉換啟動脈沖輸入端，輸入一個正脈沖（至少100ns寬）使其啟動（脈沖上沿使0809復位，下降沿啟動A/D轉換）。 EOC： A/D轉換信號，輸出，當A/D轉換結束結束時，此端輸出一個高電平（轉換期間一直為低電平）。 OE：數據輸出允許信號，輸入，高電平有效。當A/D轉換結束時，此端輸入一個高電平，才能打開輸出三態門，輸出數字量。 CLK：時鐘脈沖輸入端。要求時鐘頻率不高于640KHZ。 REF（+）、REF（-）：基準電壓。 Vcc：電源，單一+5V。GND：地。 圖3-3 ADC0809（4）LCD1602 液晶顯示器以其微功耗、體積小、顯

11、示內容豐富、超薄輕巧的諸多優點，在袖珍式儀表和低功耗應用系統中得到越來越廣泛的應用。這里介紹的字符型液晶模塊是一種用 5x7 點陣圖形來顯示字符的液晶顯示器，根據顯示的容量可以分為 1 行 16 個字、2 行 16 個字、2 行 20個字等等，這里以常用的 2 行 16 個字的 1602 液晶模塊來介紹它的編程方法。引腳說明1602字符型LCD通常有14條引腳線或16條引腳線的LCD，多出來的2條線是背光電源線VCC(15腳)和地線GND(16腳)，其控制原理與14腳的LCD完全一樣，其中：引腳符號功能說明1VSS一般接地2VDD接電源（+5V）3V0液晶顯示器對比度調整端，接正電源時對比度最

12、弱，接地電源時對比度最高（對比度過高時會產生“鬼影”，使用時可以通過一個10K的電位器調整對比度）。4RSRS為寄存器選擇，高電平1時選擇數據寄存器、低電平0時選擇指令寄存器。5R/WR/W為讀寫信號線，高電平(1)時進行讀操作，低電平(0)時進行寫操作。6EE(或EN)端為使能(enable)端，下降沿使能。7DB0底4位三態、 雙向數據總線 0位（最低位）8DB1底4位三態、 雙向數據總線 1位9DB2底4位三態、 雙向數據總線 2位10DB3底4位三態、 雙向數據總線 3位11DB4高4位三態、 雙向數據總線 4位12DB5高4位三態、 雙向數據總線 5位13DB6高4位三態、 雙向數據

13、總線 6位14DB7高4位三態、 雙向數據總線 7位（最高位）（也是busy flang）15BLA背光電源正極16BLK背光 電源負極 表3-1 引腳說明3、軟件設計void main()uchar b;uchar j = 0;uint b1,b2,temp;x=1; keyrelease=1;ringswitch=1; buf=0 xff;_nop_();init();/lcd初始化 while(1) BEEP=0;CANCEL_KEY=1;/沒有按下自動循環鍵keyinput=P1&0 x1f;if(keyinput!=0 x1f) delay(10);if(keyinput!=0 x1

14、f) if(keyrelease=1)keyrelease=0;buf = keyinput; /buf用來暫時存放鍵值elsekeyrelease=1; keyprocess(buf); /調用按鍵處理函數buf = 0 xff; 圖4-1 主函數流程圖 elsekeyrelease=1; keyprocess(buf);buf=0 xff;if(ringswitch=0&(b=50|b=0) /打開警報,當電壓值大于等于5V或小于等于0V時，響鈴，閃燈LED=0;BEEP=0;delay(100);BEEP=1; if(!CANCEL_KEY)for(x=0;x=2) flag=0; br

15、eak; case 0 x1d:switch(flag)/按UP_KEY case 0 x01:if(x0) x-; else x=7;break; break; case 0 x17:ringswitch=ringswitch;/報警開關 break; 圖4-2 按鍵處理函數 case 0 x0f:CANCEL_KEY=CANCEL_KEY; break; default:break; 3、AD轉換函數char ad0808(char x)char temp;AD_ALE = 0;P2 = x*32;/ADDA、ADDB、ADDC值（采集通道選擇）_nop_();_nop_();_nop_(

16、);_nop_();AD_ALE = 1;/采集通道地址存入_nop_();AD_ALE = 0;/鎖存地址_nop_(); delay(1); 圖4-3 AD轉換函數while(!EOC);/等待轉換結束 P2 = 0 xff;_nop_(); _nop_();AD_ENA = 1;/輸出允許三態門打開_nop_();temp = P2;/輸出采集轉換后值_nop_();AD_ENA = 0;/關閉三態門_nop_(); return temp;/返回值 4、LCD1602void write_com_1602(uchar command) /寫命令LCD_RW = 0; /寫LCD_RS

17、= 0; /命令P0 = command;/所寫命令delay(2);LCD_EN = 1; /高脈沖delay(4);LCD_EN = 0;void write_data_1602(uchar datum) /寫數據LCD_RW = 0; /寫LCD_RS = 1; /數據P0 = datum;/所寫數據delay(2);LCD_EN = 1; /高脈沖delay(4);LCD_EN = 0;void init()write_com_1602(0X38);/顯示模式設置,8位總線;字符行數設置：2行字符;字符字體：5*7字體write_com_1602(0X0C);/開顯示 不顯示光標 不閃

18、爍write_com_1602(0X06);/地址指針自動加一 不移動write_com_1602(0X01);/顯示清屏write_com_1602(0X80);/數據指針設置void show(uchar x,uchar b1,uchar b2)uchar code display1 = 0123456789;uchar code display2 = .V: mswd;write_com_1602(0 x80 + 0 x00);/數據指針設置,第一行write_data_1602(display11);/顯示學號和姓名write_data_1602(display10);write_data_1602(display1