智能仪器课程设计--基于AT89C52的多路数据采集系统.doc

课程设计报告课程名称： 智能仪器课程设计 题 目： 基于AT89C52的多路数据采集系统 学 院： 环境与化学工程 系：过程装备与测控工程 专 业： 测控技术与仪器 班 级： 测仪093 学 号： 5801209094（组员：5801209092） 学生姓名： 邱发生（组员：马号） 起讫日期： 2011-12-192011-12-26 指导教师： 杨大勇、杨俊清、熊剑 摘要 智能仪器设计技术课程是一门集多种技术于一体,实践性要求很高的课程。本次课程设计以单片机为核心，结合所学的智能仪器、数字电子技术、模拟电子技术及有关电路相关的知识，使用AT89C52、AD0832（AD08090)、LED数码管(共阴或共阳）和矩阵键盘设计一个多路数据采集系统，将采集的数据用05V电压显示。通过这次课程设计，进一步巩固所学的的知识，进一步深入掌握单片机，同时初步接触智能化，为找工作奠定一定的基础。这次设计的多路数据采集系统，通过键盘来选择数据采集通道，ADC数据采集后，通过AD转换后转换成0256的数字量，之后采集数据八次，采用平均滤波的方法消除随机干扰，最后将数字量通过标度变换转化成05V电压通过数码管显示出来。改变滑动变阻器可以再数码管上显示出电压05V之间的变化。在信息技术的告诉发展和人工智能应用的推先，智能仪器必将有更大发展。测试仪器的智能化已是现代仪器发展的主流方向。因此，学习智能仪器的工作原理、掌握新技术和设计方法无疑使十分重要的。关键词：多种技术 智能化 标度变换 随机干扰 AD转换21 目录 一、设计任务、要求3二、方案总体设计与论证4三、软件设计13四、系统仿真与调试16五、设计总结、心得体会17六、参考文献19附录1、 课程设计的要求和内容1、设计任务：设计一个基于51单片机的智能多路数据采集系统。2、设计要求：1) 具有多路数据采集功能，至少两路以上；2) 4位数据显示功能，利用电位器分压方式，通过调节电位器，能够改变输入，同时在数码管中进行显示；3) 具有至少2x2的矩阵键盘，通过按键可以设置不同的采集通道，或不同的采集方式；4) 具有简单的数据处理功能，如中值滤波、平均滤波等等；5) 系统具有较好的模块化，功能分块合理。备注：同时可考虑以下扩展功能：具有数据存储功能，如扩展外部FLASH存储器等；具有可编程程控放大功能。3. 创新部分: 键盘四个按键键值均可以正常显示，而且都正常工作。二、方案总体设计 以单片机为核心，结合AD转换、四位七段数码管、22键盘1、 盘方案一 采用AD0832、四位七段共阳极数码管、AT89C52、22键盘、若干电阻、若干电容以及若干导线。2、 方案二 采用AD0809、四位七段共阳极数码管、AT89C52、22键盘、电阻若干、电容若干、晶振一个、导线若干。3、 我采用了方案一4、 总体设计： 设计原理：数据采集 A/D转换 平均滤波 标度变换 显示3、 软件设计 返回 程序流程图: 总流程图 滤波程序 原理图：源程序：ORG 0000HLJMP MAINORG 0030HMAIN:LCALL KEY ;调用键盘LCALL ADC ;调用AD转换、滤波、标度变换程序LCALL DISLAY ;调用显示子程序KEY:LCALL KS ;调用判断键盘按下否的子程序JZ YY ;判断是否有键按下,无键按下退出LCALL T10ms ;有键按下，延时10msLCALL KS ;调用判断键盘按下否的子程序JZ YY ;判断真的是有键按下吗MOV R2,#0FEH ;有键按下，将首行扫描字保存在R4中MOV R4,#00H ;存第一行行号LK1:MOV P1,R2 ;行扫描字送给P1口MOV A,P1 ;存取读键状态JB ACC.2,ONE ;判断第0列是否为0，无键按下转第1列MOV A,#00H ;存列号LJMP KP ;跳转求键号ONE: JB ACC.3,NEXT ;一列无键按下，转下行MOV A,#02H ;一列有键按下，键号#02H 送AKP: ADD A,R4 ;行号加列号PUSH ACC ;键号保护LK: LCALL KS ;等待JNZ LK ;判断键是否释放POP ACC ;入栈保护键值MOV 10H,A ;键值保存在10H单元RET NEXT: INC R4 ;行号加一MOV A,R2 ;判断两行扫描完了吗JNB ACC.1,YY ;两行扫描完，返回RL A ;未扫描完，扫描字左移一位MOV R2,A ;扫描字入R2AJMP LK1 ;转扫下一行KS: MOV P1,#0FCH ;P1.0和P1.1送低电平 P1.2和P1.3送高电平MOV A,P1 ;读键CPL A ;取反ANL A,#0CH ;高电平表示有键按下RETT10ms: MOV R7,10H ;延时10ms子程序TS1: MOV R6,#0FFHTS2: DJNZ R6,TS2DJNZ R7,TS1RETYY: RETADC:MOV R3,#00HMOV R2,#00H ；初始化MOV R5,#08 ；设置循环次数HE: LCALL ADCONV ；数据采集ADD A,R3 MOV R3,A CLR AADDC A,R2MOV R2,ADJNZ R5,HE ；判断数据是否采集完毕，如果完毕进行滤波 CLR C ；累加器清零MOV A,R2 ；平均滤波RRC AMOV R2,AMOV A,R3RRC A MOV R3,AMOV A,R2RRC AMOV R2,AMOV A,R3RRC AMOV R3,AMOV A,R2RRC AMOV R2,AMOV A,R3RRC AMOV R3,AMOV A,R3MOV B,#05H ;标度变换MUL AB MOV 11H,B ；变换后整数部分保存在11H单元中 MOV B,#0AH MUL AB MOV 12H,B ；小数部分保存在12H单元中 RET ADCONV: ;数据采集MOV A,10H ;ADD A,#02HMOV B,ACLR P3.4NOPNOPCLR P3.5NOPNOPSETB P3.3NOPNOPSETB P3.4NOPNOPCLR P3.4MOV A,BMOV C,ACC.1MOV P3.3,CNOPNOPSETB P3.4NOPNOPCLR P3.4MOV A,BMOV C,ACC.0MOV P3.3,CNOPNOPSETB P3.4NOPNOPCLR P3.4SETB P3.3NOPNOPMOV R7,#8AD_1:MOV C,P3.3MOV ACC.0,CRL ASETB P3.4NOPNOPCLR P3.4NOPNOPDJNZ R7,AD_1MOV C,P3.3MOV ACC.0,CMOV B,AMOV R7,#8AD_13:MOV C,P3.3MOV ACC.0,CRR ASETB P3.4NOPNOPCLR P3.4NOPNOPDJNZ R7,AD_13CJNE A,B,ADCONVSETB P3.5CLR P3.4SETB P3.3RETDISPLY: ;显示子程序MOV DPTR,#TAB ；查表首地址MOV P2,#00H ;位选置零MOV A,10H ；键值送AMOVC A,A+DPTR ；查表显示键值MOV P0,A SETB P2.0 ；端口置一LCALL DELAY1 ；延时CLR P2.0 ；端口清零MOV A,11H ；电压的整数部分送AMOVC A,A+DPTR ；查表显示ANL A,#7FHMOV P0,A SETB P2.1LCALL DELAY1 ；延时CLR P2.1MOV A,12H ；小数部分送A MOVC A,A+DPTR ；查表显示MOV P0,ASETB P2.2LCALL DELAY1 ；显示CLR P2.2MOV A,#0C1H ；最后一位显示U字表示电压VMOV P0,ASETB P2.3LCALL DELAY1 ；延时CLR P2.3RETDELAY1: ;延时R510MOV R6,#50DELAY2: MOV R4,#10DJNZ R4,$DJNZ R6,DELAY2RETTAB:DB 0C0H,0F9H,0A4H,0B0H,99H,92H,82H,0F8H, 80H,90H,88H,83H,0C6H,0A1H,86H,8EH,0BFH,0FFHEND四、系统仿真与调试1、 仿真软件keil简介 Keil C51是美国Keil Software公司出品的51系列兼容单片机C语言软件开发系统，与汇编相比，C语言在功能上、结构性、可读性、可维护性上有明显的优势，因而易学易用。Keil提供了包括C编译器、宏汇编、连接器、库管理和一个功能强大的仿真调试器等在内的完整开发方案，通过一个集成开发环境（uVision）将这些部分组合在一起。运行Keil软件需要WIN98、NT、WIN2000、WINXP等操作系统。如果你使用C语言编程，那么Keil几乎就是你的不二之选，即使不使用C语言而仅用汇编语言编程，其方便易用的集成环境、强大的软件仿真调试工具也会令你事半功倍。调试过程图： 0通道 1通道 2通道 3通道 五、心得体会 经过两周的课程设计，心情也是彼起彼伏，编程仿真时的焦头烂额，到仿真成功的面露微笑。焊接出来啥现象都没有的心灰意冷和暴跳如雷，到最终圆满成功时欣喜若狂。心情经过四次的跌宕起伏，或许课程设计就是如此，科研也是如此，人生亦如此。围绕单片机为核心的课程设计，这是第二次，觉得两次心得是决然不同。 上一次是混混噩噩，纯属酱油男。这一次靠着队友的持续给力，加上自己潜心钻研，老师严格要求，同学细心指导，最终我们取得胜利。上一次老师要求也不高，只要调试仿真成功就行，这一次老师的要求是必须做出实物图，并且要实物图可以运行。听到这句话时，我们身上的压力顿时倍增。从课程设计至今到现在都没悠闲过，开始时看书，学编程，由于自己基础薄弱，花了大概两天时间来复习单片机这们课程。后来试着自己编程，请教同学，大约花了三天的时间不断的编程和调试，最后我们终于成功了。仿真成功队友半天时间久把洞洞板画好了。接下来，我们开始查询清理器件，查询数码管、AT89C52、0832等器件的引脚图。这些工作做完后，队友就正式开始焊接。队友进度很快，一天就焊好了。我们将程序烧进CPU后，上电那刻，我们心情激动带着紧张，激动时自己可以差不多收工了，紧张是如果没有成功，那留给我们将是无穷无尽的麻烦，真希望不会出现糟糕的那一幕。可是最终不想发生事情还是发生了，上电后啥现象都没有，那一刻失望至极。看着其它组员都成功了，心理很是着急。我们就开始全面检查，用万用表检查是否短路和虚焊，这些检查都没有问题，我们导入显示子程序，还是没有用。最后，队友在和别人讨论中，发现了一些问题，有些电源的正负极没有接。检查数码管时发现数码管引脚图接返了。修改完后，上电后，数码管亮了，显示比较稳定移动滑动变阻器，电压按照我们预先的进行。我们成功了，为自己鼓掌，我们取得了胜利！ 总的说来，这次课程设计很不容易。让我们明白：任何事情是在不断尝试，不断修改中取得成功。 六、 参考文献： 【1】51单片机应用设计与仿真-基于Keil C与Proteus 丁明亮、唐前辉 北京航空航天大学出版社 【2】智能仪器 第二版 程德福 机械工业出版社 【3】微机原理及接口技术 第三版 李朝青 北京航空航天大学出版社 【4】C+程序设计 杨长兴 中国铁道出版社 【5】C语言程序设计 谭浩强 清华大学出版社 【6】单片机初级教程 张迎新 北京航空航天大学出版社 【7】智能仪器技术及其应用 方彦军 化学工业出版社 【 8】数字电子技术基础 第五版 阎石 高等教育出版社 【9】模拟电子技术基础 康华光 高等教育出版社 【10】电路 第五版 邱关源 高等教育出版社附录 ：硬件列表:智能仪器课程设计电子元器件器件型号数量备注万能板纤维板 9x15CM1单片机和ADC模块纤维板 5x7CM2键盘模块和数码管模块单片机STC89C52RC-DIP-40 1系统CPUADCADC0832(串口)/ADC0809(并口)1随机发放，只发一个数码管4位数码管 0.56英寸1共