单片机数据采集、处理及显示程序设计

1、单片机数据采集、处理及显示程序设计.总体设计方案：LED初始显示为0，采用查询的方式进行键盘扫描，以确定是否有输入，不停地扫描直到有输入为止：输入为 1时，按键无效，继续扫描直到再次有输入，输入为0时，则开始进行数据的采集；采集一个周期，将采集后的数据进行滤波，再求出0、1/2Vmax、Vmax,送到LED显示，结束后进行键盘扫描， 确定是否有按键1输入，有则停止，无则继续进行 数据采集，如此循环。. 硬件逻辑图：1. 下图为硬件逻辑图：2. 单片机及各外设参数选择：A. 单片机为8031/8051;B. 采用外部时钟，振荡频率为12MHz，则机器周期为1us；C. 由于本实验只需 0、1两个

2、按键就能实现控制（0实现启动，1实现关闭），所以采 用简单的1X 2非编码键盘；D. 由于已知输入信号为幅值 5V的正弦信号，并要求A/D转换的误差小于 0.02V,因此, 选用ADC0809,其能处理的信号为 0 5V,不需要进行信号放大；其分辨率为8位,转换的误差为0.0196V，能满足要求；其转换时间大约为100us；E. 为了保证转换精度，在信号源与ADC之间还需加一 S/H,采用LF398,保持电容选 择为 1000PF；F. 由于要显示3个数据，且小数点后保留两位有效数据，所以需要3 X 4=12个LED, 本实验选用 7段LED 且从左到右，依次显示 0、1/2Vmax、Vmax

3、 ；G. 由于要求利用串行口扩展接口来显示数据，所以需连接一寄存器，本实验采用串行输入、并行输出的移位寄存器：74LS164.软件编写：1 .流程图如下：本实验采用查询的方式来实现键盘的控制；在采集的过程中由于可能会有随机干扰，信号本身会在某一数值范围附近上下波动，所以采用算术平均滤波的方式进行滤波；由于 输入信号最大频率为 0.2Hz，选择采样周期为 2Hz,即采样周期为500ms。2.采用汇编进行编程，具体的代码及其说明如下:ORG 0000HLJMP STARTORG 0300HSTART:ACALL DSP1 ；初始化显示 0.00、0.00、0.00SCAN:ACALL KEXAM

4、;判断是否有按键JNZ SCAN;没按键就继续 SCANACALL D10ms ; 去抖ACALL KEXAMJNZ SCANKEY:SETB P1.1 ; 检查键值SETB P1.3CLR P1.2MOV A,P1ANL A,#02HCJNE A,#02H,SCAN ;按键为 1 则返回继续查询是否有按键;按键为 0，进入到数据采集、转换及显示ADC:MOV R1,#40HMOV DPTR,#07FF8HMOV R2,#10;一个周期采集 10 个点L9:MOV R0,#30HMOV R3,#4L10:MOV A,#0SETB P1.4MOVX DPTR,AJNB P3.3 $CLR P1.

5、4MOVX A,DPTRMOV R0,AINC R0;S/H 保持;启动 ADC ; 转换结束 ;S/H 采样ACALL D5msDJNZ R3,L10ACALL FilterINC R1ACALL D500ms;滤波DJNZ R2,L9ACALL ORDERACALL DSP2 ;查询按键ACALL KEXAM;计算要显示的值 :最小值、最大值及中间值;显示值JNZ ADCACALL D10msACALL KEXAMJNZ ADCSETB P1.1SETB P1.3CLR P1.2MOV A,P1ANL A,#02HCJNE A,#02H,START ;按键为1则返回开始，并显示0AJMP

6、ADC；下面为子程序：；判断是否有按键KEXAM:SETB P1.1CLR P1.2CLR P1.3MOV A,P1ANL A,#02H;0000 0010RET;初始化显示 0.00、0.00、0.00DSP1:MOV R0,#30HMOV R1,#40HMOV R2,#3L0:MOV R1,#0ACALL CHANGE0将R1中的值转换为有物理意义的值，存入4个R0中ACALL CHANGE1将4个R0中的值转化为能显示的数模ACALL DPLED显示4个R0中的值INC R1DJNZ R2,L0RET;输出显示一个 LEDDPLED:MOV R0,#30HMOV R4,#4L1:MOV

7、R3,#8MOV A,R0L2:RLC AMOV P3.0,CCLR P3.1SETB P3.1DJNZ R3,L2INC R0DJNZ R4,L1RET;将RO中要显示的转换为字模，然后覆盖R0CHANGE1:MOV R0,#30HMOV R4,#4L3:PUSH ACCMOV DPTR,#TABLEMOV A,R0MOV A,A+DPTRMOV R0,AINC R0DJNZ R4,L3RET；标度变换：将R1中的值转换为有物理意义的值，并存入 4个R0中（如将125 转换为2.45V）CHANGE0:PUSH ACCPUSH B;除17MOV A,R1MOV B,#11H;除以 17DIV

8、 ABMOV R0,AINC R0MOV A,BMOV B,#0AHMUL ABMOV A,BMOV B,#11H;除以 17DIV ABMOV R0,AINC R0MOV A,BMOV B,#0AHMUL ABMOV A,BMOV B,#11H;除以 17DIV ABMOV R0,A;除3DEC R0DEC R0DEC R0MOV A,R0MOV B,#03H;除以 3DIV ABMOV R0,AINC ROMOV A,BMOV B,#0AHMUL ABMOV A,BADD A,R0MOV B,#03H;除以 3DIV ABMOV R0,AINC ROMOV A,BMOV B,#0AHMUL

9、 ABMOV A,BADD A,R0MOV B,#03H;除以 3DIV AB；将小数点10加上INC ROMOV R0,ADEC RODEC ROMOV A,ROINC ROMOV RO,ADEC ROMOV RO,#1OHPOP BPOP ACCRET;延时5msD5ms:MOV R2,#0AH;10L4:MOV R3,#F8H ;248L5:DJNZ R3,L5;248*2=496DJNZ R2,L4;500*10=5000us=5msRET;延时10msD10ms:MOV R2,#14H;20L4:MOV R3,#F8H ;248L5:DJNZ R3,L5;248*2=496;500*

10、20=10000us=10msDJNZ R2,L4RET;延时500msD500ms:MOV R2,#100 L6:MOV R3,#4 L7:MOV R4,#249 L8:NOPNOPNOPDJNZ R4,L8DJNZ R3,L7DJNZ R2,L6RET;125*5=1245；1249*4=4996;5000*100=500000us=500ms;算术平均滤波，将得到的值存入R1中Filter:PUSH PSWPUSH APUSH BMOV FLAG,#00HMOV R4,#4MOV R0,#30HCLR AL11:ADD A,R0JNC NEXTINC FLAGNEXT:INC RODJN

11、Z R4, L11MOV R5,#4DIVIDE:MOV B,AMOV A,FLAGCLR CRRC AMOV FLAG AMOV A,BRRC ADJNZ R5,DIVIDEMOV R1,APOP BPOP APOP PSWRET；将采集到的R1中的10个值进行排序，采用冒泡法ORDER:MOV R3,#9L12:MOV A,R3MOV R4,AMOV R1,#40HL13:MOV A,R1INC R1CLR CSUBB A,R1JC DONEMOV A,R1DEC R1XCH A,R1INC R1MOV R1,ADONE:DJNZ R4,L13DJNZ R3,L12RET;显示R1中的值DSP2:MOV R1,#40HACALL CHANGE0将R1中的值转换为有物理意义的值，存入4个R0中ACALL CHANGE1将4个R0中的值转化为能显示的数模ACALL DPLED显示4个R0中的值INC R1MOV R3,#2L14:MOV R4,#4INC R1DJNZ R4,L14ACALL CHANGE0将R1中的值转换为有物理意义的值，存入4个R0中ACALL CHANGE