单片机多路数据采集控制系统-实物制作报告

1、- - PAGE 15 -单片机多路数据采集控制系统实物制作班级：11电子2班 姓名: 学号： TOC o 1-3 h z u HYPERLINK l _Toc382156005 单片机多路数据采集控制系统实物制作 PAGEREF _Toc382156005 h 1 HYPERLINK l _Toc382156006 一、课程设计的目的 PAGEREF _Toc382156006 h 2 HYPERLINK l _Toc382156007 运用单片机原理及其应用等课程知识,根据题目要求进行软硬件系统的设计和调试,从而加深对本课程知识的理解, 把学过的比较零碎的知识系统化，比较系统的学习开发单片

2、机应用系统的基本步骤和基本方法，使学生应用知识能力、设计能力、调试能力以及报告撰写能力等有一定的提高。 PAGEREF _Toc382156007 h 2 HYPERLINK l _Toc382156008 二、课程设计的要求 PAGEREF _Toc382156008 h 2 HYPERLINK l _Toc382156009 三、总体设计 PAGEREF _Toc382156009 h 2 HYPERLINK l _Toc382156010 1、设计思路 PAGEREF _Toc382156010 h 2 HYPERLINK l _Toc382156011 2、硬件设计 PAGEREF _

3、Toc382156011 h 2 HYPERLINK l _Toc382156012 五、课程设计步骤 PAGEREF _Toc382156012 h 6 HYPERLINK l _Toc382156013 六、调试及结果 PAGEREF _Toc382156013 h 9 HYPERLINK l _Toc382156014 七、结束语 PAGEREF _Toc382156014 h 9一、课程设计的目的 运用单片机原理及其应用等课程知识,根据题目要求进行软硬件系统的设计和调试,从而加深对本课程知识的理解, 把学过的比较零碎的知识系统化，比较系统的学习开发单片机应用系统的基本步骤和基本方法，使

4、学生应用知识能力、设计能力、调试能力以及报告撰写能力等有一定的提高。二、课程设计的要求 用8051单片机设计数据采集控制系统，基本要求如下：可实现8路数据的采集，假设路信号均为0-5V的电压信号；采集数据可通过LCD显示，显示格式为：通道号 电压值，如： .5V可通过键盘设置采集方式；（单点采集、多路巡测）具有异常数据声音报警功能：对第一路数据可设置正常数据的上限值和下限值，当采集的数据出现异常，发出报警信号。选做功能：1、异常数据音乐报警2、可输出8路顺序控制信号，设每路顺序控制信号为一位，顺序控制的流程为：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延时3秒延时6秒延时3秒延时6

5、秒延时3秒延时6秒延时3秒延时6秒三、总体设计1、设计思路我们选择单片机与A/D转换芯片结合的方法实现本设计。使用的基本元器件是：AT89C52单片机，ADC0809模数转换芯片，LCD1602显示器，按键，电容，电阻，晶振等。 数字电压测量电路由A/D转换、数据处理及显示控制等组成。A/D转换由集成电路ADC0809完成。ADC0809具有8路拟输入端口，地址线（23- 25脚）可决定对哪一路模拟输入作A/D转换。22脚（ALE）为地址锁存控制，当输入为高电平时，对地址信号进行锁存。6脚（START）为测试控制，当输入一个2uS宽高电平脉冲时，就开始A/D转换。7脚（EOC）为A/D转换结束

6、标志，当A/D转换结束时，7脚输出高电平。9脚（OE）为A/D转换数据输出允许控制，当OE脚为高电平时，A/D转换数据从该端口输出。10脚为0809的时钟输入端。单片机的P1.5P1.7、P0端口作1602液晶显示控制。P2端口作A/D转换数据读入用，P3.2、P3.6、P3.7端口用作0809的A/D转换控制。 通过对单片机p3.5口置低电平控制LED亮灯，p3.4口置高电平时蜂鸣器报警。2、硬件设计（1）系统框图 图3-1 系统框图（2）AT89C52 80C52是INTEL公司MCS-51系列单片机中基本的产品，它采用INTEL公司可靠的CHMOS工艺技术制造的高性能8位单片机，属于标准

7、的MCS-51的HCMOS产品。它结合了HMOS的高速和高密度技术及CHMOS的低功耗特征，它基于标准的MCS-51单片机体系结构和指令系统，属于80C51增强型单片机版本，集成了时钟输出和向上或向下计数器等更多的功能，适合于类似马达控制等应用场合。 80C52内置8位中央处理单元、256字节内部数据存储器RAM、8k片内程序存储器(ROM)、32个双向输入/输出(I/O)口、3个16位定时/计数器和5个两级中断结构，一个全双工串行通信口，片内时钟振荡电路。 图3-2 AT89C52 此外，80C52还可工作于低功耗模 式， 可通过两种软件选择空闲和掉电模式。在空闲模式下冻结CPU而RAM定时

8、器、串行口和中断系统维持其功能。掉电模式下，保存RAM数据，时钟振荡停止，同时停止内芯片其它功能。80C52有PDIP(40pin)和PLCC(44pin)两种封装形式。ADC0809 ADC0809是美国国家半导体公司生产的CMOS工艺8通道，8位逐次逼近式A/D模数转换器。其内部有一个8通道多路开关，它可以根据地址码锁存译码后的信号，只选通8路模拟输入信号中的一个进行A/D转换。是目前国内应用最广泛的8位通用A/D芯片 a主要特性1）8路输入通道，8位A/D转换器，即分辨率为8位。 2）具有转换起停控制端。 3）转换时间为100s(时钟为640kHz时)，130s（时钟为500kHz时）

9、4）单个+5V电源供电 5）模拟输入电压范围0+5V，不需零点和满刻度校准。 6）工作温度范围为-40+85摄氏度 7）低功耗，约15mW。 b内部结构ADC0809是CMOS单片型逐次逼近式A/D转换器，内部结构如图所示，它由8路模拟开关、地址锁存与译码器、比较器、8位开关树型A/D转换器、逐次逼近寄存器、逻辑控制和定时电路组成。 c外部特性（引脚功能）ADC0809芯片有28条引脚，采用双列直插式封装，如图所示。下面说明各引脚功能。 IN0IN7：8路模拟量输入端。 2-12-8：8位数字量输出端。 ADDA、ADDB、ADDC：3位地址输入线，用于选通8路模拟输入中的一路 ALE：地址锁

10、存允许信号，输入，高电平有效。 START： A/D转换启动脉冲输入端，输入一个正脉冲（至少100ns宽）使其启动（脉冲上沿使0809复位，下降沿启动A/D转换）。 EOC： A/D转换信号，输出，当A/D转换结束结束时，此端输出一个高电平（转换期间一直为低电平）。 OE：数据输出允许信号，输入，高电平有效。当A/D转换结束时，此端输入一个高电平，才能打开输出三态门，输出数字量。 CLK：时钟脉冲输入端。要求时钟频率不高于640KHZ。 REF（+）、REF（-）：基准电压。 Vcc：电源，单一+5V。GND：地。 图3-3 ADC0809（4）LCD1602 液晶显示器以其微功耗、体积小、显

11、示内容丰富、超薄轻巧的诸多优点，在袖珍式仪表和低功耗应用系统中得到越来越广泛的应用。这里介绍的字符型液晶模块是一种用 5x7 点阵图形来显示字符的液晶显示器，根据显示的容量可以分为 1 行 16 个字、2 行 16 个字、2 行 20个字等等，这里以常用的 2 行 16 个字的 1602 液晶模块来介绍它的编程方法。引脚说明1602字符型LCD通常有14条引脚线或16条引脚线的LCD，多出来的2条线是背光电源线VCC(15脚)和地线GND(16脚)，其控制原理与14脚的LCD完全一样，其中：引脚符号功能说明1VSS一般接地2VDD接电源（+5V）3V0液晶显示器对比度调整端，接正电源时对比度最

12、弱，接地电源时对比度最高（对比度过高时会产生“鬼影”，使用时可以通过一个10K的电位器调整对比度）。4RSRS为寄存器选择，高电平1时选择数据寄存器、低电平0时选择指令寄存器。5R/WR/W为读写信号线，高电平(1)时进行读操作，低电平(0)时进行写操作。6EE(或EN)端为使能(enable)端，下降沿使能。7DB0底4位三态、 双向数据总线 0位（最低位）8DB1底4位三态、 双向数据总线 1位9DB2底4位三态、 双向数据总线 2位10DB3底4位三态、 双向数据总线 3位11DB4高4位三态、 双向数据总线 4位12DB5高4位三态、 双向数据总线 5位13DB6高4位三态、 双向数据

13、总线 6位14DB7高4位三态、 双向数据总线 7位（最高位）（也是busy flang）15BLA背光电源正极16BLK背光 电源负极 表3-1 引脚说明3、软件设计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;/没有按下自动循环键keyinput=P1&0 x1f;if(keyinput!=0 x1f) delay(10);if(keyinput!=0 x1

14、f) if(keyrelease=1)keyrelease=0;buf = keyinput; /buf用来暂时存放键值elsekeyrelease=1; keyprocess(buf); /调用按键处理函数buf = 0 xff; 图4-1 主函数流程图 elsekeyrelease=1; keyprocess(buf);buf=0 xff;if(ringswitch=0&(b=50|b=0) /打开警报,当电压值大于等于5V或小于等于0V时，响铃，闪灯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;/报警开关 break; 图4-2 按键处理函数 case 0 x0f:CANCEL_KEY=CANCEL_KEY; break; default:break; 3、AD转换函数char ad0808(char x)char temp;AD_ALE = 0;P2 = x*32;/ADDA、ADDB、ADDC值（采集通道选择）_nop_();_nop_();_nop_(

16、);_nop_();AD_ALE = 1;/采集通道地址存入_nop_();AD_ALE = 0;/锁存地址_nop_(); delay(1); 图4-3 AD转换函数while(!EOC);/等待转换结束 P2 = 0 xff;_nop_(); _nop_();AD_ENA = 1;/输出允许三态门打开_nop_();temp = P2;/输出采集转换后值_nop_();AD_ENA = 0;/关闭三态门_nop_(); return temp;/返回值 4、LCD1602void write_com_1602(uchar command) /写命令LCD_RW = 0; /写LCD_RS

17、= 0; /命令P0 = command;/所写命令delay(2);LCD_EN = 1; /高脉冲delay(4);LCD_EN = 0;void write_data_1602(uchar datum) /写数据LCD_RW = 0; /写LCD_RS = 1; /数据P0 = datum;/所写数据delay(2);LCD_EN = 1; /高脉冲delay(4);LCD_EN = 0;void init()write_com_1602(0X38);/显示模式设置,8位总线;字符行数设置：2行字符;字符字体：5*7字体write_com_1602(0X0C);/开显示 不显示光标 不闪

18、烁write_com_1602(0X06);/地址指针自动加一 不移动write_com_1602(0X01);/显示清屏write_com_1602(0X80);/数据指针设置void show(uchar x,uchar b1,uchar b2)uchar code display1 = 0123456789;uchar code display2 = .V: mswd;write_com_1602(0 x80 + 0 x00);/数据指针设置,第一行write_data_1602(display11);/显示学号和姓名write_data_1602(display10);write_data_1602(display1