毕业设计169基于8031单片机的多路数据采集系统.PDF

天 津 职 业 技 术 师 范 学 院 学 报!#$%& ( )*&%!*% +,&)*%& )-,.%*,& )-&,.-$/0 ,-1-基 于!#$单 片 机 的 多 路 数 据 采 集 系 统王 炜2天 津 工 业 大 学 ， 天 津 3445647文 章 编 号 ： 5448 9 :;582 ?AAB CA DEFDGFH IEJK K= ?GCFDC?L FH AKGJDKJG EM DELLDKCFB ANAKO EM OJLPKCPGEHA HK IAH EF 8435 ACFBLPD=C? ?GEDAAEGQ )RE ,S# G JAH CF K= ANAKOQ )= ANAKO CA ILKE HCA?EA HK FH HCA?LN CFMEGOKCEFT UNIEGHPCF?JK FH ANAKO LGO KDQ *F K=CA RNT HK FH CFPAKGJDKCEF G KGFAOCKKH K=GEJB= LEFB HCAKFDT FH V?GCOKA =W ?GEWH K=K K= ANAKO CA MACILQ-./ 01)2X YK DELLDKCFBZ ACFBLPD=C? ?GEDAAEGZ & Y VD=FBZ EJKLNCFB ILEDU3144.+(567 /(.8 19 8:4(5;)1*2 2*(* &*.216 !#$ 5674.;+GACKN EM *FHJAKGNT )CFCF 344564T ,=CF7摘 要 ： 阐 述 了 采 用 8435 单 片 机 实 现 远 程 多 路 数 据 采 集 和 监 测 系 统 的 原 理 与 结 构 组 成 。 该 系 统 采用 双 ,S# 控 制 ， 远 端 ,S# 控 制 8 路 数 据 采 集 方 式 ， 本 地 ,S# 控 制 远 端 ,S#。 系 统 实 现 了 数 据 处 理 、数 据 显 示 、 键 盘 输 入 和 系 统 报 警 等 工 作 。 通 过 单 片 机 通 讯 的 方 式 实 现 数 据 与 控 制 指 令 的 远 距 离 传输 。 实 验 证 明 ， 系 统 是 可 行 的 。关 键 词 ： 数 据 采 集 ； 单 片 机 ； & Y 转 换 ； 远 端 控 制中 图 分 类 号 ： )S368 5 文 献 标 识 码 ： 收 稿 日 期 ： = 相 连 ，+,! 读 信 号 端 =% 经 反 相 器 与 #%&,+,- 的 允 许 输 出 端 /5 端 相 连 ， 完 成 输 出 允 许 控 制 ， 读 写 控 制 均 由 +,!的 )* , 控 制 。对 # $ % 转 换 结 果 的 读 出 ， 采 用 查 询 方 式 ， 即 每 次 通 过 写 信 号 起 动 # $ % 转 换 后 ， 立 刻 查 询 状 态 标 志 ， 一 旦发 现 5/& 呈 高 电 平 ， 表 明 # $ % 转 换 结 束 ， 系 统 将 数 据 读 入 +,! 的 =#. 区 。)* ) 远 端 &( 与 本 地 &( 通 讯 模 块在 本 系 统 中 采 用 双 &( 进 行 控 制 ， 即 在 远 端 和 本 地 各 用 一 片 &(。 采 用 双 &( 方 式 ， 系 统 硬 件 结 构 简单 ， 便 于 智 能 控 制 和 系 统 功 能 的 扩 充 。 远 端 即 数 据 采 集 点 的 单 片 机 可 在 当 地 对 数 据 进 行 预 处 理 ， 同 时 也 可 完成 数 据 采 集 系 统 的 自 检 测 和 自 校 验 ， 很 大 程 度 上 减 轻 了 本 地 控 制 机 的 负 担 。 采 用 这 种 控 制 方 式 ， 数 据 传 输 可由 单 片 机 在 相 互 通 道 上 的 双 机 通 信 完 成 ， 便 于 实 现 异 步 传 输 ， 同 时 ， 便 于 传 输 的 检 错 和 纠 错 ， 提 高 系 统 的 灵 活性 和 可 靠 性 。远 端 &( 和 本 地 &( 之 间 的 数 据 通 讯 接 口 采 用 =0:+; 标 准 接 口 ， 因 为 它 的 通 讯 速 率 和 传 输 距 离 远 远大 于 =0)!) 标 准 接 口 。 =0:+; 与 +,! 单 片 机 的 接 口 电 路 如 图 ) 所 示 。 在 图 ) 中 采 用 了 光 电 隔 离 电 路 ， 实 现传 输 信 号 与 单 片 机 的 隔 离 ， 抑 制 干 扰 信 号 ， 从 而 保 证 其 正 常 工 作 。=0:+; 的 )、 ! 脚 短 接 ， 与 +,! 单 片 机 的 * , 口 相 连 ， 用 此 控 制 =0:+; 的 发 送 和 接 收 两 种 状 态 。 当 * ,口 设 置 为 “ ” 时 ， =0:+; 为 发 送 状 态 ， 发 送 信 息 经 : 脚 后 变 成 传 送 的 信 号 送 到 传 输 线 。 当 * , 口 设 置 为 “ ,”时 ， =0:+; 为 接 收 状 态 ， 此 时 ， 传 输 线 上 的 信 号 经 =0:+; 转 换 后 ， 由 接 收 端 的 脚 接 收 。 当 不 进 行 传 输 时 ， 控图 系 统 结 构 框 图第 卷 第 期 王 炜 ： 基 于 +,! 单 片 机 的 多 路 数 据 采 集 系 统 !天 津 职 业 技 术 师 范 学 院 学 报 #$% 年 ! 月制 端 &% $ 为 “ $” ， 处 于 接 收 状 态 。当 系 统 开 始 运 行 后 ， 首 先 由 本 地 的 (&) 发 出 一 个选 通 某 路 * + , 转 换 的 指 令 ， 并 等 待 接 收 从 远 端 (&)返 回 的 信 息 。 如 果 本 地 (&) 未 收 到 回 送 的 数 据 或 接 收到 的 数 据 错 误 ， 则 重 发 指 令 。 三 次 重 发 都 失 败 ， 则 发 出报 警 信 号 ， 提 醒 用 户 检 查 线 路 故 障 。# ! 键 盘 控 制 与 数 据 显 示 模 块为 了 便 于 用 户 操 作 ， 在 本 地 端 设 计 了 一 个 - ! 的键 盘 ， 其 中 包 括 $ ./ 的 0 路 通 道 选 择 数 字 键 ， 以 及 一些 控 制 显 示 方 式 、 显 示 状 态 等 功 能 键 ， 在 这 里 可 以 同 时选 择 两 路 或 多 路 通 道 进 行 数 据 通 信 。显 示 器 选 择 位 / 段 12, 数 码 管 完 成 数 据 的 显示 ， 其 中 % 位 用 来 显 示 通 道 号 ， ! 位 用 来 显 示 电 压 值 。键 盘 和 显 示 器 的 控 制 采 用 可 编 程 键 盘 + 显 示 器 接口 0#/3。 0#/3 能 对 显 示 器 自 动 扫 描 ， 能 识 别 键 盘 上 闭 合 键 的 键 号 ， 它 独 立 于 (&) 工 作 ， 可 以 大 大 提 高 (&)的 工 作 效 率 。 在 工 作 时 ， 通 过 定 时 查 询 0#/3 的 状 态 寄 存 器 实 现 对 用 户 按 键 的 响 应 ， 并 根 据 键 盘 的 功 能 作 出 相应 的 处 理 。0#/3 与 0$!% 单 片 机 的 连 接 分 别 为 ：4%50#/3 的 数 据 线 ,$ . ,/ 与 0$!% 的 *,$ . *,/ 相 连 。4#50#/3 的 读 + 写 信 号 6,、 76 由 0$!% 的 6,、 76 信 号 直 接 提 供 。4!50#/3 的 片 选 信 号 (8 由 0$!% 的 *%9 控 制 ， 当 *%9 : $ 时 ， 可 对 0#/3 进 行 读 写 。450#/3 的 *$ 控 制 信 号 由 0$!% 的 地 址 信 号 提 供 。 当 *$ :% 时 ， 表 示 数 据 总 线 上 为 命 令 或 状 态 ； 当 *$ :$ 时 ， 表 示 数 据 总 线 上 为 数 据 。4950#/3 的 时 钟 信 号 (1; 由 0$!% 的 地 址 锁 存 信 号 *12 提 供 。4 % 本 地 (&) 程 序 设 计本 地 (&) 发 送 完 指 令 后 ， 立 即 转 入 接 收 状 态 ， 等 待 从 远 端 (&) 回 送 两 个 字 节 的 数 据 ， 如 果 在 规 定 的 时间 内 未 收 到 数 据 ， 或 者 是 收 到 的 数 据 中 两 个 字 节 不 一 致 ， 则 说 明 通 讯 线 路 有 错 误 ， 不 能 接 收 该 数 据 ， 故 重 新 发送 一 次 指 令 ， 如 果 重 发 三 次 都 未 成 功 ， 则 发 出 出 错 报 警 信 号 ， 提 醒 用 户 检 查 线 路 或 设 备 。 否 则 ， 本 地 (&) 对 收到 的 有 效 数 据 进 行 处 理 ， 将 数 值 大 小 为 $ .#99 之 间 的 数 据 转 换 为 $ . 9 ? 的 电 压 值 ， 并 进 行 显 示 。 同 时 还 要扫 描 键 盘 ， 处 理 各 种 功 能 键 ， 完 成 用 户 的 功 能 要 求 。 其 程 序 流 程 框 图 如 图 ! 所 示 。系 统 发 送 状 态 和 接 收 状 态 的 转 换 是 利 用 0$!% 单 片 机 的 &% $ 口 来 实 现 。 在 每 次 需 要 发 送 指 令 或 数 据时 ， 就 将 &% $ 口 置 “ %” ， 发 送 完 毕 ， 立 即 将 &% $ 口 置 为 “ $” ， 准 备 接 收 。图 # 通 讯 接 口 电 路 !# $ 远 端 %& 程 序 设 计远 端 %& 在 收 到 指 令 后 ， 要 对 其 进 行 有 效 性 分 析 ， 如 果 是 由 于 干 扰 造 成 的 错 误 指 令 ， 则 等 待 发 送 端 重 发的 指 令 ； 否 则 将 所 需 通 道 最 新 转 换 完 的 两 个 字 节 的 数 据 发 送 出 去 。为 了 保 证 数 据 采 集 的 实 时 性 ， 远 端 %& 在 未 收 到 指 令 时 ， 内 部 轮 流 对 ( 路 模 拟 信 号 进 行 采 集 和 变 换 ， 并存 入 缓 冲 存 储 器 中 ， 这 样 ， 在 收 到 指 令 后 ， 可 以 以 最 快 的 速 度 将 最 新 的 转 换 结 果 回 送 给 本 地 %&。 其 程 序 流程 框 图 在 此 省 略 。) 测 试 结 果对 系 统 进 行 实 际 测 试 ， 在 测 试 数 据 输 入 端 加 入 * + , 的 模 拟 电 压 ， 系 统 经 过 -.% *(*/ 转 换 后 ， 将 其 转换 为 * + $ 的 数 字 信 号 ， 通 过 数 据 传 输 ， 本 地 %& 正 确 接 收 数 据 后 ， 将 其 转 换 为 * + , 的 电 压 值 ， 并 进 行显 示 ， 对 ( 路 信 号 分 别 都 进 行 了 测 试 ， 其 中 对 0 号 通 道 测 试 结 果 如 表 0 所 示 。图 ! 本 地 %& 程 序 流 程 框 图表 0 0 号 通 道 测 试 数 据通 道 号实 际 值 1 ,显 示 值 1 ,02 *2 *00)2 *)2 *00!2 *!2 *!0$2 *$2 *$002 *02 *$0!2 *!2 30*2 *2 *0第 00 卷 第 0 期 王 炜 ： 基 于 (*!0 单 片 机 的 多 路 数 据 采 集 系 统 !从 上 表 可 知 ， 本 系 统 的 精 度 完 全 可 以 满 足 用 户 的 要 求 。! 结 束 语该 系 统 具 有 结 构 简 单 ， 实 时 性 强 ， 可 靠 性 高 及 抗 干 扰 能 力 较 强 等 特 点 。 作 为 一 种 远 距 离 的 数 据 采 集 监 测装 置 ， 用 户 只 需 加 入 相 应 的 温 度 、 湿 度 及 压 力 等 传 感 器 ， 即 可 实 现 相 应 的 多 路 数 据 采 集 监 测 功 能 。参 考 文 献 ：#$% 李 广 弟 & 单 片 机 基 础 #%& 北 京 ： 北 京 航 空 航 天 大 学 出 版 社 ， $()&#*% 杨 清 亮 & 多 路 模 拟 信 号 的 采 集 与 输 出 控 制 系 统 #+%& 电 气 自 动 化 ， $(,， -$.： !/,&#!% 徐 爱 钧 & 基 于 单 片 机 电 能 管 理 远 程 通 信 监 控 系 统 #+%， 电 子 与 自 动 化 ， $(， -0.： $1/*$&论 文 写 作 中 数 字 的 使 用 二 #汉 字 数 字 的 用 法$& 数 字 作 为 词 素 构 成 定 型 的 词 、 词 组 、 惯 用 语 、 缩 略 语 或 具 有 修 辞 色 彩 的 词 句 时 ， 用 汉 字 数 字 。例 如 ： 一 把 手 ， 第 一 书 记 ， 三 叶 虫 ， 二 元 一 次 方 程 ， 四 氧 化 三 铁 ， 五 星 红 旗 ， “ 九 五 ” 计 划 ， 相 差 十 万 八 千 里 ， 等 等 。*& 夏 历 -农 历 .和 中 国 清 代 以 前 历 史 纪 年 用 汉 字 。例 如 ： 正 月 初 六 ， 丙 寅 年 十 月 十 五 日 ， 晋 文 公 四 十 四 年 -公 元 前 )* 年 .， 清 道 光 二 十 年 -公 元 $1,