1、<p><b>　　目錄</b></p><p>　　1緒論……………………………………………………………………1</p><p>　　1.1數(shù)據(jù)采集及處理系統(tǒng)的意義和任務(wù)………………………………1</p><p>　　1.1.1數(shù)據(jù)采集意義和任務(wù)………………………………………………1</p><p>　　1.

2、1.2 數(shù)據(jù)處理的類型和任務(wù)…………………………………………1</p><p>　　1.2 數(shù)據(jù)采集基本功能…………………………………………………2</p><p>　　1.3數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)形式…………………………………………3</p><p>　　1.3.2 集散型數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)……………………………………………4</p><p>　　2

3、 多單片機(jī)高速數(shù)據(jù)采集處理系統(tǒng)……………………………………5</p><p>　　2.１系統(tǒng)方案的確定……………………………………………………5</p><p>　　2.1.1 系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)…………………………………………………5</p><p>　　2.1.2系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖……………………………………………………6</p><p>　　3

4、系統(tǒng)的模擬輸入通道…………………………………………………8</p><p>　　3.1多路轉(zhuǎn)換器…………………………………………………………8</p><p>　　3.1.2采樣/保持器………………………………………………………9</p><p>　　3.2A/D轉(zhuǎn)換器…………………………………………………………11</p><p>　　3.

5、2.1 逐次逼近型AD574………………………………………………11</p><p>　　3.2.2AD574轉(zhuǎn)換器與微型機(jī)接口技術(shù)………………………………14</p><p>　　4 系統(tǒng)的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)及擴(kuò)展…………………………………………16</p><p>　　4.1微型控制器AT89S52………………………………………………16</p><

6、p>　　4.1.1 主要性能…………………………………………………………17</p><p>　　4.1.2 功能特性…………………………………………………………17</p><p>　　4.1.3 引腳功能…………………………………………………………17</p><p>　　4.1.4 復(fù)位電路設(shè)計(jì)……………………………………………………20</p&g

7、t;<p>　　4.2 雙口RAMIDT7132………………………………………………21</p><p>　　4.2.1 IDT7132的各腳分布……………………………………………21</p><p>　　4.2.2 IDT7132芯片的特點(diǎn)……………………………………………22</p><p>　　4.2.3 IDT7132在高速數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)中的應(yīng)用

8、………………………22</p><p>　　4.3微處理器監(jiān)控芯片MAX813L……………………………………23</p><p>　　4.4擴(kuò)展I/O接口………………………………………………………26</p><p>　　4.4.1 8255A并行I/O擴(kuò)展接口………………………………………27</p><p>　　5系統(tǒng)人機(jī)交互通道與接口技

9、術(shù)………………………………………29</p><p>　　5.1鍵盤、顯示器與單片機(jī)接口………………………………………29</p><p>　　5.1.1專用芯片8279與鍵盤、顯示器接口……………………………29</p><p>　　5.2微型打印機(jī)與單片機(jī)接口…………………………………………32</p><p>　　5.2.1GP16微型

10、打印機(jī)打印命令和字符編碼…………………………32</p><p>　　5.2.2 GP16微型打印機(jī)與AT89S52的接口應(yīng)用……………………34</p><p>　　6系統(tǒng)抗干擾技術(shù)………………………………………………………35</p><p>　　6.1系統(tǒng)主機(jī)單元配置與抗干擾技術(shù)…………………………………35</p><p>　　6.1

11、.1單片機(jī)主機(jī)單元配置與抗干擾…………………………………35</p><p>　　6.1.2微處理器監(jiān)控器MAX813L……………………………………36</p><p>　　6.2模擬輸入通道與坑干擾技術(shù)………………………………………36</p><p>　　6.2.1A/D單元配置與抗干擾技術(shù)……………………………………36</p><p>

12、;　　6.2.2采樣保持電路與抗干擾技術(shù)……………………………………36</p><p>　　6.2.3多路模擬開(kāi)關(guān)與抗干擾技術(shù)……………………………………37</p><p>　　6.3鍵盤/單元配置與抗與抗干擾技術(shù)…………………………………37</p><p>　　6.4軟件抗干擾原理與設(shè)計(jì)……………………………………………38</p><p

13、>　　6.4.1軟件抗干擾一般方法……………………………………………38</p><p>　　6.4.2數(shù)字濾波…………………………………………………………38</p><p>　　7 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)………………………………………………………39</p><p>　　7.1系統(tǒng)軟件的結(jié)構(gòu)……………………………………………………39</p><

14、p>　　7.2程序模塊的功能……………………………………………………40</p><p>　　8 技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析………………………………………………………46</p><p>　　9結(jié)論……………………………………………………………………47</p><p>　　致謝……………………………………………………………………48</p><p>

15、;<b>　　摘要</b></p><p>　　隨著社會(huì)的發(fā)展和進(jìn)步，特別是自70年代初以來(lái)，微處理器的問(wèn)世促使計(jì)算機(jī)技術(shù)迅速發(fā)展和應(yīng)用，在世界范圍內(nèi)旨起了一聲新的技術(shù)革命，并推動(dòng)人類社會(huì)進(jìn)入到信息時(shí)代。</p><p>　　單片機(jī)被廣泛地用于各種儀器儀表，使儀器儀表智能化，并可以提高測(cè)量的自動(dòng)化程度和精度，簡(jiǎn)化儀器儀表的硬件結(jié)構(gòu)，提高其性能價(jià)格比。以原有的數(shù)據(jù)采集及

16、處理系統(tǒng)，本人針對(duì)這方面設(shè)計(jì)了基于單片機(jī)的高速數(shù)據(jù)采集及處理系統(tǒng)。</p><p>　　在本設(shè)計(jì)中使用單片機(jī)，不但說(shuō)明單片機(jī)已成為計(jì)算機(jī)發(fā)展和應(yīng)用的一個(gè)重要方面。另一方面，單片機(jī)應(yīng)用的重要意義還在于，它從根本上改變了傳統(tǒng)的控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)思想和設(shè)計(jì)方法。從前必須由模擬電路或數(shù)字電路實(shí)現(xiàn)的大部分功能，現(xiàn)在可以用單片機(jī)通過(guò)軟件方法來(lái)實(shí)現(xiàn)。</p><p>　　關(guān)鍵詞：微處理器；單片機(jī)；數(shù)據(jù)采集；處

17、理；</p><p><b>　　ABSTRACT</b></p><p>　　Along with society's development and the progress, specially since the beginning of the 70's, microprocessor being published have urged t

18、he computer technology rapid development and the application, the aim got up a new technological revolution in the worldwide scale, and impels the human society to enter to the information age.</p><p>　　The

19、monolithic integrated circuit widely uses in each kind of instrument measuring appliance, causes the instrument measuring appliance intellectualization, and may enhance the survey the automaticity and the precision,

20、simplifies the instrument measuring appliance the hardware architecture, enhances its performance price ratio. By the original data acquisition and the processing system, myself have designed in view of this aspect based

21、 on monolithic integrated circuit high speed data gather</p><p>　　Uses the monolithic integrated circuit in this design, not only explained the monolithic integrated circuit has become the computer developme

22、nt and an application important aspect. On the other hand, the monolithic integrated circuit application vital significance also lies in, it fundamentally changed the traditional control system design concept and the des

23、ign method. Formerly had the majority of functions which realized by the analogous circuit or the digital circuit, now may use the monolith</p><p>　　Key word: Microprocessor; Monolithic integrated circuit; D

24、ata acquisition; Processing;</p><p><b>　　0引言</b></p><p>　　隨著社會(huì)的發(fā)展和進(jìn)步，特別是自70年代初以來(lái)，微處理器的問(wèn)世促使計(jì)算機(jī)技術(shù)迅速發(fā)展和應(yīng)用，在世界范圍內(nèi)旨起了一聲新的技術(shù)革命，并推動(dòng)人類社會(huì)進(jìn)入到信息時(shí)代。單片機(jī)被廣泛地用于各種儀器儀表，使儀器儀表智能化，并可以提高測(cè)量的自動(dòng)化程度和精度，簡(jiǎn)化儀器

25、儀表的硬件結(jié)構(gòu)，提高其性能價(jià)格比。以原有的數(shù)據(jù)采集及處理系統(tǒng)，本人針對(duì)這方面設(shè)計(jì)了基于單片機(jī)的高速數(shù)據(jù)采集及處理系統(tǒng)。數(shù)據(jù)采集是為了保證數(shù)據(jù)采集的可靠性和快速性，以單片機(jī)控制的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)提高了原始系統(tǒng)的可靠性和快速性。</p><p>　　基于單片機(jī)的高速數(shù)據(jù)采集及處理系統(tǒng)具有數(shù)據(jù)采集及處理性能好、運(yùn)行可靠、成本低等優(yōu)點(diǎn)。在大力提倡節(jié)約成本的今天，推廣使用這種集單片機(jī)技術(shù)和數(shù)據(jù)采集技術(shù)于一體的高科技系統(tǒng)，對(duì)于提

26、高工作效率、降低生產(chǎn)成本有重大的現(xiàn)實(shí)意義?？梢哉f(shuō)單片機(jī)技術(shù)是一項(xiàng)利國(guó)利民、有廣泛應(yīng)用前景的高新技術(shù)。如今，越來(lái)越多的單片機(jī)產(chǎn)品被應(yīng)用到各個(gè)電子領(lǐng)域，汽車電子、PDA、互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用產(chǎn)品、機(jī)頂盒等產(chǎn)品的迅速發(fā)展，已成為我國(guó)單片機(jī)市場(chǎng)上新的亮點(diǎn)。在通信類產(chǎn)品中，普通電話、無(wú)繩電話等都需要消耗大量的單片機(jī)，這些都將成為我國(guó)單片機(jī)市場(chǎng)未來(lái)發(fā)展的動(dòng)力。所以隨著社會(huì)的發(fā)展，我們的生活也越來(lái)越離不開(kāi)智能化的用品。</p><p>

27、　　基于單片機(jī)的數(shù)據(jù)采集與處理技術(shù)，將能迅速地對(duì)各種工藝參數(shù)進(jìn)行采集、監(jiān)視和記錄，為提高產(chǎn)品質(zhì)量、降低成本提供信息和手段。單片機(jī)已成為計(jì)算機(jī)發(fā)展和應(yīng)用的一個(gè)重要方面。另一方面，單片機(jī)應(yīng)用的重要意義還在于，它從根本上改變了傳統(tǒng)的控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)思想和設(shè)計(jì)方法。從前必須由模擬電路或數(shù)字電路實(shí)現(xiàn)的大部分功能，現(xiàn)在可以用單片機(jī)通過(guò)軟件方法來(lái)實(shí)現(xiàn)。</p><p><b>　　1緒論</b></p&

28、gt;<p>　　回顧本世紀(jì)科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，對(duì)人類的經(jīng)生活最具有影響力的莫過(guò)于計(jì)算機(jī)的發(fā)明。特別是自70年代初以來(lái)，微處理器的問(wèn)世促使計(jì)算機(jī)技術(shù)迅速發(fā)展和應(yīng)用，在世界范圍內(nèi)旨起了一聲新的技術(shù)革命，并推動(dòng)人類社會(huì)進(jìn)入到信息時(shí)代。單片機(jī)被廣泛地用于各種儀器儀表，使儀器儀表智能化，并可以提高測(cè)量的自動(dòng)化程度和精度，簡(jiǎn)化儀器儀表的硬件結(jié)構(gòu)，提高其性能價(jià)格比。作為微型計(jì)算機(jī)應(yīng)用技術(shù)的一個(gè)重要分支——數(shù)據(jù)采集與處理技術(shù)，傳感器、信號(hào)采

29、集與轉(zhuǎn)換，計(jì)算機(jī)等技術(shù)于一體，是獲得信息的重要工具和手段。在科學(xué)研究中應(yīng)用數(shù)據(jù)采集與處理技術(shù)，將能迅速地對(duì)各種工藝參數(shù)進(jìn)行采集、監(jiān)視和記錄，為提高產(chǎn)品質(zhì)量、降低成本提供信息和手段。單片機(jī)已成為計(jì)算機(jī)發(fā)展和應(yīng)用的一個(gè)重要方面。另一方面，單片機(jī)應(yīng)用的重要意義還在于，它從根本上改變了傳統(tǒng)的控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)思想和設(shè)計(jì)方法。從前必須由模擬電路或數(shù)字電路實(shí)現(xiàn)的大部分功能，現(xiàn)在已能用單片機(jī)通過(guò)軟件方法來(lái)實(shí)現(xiàn)了。這種軟件代替硬件的控制技術(shù)也稱為微控制技術(shù)，

30、是傳統(tǒng)控制技術(shù)的一次革命。總之，不論在哪個(gè)應(yīng)用領(lǐng)域中，數(shù)據(jù)采集與處理越及時(shí)，工作效率越高，取得的經(jīng)濟(jì)效益就越大。</p><p>　　1.1數(shù)據(jù)采集及處理系統(tǒng)的意義和任務(wù)</p><p>　　1.1.1數(shù)據(jù)采集意義和任務(wù)</p><p>　　數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，應(yīng)該是用計(jì)算機(jī)控制的多路數(shù)據(jù)自動(dòng)檢測(cè)或巡回檢測(cè)，并且能夠?qū)?shù)據(jù)實(shí)行存儲(chǔ)、處理、分析計(jì)算以及從檢測(cè)的數(shù)據(jù)中提取可用

31、的信息，供顯示、記錄、打印或描繪的系統(tǒng)。</p><p>　　數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的任務(wù)，具體地說(shuō)，就是采集傳感器輸出的輸出信號(hào)并轉(zhuǎn)換成計(jì)算機(jī)能識(shí)別的數(shù)字信號(hào)，然后送入計(jì)算機(jī)，根據(jù)不同的需要由計(jì)算機(jī)進(jìn)行相應(yīng)的計(jì)算和處理，得出所需的數(shù)據(jù)。與此同時(shí)，將計(jì)算得到的數(shù)據(jù)進(jìn)行顯示或打印，以便實(shí)現(xiàn)對(duì)某些物理量的監(jiān)視，其中一部分?jǐn)?shù)據(jù)還將被生產(chǎn)過(guò)程中的計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)用來(lái)控制某些物理量。</p><p>　　1.1

32、.2 數(shù)據(jù)處理的類型和任務(wù)</p><p><b>　　1.數(shù)據(jù)處理的類型</b></p><p>　?。?）按處理的方式劃分</p><p>　　數(shù)據(jù)處理可分為實(shí)時(shí)（在線）處理和事后（脫機(jī)）處理，一般來(lái)說(shuō)，實(shí)時(shí)處理由于處理時(shí)間受到限制，因而只能對(duì)有限的數(shù)據(jù)作一些簡(jiǎn)單的、基礎(chǔ)的處理，以提供用于實(shí)時(shí)控制的數(shù)據(jù)；而事后處理由于是非實(shí)時(shí)處理，處理時(shí)間

33、不受限制因而可以做各種復(fù)雜的處理。</p><p>　?。?）按處理的性質(zhì)分</p><p>　　數(shù)據(jù)處理可分為預(yù)處理和二次處理珍重。參院處理通常是剔除數(shù)據(jù)奇異項(xiàng)、出去數(shù)據(jù)趨勢(shì)項(xiàng)、數(shù)據(jù)的數(shù)字濾波、數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換等；二次處理有各種數(shù)字運(yùn)算。</p><p><b>　　2.數(shù)據(jù)處理的任務(wù)</b></p><p>　　數(shù)據(jù)處理的

34、任務(wù)主要有：</p><p>　　對(duì)采集到的電信號(hào)做物理量解釋；</p><p><b>　　消除中的干擾信號(hào)；</b></p><p>　　分析計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)的內(nèi)存特性。</p><p>　　1.2 數(shù)據(jù)采集基本功能</p><p>　　由數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的任務(wù)可以知道，數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)具有以下幾方面的功能

35、：</p><p><b>　　1.數(shù)據(jù)采集</b></p><p>　　計(jì)算機(jī)按照預(yù)先選定的采樣周期，對(duì)輸入到系統(tǒng)的模擬信號(hào)進(jìn)行采樣，有時(shí)還要對(duì)數(shù)字信號(hào)進(jìn)行采樣。</p><p><b>　　2.模擬信號(hào)處理</b></p><p>　　模擬信號(hào)是指隨時(shí)間連續(xù)變化的信號(hào)，這些信號(hào)在規(guī)定的一段連續(xù)時(shí)

36、間內(nèi)，其同仁為連續(xù)值，即從一個(gè)變量到下一個(gè)變量時(shí)鐘間沒(méi)有間斷。</p><p><b>　　3.數(shù)字信號(hào)處理</b></p><p>　　數(shù)字信號(hào)在有限的離散上聚會(huì)間斷的信號(hào)。數(shù)字信號(hào)的特點(diǎn)是，它只代表某個(gè)瞬間的量值，是不連續(xù)的信號(hào)。</p><p><b>　　4.開(kāi)關(guān)信號(hào)處理</b></p><p&

37、gt;　　開(kāi)關(guān)信號(hào)主要來(lái)自各種開(kāi)關(guān)器件。開(kāi)關(guān)信號(hào)的處理主要是檢測(cè)開(kāi)關(guān)器件的狀態(tài)變化。</p><p><b>　　5.二次數(shù)據(jù)計(jì)算</b></p><p>　　把直接由傳感器采集到的數(shù)據(jù)稱為一次數(shù)據(jù)，把通過(guò)對(duì)一次數(shù)據(jù)進(jìn)行某種數(shù)字去處而獲得的數(shù)據(jù)稱為二次數(shù)據(jù)。二次數(shù)據(jù)計(jì)主要由平均、累計(jì)、變化率、差值、最大值和最小值等。</p><p><b

38、>　　6.屏幕顯示</b></p><p><b>　　7.數(shù)據(jù)存儲(chǔ)</b></p><p>　　數(shù)據(jù)存儲(chǔ)是按照一定的時(shí)間間隔，定期將某種重要數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在外部存儲(chǔ)器上。</p><p><b>　　8.打印輸出</b></p><p><b>　　9.人機(jī)聯(lián)系</b&

39、gt;</p><p>　　人機(jī)聯(lián)系指操作人員通過(guò)鍵盤或鼠標(biāo)與數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)對(duì)話，完成對(duì)系統(tǒng)的運(yùn)行方式、采樣周期等參數(shù)進(jìn)行設(shè)置。</p><p>　　1.3數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)形式</p><p>　　數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)主要由硬件和軟件兩部分組成。從硬件方面來(lái)看。訴結(jié)構(gòu)形式主要有兩種：微型計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的集散型數(shù)據(jù)采集繁育。</p><p>　　1

40、.3.1 微型計(jì)算機(jī)采集系統(tǒng)</p><p>　　1.微型計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)</p><p>　　微型計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)如圖1.1所示。</p><p>　　圖1-1微型計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)</p><p>　　Figure 1-1 microcomputer data acquisition system bas

41、ic structure</p><p>　　微型計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)由數(shù)據(jù)輸入通道、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)與管理、數(shù)據(jù)處理、數(shù)據(jù)輸出及顯示這4個(gè)部分組成。輸出通道要實(shí)惠對(duì)被測(cè)對(duì)象對(duì)檢測(cè)，采集和信號(hào)轉(zhuǎn)換工作。數(shù)據(jù)存儲(chǔ)與管理要用存儲(chǔ)器把采集的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器起來(lái)，建立相應(yīng)的數(shù)據(jù)庫(kù)，并進(jìn)行管理和調(diào)用。數(shù)據(jù)處理就是從采集到的原始數(shù)據(jù)中，刪除有關(guān)干擾噪聲、無(wú)關(guān)信息和非必要的信息，提取出反映被測(cè)對(duì)象牲的重要信息。另處，就是對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分類，以

42、便與檢索；或者把數(shù)據(jù)恢復(fù)成原來(lái)的物理量開(kāi)式，可以輸出的形態(tài)在輸出設(shè)備上輸出如打印、顯示、繪圖等。數(shù)據(jù)輸出及顯示就是把數(shù)據(jù)以適當(dāng)?shù)母袷竭M(jìn)行輸出和顯示。</p><p>　　不同的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)有不同的要求和結(jié)構(gòu)，但都是根據(jù)實(shí)際要求而制定的。</p><p>　　2.微型計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的特點(diǎn)</p><p>　?。?）系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，實(shí)惠，能夠滿足中、小規(guī)模數(shù)據(jù)采集的要

43、求；</p><p>　?。?）微型計(jì)算機(jī)對(duì)環(huán)境要求不是很高，能夠在比較惡劣的環(huán)境下工作；</p><p>　　（3）微型計(jì)算機(jī)的的價(jià)格低廉，可降低數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的投資，即使是較小的系統(tǒng)，也可以采用它。</p><p>　?。?）微型計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)可作為集散型數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的一個(gè)基本組成部分；</p><p>　?。?）微型計(jì)算機(jī)的各種I/O

44、模板及軟件都比較齊全，很容易構(gòu)成系統(tǒng)，便于使用和維修。</p><p>　　1.3.2 集散型數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)</p><p>　　集散型數(shù)據(jù)系統(tǒng)系統(tǒng)是計(jì)算機(jī)山鄉(xiāng)技術(shù)的產(chǎn)物，它由若干個(gè)“數(shù)據(jù)采集站”和一臺(tái)上位機(jī)及通信線路組成。</p><p>　　集散開(kāi)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的主要特點(diǎn)是</p><p>　?。?）系統(tǒng)的適應(yīng)能力強(qiáng)；</p>

45、<p>　?。?）系統(tǒng)的可靠性高；</p><p>　?。?）系統(tǒng)的實(shí)時(shí)響應(yīng)性好；</p><p>　?。?）對(duì)系統(tǒng)硬件的要求不高。</p><p>　　2 多單片機(jī)高速數(shù)據(jù)采集處理系統(tǒng)</p><p>　　隨著微電子的不斷發(fā)展，高速數(shù)據(jù)采集技術(shù)也趨于成熟和完善。在很多領(lǐng)域中，不公需要高速數(shù)據(jù)采集功能，同時(shí)還需要對(duì)采集數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)處

46、理。為此，嵌入式高速數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)越來(lái)越多。而單片機(jī)是最典型最普及的嵌入式系統(tǒng)。由計(jì)算機(jī)開(kāi)發(fā)的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，由于受到CPU的運(yùn)行速度的限制，使其采集整速度不能達(dá)到高速的要求；而單片機(jī)的弱點(diǎn)是去處速度慢，在要求響應(yīng)速度快，實(shí)時(shí)性強(qiáng)，控制量多的應(yīng)用場(chǎng)合，單個(gè)單片機(jī)難以勝任，但綜合考慮性能價(jià)格比和開(kāi)發(fā)難易程度，多單片機(jī)往往是一種合適的選擇。</p><p>　　顧名思義，多單片機(jī)系統(tǒng)就是由多個(gè)單片機(jī)或者由PC機(jī)與多個(gè)單片

47、機(jī)構(gòu)成的控制系統(tǒng)?？梢詷?gòu)成主從分布式控制系統(tǒng)，也可以構(gòu)成對(duì)等的形式。在運(yùn)行速度更快，功能更強(qiáng)大，實(shí)時(shí)性更高，受控制執(zhí)行機(jī)構(gòu)更多，任務(wù)更復(fù)雜，人機(jī)界面更完善，地域跨度更大等應(yīng)用場(chǎng)合，多單片機(jī)系統(tǒng)顯示出無(wú)比的優(yōu)越性。單片機(jī)使用其并行口直接通信由于主機(jī)頻繁應(yīng)答會(huì)在一定程度上影響系統(tǒng)的通信速度，對(duì)于數(shù)據(jù)傳輸量的場(chǎng)合，這種方式較為適用。反之，數(shù)據(jù)傳輸量大、速度要求高的實(shí)時(shí)系統(tǒng)往往采用共享RAM的通信方式?；诠肦AM數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議較為簡(jiǎn)單，數(shù)據(jù)傳

48、輸量大、速度快，缺點(diǎn)是硬件較復(fù)雜，電路的讀寫(xiě)邏輯和應(yīng)答邏輯必須十分明確，否則將會(huì)出錯(cuò)。雙端口RAM作為一種特殊類型的RAM，在一些高速數(shù)據(jù)采集與處理系統(tǒng)中得到廣泛的應(yīng)用。</p><p>　　本設(shè)計(jì)的高速數(shù)據(jù)采集處理系統(tǒng)主要針對(duì)需要對(duì)進(jìn)行褚采集和處理。它采用雙單片機(jī)對(duì)模擬輸入通道進(jìn)行控制，大大提高了采集速度，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在片外共享雙端口RAM內(nèi)，緩解了兩單片機(jī)同時(shí)存取數(shù)據(jù)的沖突。</p><p&g

49、t;　　2.１系統(tǒng)方案的確定</p><p>　　2.1.1 系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)</p><p>　　根據(jù)實(shí)際任務(wù)的要求，本設(shè)計(jì)的系統(tǒng)包括計(jì)算機(jī)系統(tǒng)與模擬輸入通道、人機(jī)對(duì)話通道及計(jì)算機(jī)交互通道。</p><p>　　計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中包括微型計(jì)算機(jī)及其擴(kuò)展的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器。它們對(duì)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的工作進(jìn)行管理和控制，并對(duì)采集到的數(shù)據(jù)作必要的處理。模擬輸入通道是數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)中被測(cè)對(duì)象與

50、微機(jī)之間的聯(lián)系通道。包括以下幾個(gè)部分：</p><p><b>　?。?）傳感器</b></p><p>　　傳感器是指那些對(duì)被測(cè)對(duì)象的某一確定的信息具有感受（或響應(yīng)）與檢出功能，凍僵之按照一定規(guī)律轉(zhuǎn)換成與之的有用輸出信號(hào)的元器件或裝置。</p><p><b>　?。?）模擬多路開(kāi)關(guān)</b></p><

51、;p>　　數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)往往要對(duì)多路模擬量進(jìn)行采集?？梢杂枚嗦烽_(kāi)關(guān)來(lái)輪流切換名路打氣量與A/D轉(zhuǎn)換器，從而實(shí)現(xiàn)分時(shí)轉(zhuǎn)換的目的。</p><p>　?。?） 采樣/保持器</p><p>　　A/D轉(zhuǎn)換器完成一次轉(zhuǎn)換需要一定的時(shí)間，在這段時(shí)間內(nèi)希望A/D轉(zhuǎn)換器輸入端的模擬信號(hào)電壓保持不變，以保證有效高的轉(zhuǎn)換精度，可以采用采樣/保持器來(lái)實(shí)現(xiàn)。采樣/保持器的加入，大大的提高了數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的采

52、樣頻率。</p><p><b>　?。?）A/D轉(zhuǎn)換器</b></p><p>　　因?yàn)橛?jì)算機(jī)只能處理數(shù)字信號(hào)，所以必須把模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)，輸入計(jì)算機(jī)，實(shí)現(xiàn)模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)這一轉(zhuǎn)換功能 的器件是A/D轉(zhuǎn)換器。A/D轉(zhuǎn)換器是采樣通道的核心。</p><p>　　人機(jī)對(duì)話通道包括數(shù)據(jù)的顯示、打印和報(bào)警。</p><

53、p>　　計(jì)算機(jī)相互通道是指單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)相互之間或單片機(jī)和微處理器實(shí)現(xiàn)通信、控制的通道接口。</p><p>　　2.1.2系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖</p><p>　　隨著生機(jī)控制技術(shù)的發(fā)展和廣泛以及控制系統(tǒng)復(fù)雜性和實(shí)時(shí)性要求的不斷提高，使得一個(gè)系統(tǒng)使用一個(gè)單片機(jī)已經(jīng)不能滿足我們的使用要求，而且單片機(jī)的弱點(diǎn)就是運(yùn)算速度較慢。在要求響應(yīng)速度快、實(shí)時(shí)性強(qiáng)、控制量多的應(yīng)用場(chǎng)合，單個(gè)單片機(jī)難以用途，

54、此時(shí)雖然可以選用高速現(xiàn)形處理器DSP等，但綜合考慮性能價(jià)格比和開(kāi)發(fā)的難易程度，多單片機(jī)系統(tǒng)往往是一種最合適的選擇。顧名思義，多單片機(jī)系統(tǒng)就是由兩個(gè)或兩個(gè)以上單片機(jī)或者是由PC機(jī)與多個(gè)單片機(jī)構(gòu)成的更為復(fù)雜的控制系統(tǒng)。多個(gè)單片機(jī)控制系統(tǒng)之間的關(guān)系可能是主從式，也有可能是對(duì)等式。在運(yùn)行速度更快、功能更強(qiáng)大、性更高受控執(zhí)行機(jī)構(gòu)更多、任務(wù)更復(fù)雜、人機(jī)界面更完善、地域跨度更大等就用場(chǎng)合，多單片機(jī)系統(tǒng)顯示出優(yōu)越性。尤其是在工業(yè)應(yīng)用領(lǐng)域中，要完成大量的

55、數(shù)據(jù)采集處理、控制信號(hào)的接收和發(fā)送等諸多功能，對(duì)系統(tǒng)的運(yùn)算速度、接口資源、穩(wěn)定性以及成本方面都有著非常高的要求，所以本系統(tǒng)采用兩個(gè)單片機(jī)是最佳的選擇。</p><p>　　本系統(tǒng)采用兩片AT89S52單片機(jī)分別作為主、從CPU。采用6通道雙向多路模擬開(kāi)關(guān)CD4067B，采樣保持器集成芯片AD582，AD公司的12信逐次更近型快速A/D轉(zhuǎn)換器AD574進(jìn)行實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集；通過(guò)雙口RAM（IDT7232）來(lái)傳輸和存儲(chǔ)數(shù)

56、據(jù)；采用鍵盤、顯示器專用控制芯片8279進(jìn)行數(shù)據(jù)的顯示；通過(guò)GP16微型打印機(jī)打印所需的數(shù)據(jù)內(nèi)容。</p><p>　　根據(jù)數(shù)據(jù)采集處理系統(tǒng)的英武結(jié)構(gòu)，來(lái)確定本次設(shè)計(jì)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖。如圖2.1所示。</p><p>　　圖2-1 雙單片機(jī)數(shù)據(jù)采集處理系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖</p><p>　　Figure 2-1 pair of monolithic integrated

57、circuit data acquisition processing system structure diagram</p><p>　　3系統(tǒng)的模擬輸入通道</p><p><b>　　3.1多路轉(zhuǎn)換器</b></p><p>　　多路轉(zhuǎn)換器（又稱多路開(kāi)關(guān)）是一種重要器件，得用多路開(kāi)關(guān)可將名企輸入信號(hào)依次地或隨機(jī)地到公用放大器或A/D轉(zhuǎn)換

58、器上。多路天關(guān)是用來(lái)切換模擬電壓信號(hào)的關(guān)鍵元件。為了提高過(guò)程參數(shù)的精度，對(duì)多路天關(guān)提出了較高的要求。理想的多路開(kāi)關(guān)其開(kāi)路電阻無(wú)窮大，有接通時(shí)的導(dǎo)通電阻應(yīng)為零。此外，還希望切換速度快，噪聲小，壽命長(zhǎng)，工作可靠。</p><p>　　多路開(kāi)關(guān)有兩大類：一類是機(jī)械觸點(diǎn)式，如干簧繼電器和機(jī)械振子式繼電器，此類目前也很少使用：另一類是電子式開(kāi)關(guān)，如晶體管、場(chǎng)效應(yīng)管以及集成電路開(kāi)關(guān)等。</p><p>

59、;　　集成電路開(kāi)關(guān)是將場(chǎng)效應(yīng)管、地址計(jì)數(shù)器、譯碼器及控制電路選集成制造在一塊芯片上而構(gòu)成的器件。除了具有場(chǎng)效應(yīng)管的特性外，還具有體積小，使用方便等優(yōu)點(diǎn)。</p><p>　　圖3-1 CD4067B引腳圖</p><p>　　Figure 3-1 CD4067B pin charts</p><p>　　CD4067B是16通道雙向多路模擬開(kāi)關(guān)，具有兩種電源輸入端，

60、Vdd和VSS，可以在之間進(jìn)行選擇。所有輸入信號(hào)范圍是。CD4067B的引腳圖如圖3.1所示。圖3.1中IN/OUT為公用輸出/輸入端。A、B、C、D為選擇輸入端，INH為輸入控制端。當(dāng)，即時(shí)，所有通道均斷開(kāi)，禁止模擬量輸入；當(dāng)，即時(shí)，通道接通，通話模擬量輸入。</p><p>　　CD4067B在一個(gè)時(shí)刻空間哪路模擬量傳送到輸出端（即開(kāi)關(guān)接通），安全取決于4位通道選擇編碼DCBA的狀態(tài)。當(dāng)DCBA＝0000時(shí)，

61、IN0接通OUT端；當(dāng)DCBA＝0001時(shí)，IN1接通OUT端；余下的類推就可以知道接通編碼為多少了。</p><p>　　3.1.2采樣/保持器</p><p>　　1. 采樣/保持器的作用</p><p>　　如果模擬量卷入A/D轉(zhuǎn)換器進(jìn)行轉(zhuǎn)換，則慶考慮到任何一種A/D轉(zhuǎn)換器都需要有一定的時(shí)間來(lái)完成量化及的操作。在轉(zhuǎn)換過(guò)程中，如果模擬量產(chǎn)生變化將直接影響轉(zhuǎn)換結(jié)果

62、。特別是在同眇系統(tǒng)中，幾個(gè)關(guān)聯(lián)的參量均需取自同一瞬時(shí)，而各參數(shù)的A/D轉(zhuǎn)換又共享一個(gè)芯片，所得到的幾個(gè)量就不是同時(shí)刻的值，無(wú)法進(jìn)行計(jì)算和比較。所以瓢輸入到A/D轉(zhuǎn)換器的模擬量在整個(gè)轉(zhuǎn)換過(guò)程中操持不變，但轉(zhuǎn)換之后，又要求A/D轉(zhuǎn)換器的輸入信號(hào)能夠模擬量變化，能夠完成上述任務(wù)的器件叫采樣/保持器（Sample/Hold），簡(jiǎn)稱S/H。</p><p>　　S/H有兩種工作方式，一咱是采樣方式，別一種是保持方式。在采樣

63、方式中，采樣/保持器的輸出跟隨模擬量輸入電壓。在保持狀態(tài)時(shí)，采樣/保持器的將保持發(fā)出時(shí)刻的模擬量輸入值，直到保持命令撤銷（即再度接到采樣命令）時(shí)為止。此時(shí)，采樣/保持器的輸出重新跟蹤輸入信號(hào)變化，直到下一個(gè)保持命令到來(lái)為止。</p><p>　　采樣/保持器的主要用途是：</p><p>　?。?）保持采樣信號(hào)不變，以便完成A/D；</p><p>　　（2）同時(shí)采

64、樣幾個(gè)模擬量，以便進(jìn)行數(shù)據(jù)處理和測(cè)量；</p><p>　　（3）減少A/D轉(zhuǎn)換器的輸出毛刺，從而消除輸出電壓的峰值及縮短穩(wěn)定輸出值的建立時(shí)間；</p><p>　　（4）把一個(gè)A/D轉(zhuǎn)換器的輸出分配到幾個(gè)輸出點(diǎn)，以保證輸出的穩(wěn)定性。</p><p>　　2．采樣保持器集成芯片AD582</p><p>　　圖3-2AD582引腳圖</

65、p><p>　　Figure 3-3 AD582 pin charts</p><p>　　AD582是一個(gè)高生能的運(yùn)算放大器、低漏電阻的模擬開(kāi)關(guān)和一個(gè)由結(jié)開(kāi)型聲效應(yīng)管集成的放大器組成。全部電路集成在一個(gè)芯片上，保持電容器是外接的，其管腳功能及結(jié)構(gòu)示意圖好圖3.2所示。開(kāi)關(guān)閉合時(shí)，AD582的作用就像一個(gè)支算放大器，輸出跟隨輸入變化；當(dāng)開(kāi)關(guān)斷開(kāi)時(shí)，由保持電容器保持住開(kāi)關(guān)斷開(kāi)時(shí)的值，此時(shí)的輸出

66、為斷開(kāi)時(shí)刻的輸入值，而不再受輸入電壓變化的影響。</p><p>　　AD582各管腳功能說(shuō)明如下：</p><p>　　+IN、-IN 采樣操持器模擬輸入信號(hào)，接+IN時(shí)。輸出與輸入同相；接-IN時(shí)，輸出與輸入反相。</p><p>　　NULL 調(diào)零，使用時(shí)要接一個(gè)電位器，以調(diào)節(jié)第一級(jí)差動(dòng)運(yùn)算放大器的工作電流。</p><p>　　+

67、VS、-VS 采樣保持器的供電電源，分別的+15V、-15V。</p><p>　　Ch 外接保持電容，用戶自定。接在A2的反相輸入羰6腳和輸出端8腳之間。</p><p>　　OUT 采樣保持器輸出。</p><p>　　Logic IN+，Logic IN- 邏輯控制差動(dòng)輸入端，即采樣/保持器模式控制端。Logic IN+相對(duì)Logic IN-的電壓在-

68、6~0.8V時(shí)，AD582處于采樣模式；而當(dāng)Logic IN+偏置在+2V（+Vs-3</p><p>　　）V之間時(shí)，處于保持模式。</p><p>　　AD582的使用特點(diǎn)是：</p><p>　　（1）采樣時(shí)間比較短。當(dāng)CH=100pF時(shí)，采樣時(shí)間。該時(shí)間與所選用的電容有關(guān)，電容越大，采樣時(shí)間越長(zhǎng)，它影響采樣頻率。</p><p>　　

69、（2）采樣操持電流比可達(dá)。該值是體質(zhì)電容器的充電電流與保持模式時(shí)電容漏電流這間的比值，該值是采樣保持器的質(zhì)量標(biāo)志。</p><p>　?。?）由于元件內(nèi)寄生電容小，而由寄生電容耦合引起的輸出誤差也小。</p><p>　　（4）在采樣和保持模式時(shí)有較高的輸入阻抗，約為。</p><p>　　（5）輸入信號(hào)電平高達(dá)電源電壓，可適用于12位A/D轉(zhuǎn)換電路。</p&

70、gt;<p>　　下圖3.3是增益為1、輸出同相的AD582應(yīng)用電路。</p><p>　　圖3-3AD582 應(yīng)用電路</p><p>　　Figure 3-3 AD582 applies the electric circuit</p><p><b>　　3.2A/D轉(zhuǎn)換器</b></p><p>　

71、　模擬量輸入通道的任務(wù)是將模擬量轉(zhuǎn)換成數(shù)字量。能夠完成定和任務(wù)的器件，稱之為模/數(shù)轉(zhuǎn)換器，簡(jiǎn)稱A/D轉(zhuǎn)換器。在微型計(jì)算機(jī)的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)和控制系統(tǒng)中，大我采用低、中速的大規(guī)模集成A/D轉(zhuǎn)換芯片。對(duì)于低、中速A/D轉(zhuǎn)換器，這類芯片常用的轉(zhuǎn)換方法用計(jì)數(shù)－比較式、雙倒行逆施經(jīng)積分式和逐次逼近式3種。計(jì)數(shù)比較工器件簡(jiǎn)單、價(jià)格便宜，但轉(zhuǎn)換速度慢，較少受用。雙斜率積分式精度高，有時(shí)也采用。由于逐次逼近式A/D轉(zhuǎn)換技術(shù)能很好地速度和精度，幫它在16們以

72、下的A/D轉(zhuǎn)換器件中得到了廣泛的應(yīng)用。本設(shè)計(jì)采用逐次逼近式A/D轉(zhuǎn)換器。</p><p>　　3.2.1 逐次逼近型AD574</p><p>　　AD574是美國(guó)模擬器件公司（Analong Devices）生產(chǎn)的12位逐次逼近型快速A/D轉(zhuǎn)換器。其特點(diǎn)是：①有高精度參考電壓基準(zhǔn)和時(shí)鐘電路；②全8位或16位微處理接口；③250ns總線取數(shù)時(shí)間，能滿足一般微處理器的時(shí)序要求；④高轉(zhuǎn)換速率，

73、12位時(shí)，8位時(shí)， 轉(zhuǎn)換誤差；⑤在溫度范圍內(nèi)滿足線性要求，在惡劣環(huán)境下亦能穩(wěn)定工作。⑥分辨率12位，非線性誤差小于。</p><p>　　1．AD574的結(jié)構(gòu)和原理</p><p>　　AD754內(nèi)部含有三態(tài)輸入緩沖電路，可直接與各種微處理器連接，且無(wú)需附加接口電路，便能與CMOS及TTL電平兼容，內(nèi)部配置的高精度參考電壓源和時(shí)鐘電路，是它不需要任何外部電路和時(shí)鐘信號(hào)，就完成A/D轉(zhuǎn)換功能

74、。</p><p>　　AD574有兩部分組成，一部分是模擬芯片，別一部分為數(shù)字芯片。其中模擬芯片是由高性能的12位D/A轉(zhuǎn)換器AD565和參考電壓組成（AD565也是該公司的產(chǎn)呂，它速度快、單片結(jié)構(gòu)、電流輸出型、建立時(shí)間為200ns）數(shù)字芯片由控制邏輯電路、逐次逼近型存儲(chǔ)器和三態(tài)輸出緩沖器組成?？刂七壿嫴糠钟脕?lái)發(fā)出啟動(dòng)/停止時(shí)鐘信號(hào)及復(fù)位信號(hào)，并控制轉(zhuǎn)換過(guò)程。此部分邏輯控制信號(hào)包括5個(gè)外部信號(hào)，以及內(nèi)部轉(zhuǎn)換結(jié)束

75、信號(hào)。整個(gè)轉(zhuǎn)換過(guò)程結(jié)束后，輸出一個(gè)標(biāo)志狀態(tài)STS（低電平有效）。另外，當(dāng)START信號(hào)出現(xiàn)高電平時(shí)，標(biāo)志狀態(tài)STS開(kāi)始變?yōu)楦唠娖剑˙USY），直到轉(zhuǎn)換過(guò)程結(jié)束，才變?yōu)榈碗娖健?lt;/p><p>　　2．AD574的引腳及功能</p><p>　　AD574的引腳如圖3.4所示。現(xiàn)將部分引腳的功能分述如下：</p><p>　　10VIN 模擬信號(hào)輸入端，信號(hào)范圍為0~

76、10V或-5~+5V。</p><p>　　20VIN 模擬信號(hào)輸入端，信號(hào)范圍為0~20V或-10~+10V。</p><p>　　數(shù)據(jù)輸入端，DB0為最低位LSB，DB11為最高位MSB。</p><p>　　圖3-4 AD574的引腳</p><p>　　Figure 3-4 AD574 pin</p><p>

77、;　　片選信號(hào)，低電平有效。</p><p>　　CS 片使能信號(hào)（片啟動(dòng)），高電平有效。</p><p>　　讀/啟動(dòng)信號(hào)。在CE＝1, ＝0的條件下：＝0，進(jìn)行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換；＝1,進(jìn)行數(shù)據(jù)讀取。</p><p>　　數(shù)據(jù)格式選擇。如果＝1,讀取轉(zhuǎn)換結(jié)果時(shí)，12數(shù)據(jù)同時(shí)有效。＝0,數(shù)據(jù)分兩次輸出：第一次輸出高8位有效，第二次輸出低4位有效，中4位為零。該端中邏輯電平不

78、與TTL電路兼容，置高時(shí)接數(shù)字電源電壓，置低時(shí)接到數(shù)學(xué)部分公共端。AD574與8位微處理器配接時(shí)，只能作為雙字節(jié)傳送，常將接數(shù)字公共端。</p><p>　　A0 內(nèi)部寄存器控制輸入端。該管腳輸入信號(hào)有兩個(gè)功能：①在端接地條件下，當(dāng)A0＝0時(shí)，高8位數(shù)據(jù)（DB11~DB4）有效；當(dāng)A0＝1時(shí)，低4位有效即DB3~DB0為有效數(shù)據(jù)，DB4~DB7中間4位全為零，DB8~DB11高4位為高阻態(tài)。②A0可以控制轉(zhuǎn)換周期

79、長(zhǎng)度：在＝0條件下，當(dāng)A0＝0時(shí)，啟動(dòng)12位轉(zhuǎn)換；當(dāng)A0＝1時(shí)，啟動(dòng)8位轉(zhuǎn)換。</p><p>　　REFOUT 芯片內(nèi)部10V參考電壓輸出端。通過(guò)該引腳除了可為外部參考輸入電阻、雙極性失調(diào)電阻提供電流以外，還為外部負(fù)載提供1.5mA電流。</p><p>　　REFIN 參考電壓輸入端。此端經(jīng)可調(diào)電阻與參考電壓REFOUT相接，可以進(jìn)行芯片滿刻度調(diào)整。</p><p&

80、gt;　　BIPOFF 雙極性補(bǔ)償端。該端通過(guò)可調(diào)電阻與參考電壓源REFOUT或外部電源相接，作為芯片零點(diǎn)調(diào)整使用。</p><p>　　STS A/D轉(zhuǎn)換器的工作狀態(tài)輸出端。A/D轉(zhuǎn)換器的工作狀態(tài)輸出端。A/D轉(zhuǎn)換開(kāi)始STS由低電平變?yōu)楦唠娖剑D(zhuǎn)換結(jié)束，該電平變?yōu)榈碗娖健?lt;/p><p>　　綜上所述，可寫(xiě)出AD574控制信號(hào)組合表，如表3.1所示。</p><p&g

81、t;　　表3-1AD574控制信號(hào)組合表</p><p>　　Table 3.1 AD574 control signal combination table</p><p>　　3.2.2AD574轉(zhuǎn)換器與微型機(jī)接口技術(shù)</p><p>　　1．模擬量輸入信號(hào)的連接</p><p>　　AD574的輸入有單極性輸入和雙極性輸入兩種工作方式，

82、根據(jù)模擬信號(hào)的性質(zhì)加以選定。</p><p>　　2．A/D轉(zhuǎn)換器的啟動(dòng)方式</p><p>　　任何一個(gè)A/D轉(zhuǎn)換器在開(kāi)始轉(zhuǎn)換前，都必須加一個(gè)啟動(dòng)信號(hào)民，才能開(kāi)始工作。一般分脈沖啟動(dòng)和電平啟動(dòng)兩種。AD574屬于脈沖啟動(dòng)轉(zhuǎn)換芯片，用信號(hào)及地址譯碼器輸出經(jīng)過(guò)一定的邏輯電路進(jìn)行控制。</p><p>　　3．轉(zhuǎn)換結(jié)束信號(hào)的處理方法</p><p&g

83、t;　　當(dāng)CPU向A/D轉(zhuǎn)換器發(fā)出一個(gè)啟動(dòng)信號(hào)，A/D轉(zhuǎn)換器便開(kāi)始轉(zhuǎn)換，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間以后，A/D轉(zhuǎn)換才能結(jié)束。當(dāng)轉(zhuǎn)換結(jié)束時(shí)，A/D轉(zhuǎn)換器芯片內(nèi)部的轉(zhuǎn)換結(jié)果觸發(fā)器，同時(shí)輸出一個(gè)轉(zhuǎn)換結(jié)束標(biāo)志信號(hào)，通知微型機(jī)A/D轉(zhuǎn)換已經(jīng)完成，可以進(jìn)行讀數(shù)。</p><p>　　微型機(jī)檢查判斷A/D轉(zhuǎn)換結(jié)束的方法有以下三種：中斷方式、查詢方式和軟件延時(shí)方式。</p><p><b>　　4．參考電平連

84、接</b></p><p>　　在A/D轉(zhuǎn)換器中，參考電平的作用是供給其內(nèi)部D/A轉(zhuǎn)換器的標(biāo)準(zhǔn)電源，它直接關(guān)系到A/D的精度。AD574內(nèi)部設(shè)置有精密參考電源不必處加電源。</p><p><b>　　5．時(shí)鐘連接</b></p><p>　　A/D轉(zhuǎn)換器的另一個(gè)重要控制信號(hào)是時(shí)鐘，其頻率是芯片轉(zhuǎn)換速度的基準(zhǔn)。A/D轉(zhuǎn)換時(shí)鐘的提供方

85、法有兩種，一種是由芯片內(nèi)部提供，一種是由外部時(shí)鐘提供。AD574內(nèi)部設(shè)有里氏振蕩器，一般不需任何附加電路。</p><p><b>　　6．接地問(wèn)題</b></p><p>　　在有A/D轉(zhuǎn)換器級(jí)成的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)中，有接地點(diǎn)，這些接地噗通常被看作是邏輯電路的返回端（數(shù)字地）、模擬公共端（模擬地）。在連接時(shí)，必須將模擬電源、數(shù)字電源分別霎地，模擬地和數(shù)字地也要分別連接。

86、</p><p>　　AD574與微型機(jī)接口電路如圖3-5所示。</p><p>　　圖3-5AD574與微型機(jī)接口電路</p><p>　　Figure 3-5 AD574and miniature machine connection electric circuit4 計(jì)算機(jī)系統(tǒng)及擴(kuò)展</p><p>　　微型機(jī)在數(shù)據(jù)采集和處理時(shí)，主要

87、是對(duì)大量的過(guò)程參數(shù)進(jìn)行巡回檢測(cè)、數(shù)據(jù)記錄、數(shù)據(jù)計(jì)算機(jī)、數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)和整理及對(duì)大量數(shù)據(jù)進(jìn)行積累和實(shí)時(shí)分析。這種方式，微型機(jī)不直接參與過(guò)程控制，對(duì)生產(chǎn)過(guò)程不會(huì)直接產(chǎn)生影響。</p><p>　　這種應(yīng)用方式中，微型機(jī)雖不直接參與生產(chǎn)過(guò)程的控制，但其作用還是很明顯的。首先由于微型機(jī)具有速度快等特點(diǎn)，故在過(guò)程參數(shù)的測(cè)量和記錄中可替代大量的常規(guī)顯示和記錄儀表，對(duì)整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程進(jìn)行集中監(jiān)控。同時(shí)由于微處理器具有運(yùn)算、邏輯判斷能力，

88、可以對(duì)大量的輸入數(shù)據(jù)進(jìn)行必要的集中、加工和處理，并且能以有利于指導(dǎo)生產(chǎn)過(guò)程控制的方式表示出來(lái)，故對(duì)指導(dǎo)生產(chǎn)過(guò)程控制有一定作用。</p><p>　　下面介紹一下本設(shè)計(jì)系統(tǒng)的主要控制器件AT89S52及數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器的擴(kuò)展。</p><p>　　4.1微型控制器AT89S52</p><p>　　AT89S52是一種低功耗、高性能的COMS 8位微型計(jì)算機(jī)。它帶有8K的F

89、lash可編程和擦除的只讀存儲(chǔ)器（PEROM）。該器件STMEL的高密度非易失性存儲(chǔ)器技術(shù)制造，與工業(yè)上標(biāo)準(zhǔn)的80C51和80C52的指令系統(tǒng)及引腳兼容。如圖4-1為AT89S52引腳圖。</p><p>　　圖4-1 AT89S52引腳圖</p><p>　　Figure 4-1 AT89S52 pin chart</p><p>　　4.1.1 主要性能<

90、/p><p>　?、?與MCS-51單片機(jī)產(chǎn)品兼容。</p><p>　?、?8K字節(jié)在系統(tǒng)可編程Flash存儲(chǔ)器。</p><p>　?、?1000次擦寫(xiě)周期。</p><p>　?、?全靜態(tài)操作：0Hz～33Hz。</p><p>　?、?三級(jí)加密程序存儲(chǔ)器。</p><p>　　⑹ 32個(gè)可編

91、程I/O口線。</p><p>　?、?三個(gè)16位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器。</p><p><b>　?、?六個(gè)中斷源。</b></p><p>　　⑼ 全雙工UART串行通道。</p><p>　　⑽ 低功耗空閑和掉電模式。</p><p>　?、?掉電后中斷可喚醒。</p><p&

92、gt;<b>　?、?看門狗定時(shí)器。</b></p><p><b>　?、?雙數(shù)據(jù)指針。</b></p><p><b>　?、?掉電標(biāo)識(shí)符。</b></p><p>　　4.1.2 功能特性</p><p>　　AT89S52是一種低功耗、高性能CMOS8位微控制器，具有8

93、K在系統(tǒng)可編程Flash存儲(chǔ)器。使用Atmel公司高密度非易失性存儲(chǔ)器技術(shù)制造，與工業(yè)80C51產(chǎn)品指令和引腳完全兼容。片上Flash允許程序存儲(chǔ)器在系統(tǒng)可編程，亦適于常規(guī)編程器。在單芯片上，擁有靈巧的8 位CPU和在系統(tǒng)可編程Flash，使得AT89S52為眾多嵌入式控制應(yīng)用系統(tǒng)提供高靈活、超有效的解決方案。</p><p>　　AT89S52具有以下標(biāo)準(zhǔn)功能：8k字節(jié)Flash，256字節(jié)RAM，32位I/O

94、口線，看門狗定時(shí)器，2個(gè)數(shù)據(jù)指針，三個(gè)16位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器，一個(gè)6向量2級(jí)中斷結(jié)構(gòu)，全雙工串行口，片內(nèi)晶振及時(shí)鐘電路。另外，AT89S52可降至0Hz靜態(tài)邏輯操作，支持2種軟件可選擇節(jié)電模式?？臻e模式下，CPU停止工作，允許RAM、定時(shí)器/計(jì)數(shù)器、串口、中斷繼續(xù)工作。掉電保護(hù)方式下，RAM內(nèi)容被保存，振蕩器被凍結(jié)，單片機(jī)一切工作停止，直到下一個(gè)中斷或硬件復(fù)位為止。</p><p>　　4.1.3 引腳功能<

95、/p><p><b>　　VCC: 電源</b></p><p><b>　　GND: 接地</b></p><p>　　P0口：P0口是一個(gè)8位漏極開(kāi)路的雙向I/O口。作為輸出口，每位能驅(qū)動(dòng)8個(gè)TTL邏輯電平。對(duì)P0端口寫(xiě)“1”時(shí)，引腳用作高阻抗輸入。當(dāng)訪問(wèn)外部程序和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，P0也被作為低8位地址/數(shù)據(jù)復(fù)用。在這種模式

96、下，P0具有內(nèi)部上拉電阻。在flash編程時(shí)，P0口也用來(lái)接收指令字節(jié)；在程序校驗(yàn)時(shí)，輸出指令字節(jié)。程序校驗(yàn)時(shí)，需要外部上拉電阻。</p><p>　　P1口：P1口是一個(gè)具有內(nèi)部上拉電阻的8 位雙向I/O 口，p1輸出緩沖器能驅(qū)動(dòng)4個(gè)TTL邏輯電平。對(duì)P1 端口寫(xiě)“1”時(shí)，內(nèi)部上拉電阻把端口拉高，此時(shí)可以作為輸入口使用。作為輸入使用時(shí)，被外部拉低的引腳由于內(nèi)部電阻的原因，將輸出電流（IIL）。此外，P1.0和P

97、1.2分別作定時(shí)器/計(jì)數(shù)器2的外部計(jì)數(shù)輸入（P1.0/T2）和定時(shí)器/計(jì)數(shù)器2的觸發(fā)輸入（P1.1/T2EX），具體如表4-1所示。在flash編程和校驗(yàn)時(shí)，P1口接收低8位地址字節(jié)。</p><p>　　表4-1引腳第二功能</p><p>　　Table 4-1 PinSecond function</p><p>　　P2口：P2口是一個(gè)具有內(nèi)部上拉電阻的8位

98、雙向I/O口，P2輸出緩沖器能驅(qū)動(dòng)4個(gè)TTL邏輯電平。對(duì)P2端口寫(xiě)“1”時(shí)，內(nèi)部上拉電阻把端口拉高，此時(shí)可以作為輸入口使用，作為輸入使用時(shí)，被外部拉低的引腳由于內(nèi)部電阻的原因，將輸出電流（IIL）。在訪問(wèn)外部程序存儲(chǔ)器或用16位地址讀取外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器（例如執(zhí)行MOVX @DPTR）時(shí)，P2口送出高八位地址。在這種應(yīng)用中，P2口使用很強(qiáng)的內(nèi)部上拉發(fā)送1。在使用8位地址（如MOVX @RI）訪問(wèn)外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，P2口輸出P2鎖存器的內(nèi)容。

99、在flash編程和校驗(yàn)時(shí)，P2口也接收高8位地址字節(jié)和一些控制信號(hào)。</p><p>　　P3口：P3口是一個(gè)具有內(nèi)部上拉電阻的8位雙向I/O 口，P3輸出緩沖器能驅(qū)動(dòng)4個(gè)TTL 邏輯電平。對(duì)P3端口寫(xiě)“1”時(shí)，內(nèi)部上拉電阻把端口拉高，此時(shí)可以作為輸入口使用，作為輸入使用時(shí)，被外部拉低的引腳由于內(nèi)部電阻的原因，將輸出電流（IIL）。P3口亦作為AT89S52特殊功能（第二功能）使用，如表4-2所示。在flash編

100、程和校驗(yàn)時(shí)，P3口也接收一些控制信號(hào)。</p><p>　　表4-2 AT89S52特殊功能</p><p>　　Table 4-2 AT89S52 special function</p><p>　　RST:復(fù)位輸入。晶振工作時(shí)，RST腳持續(xù)2個(gè)機(jī)器周期高電平將使單片機(jī)復(fù)位?？撮T狗計(jì)時(shí)完成后，RST腳輸出96個(gè)晶振周期的高電平。特殊寄存器AUXR(地址8EH)上

101、的DISRTO位可以使此功能無(wú)效。DISRTO默認(rèn)狀態(tài)下，復(fù)位高電平有效。</p><p>　　:地址鎖存控制信號(hào)（ALE）是訪問(wèn)外部程序存儲(chǔ)器時(shí)，鎖存低8位地址的輸出脈沖。在flash編程時(shí)，此引腳（）也用作編程輸入脈沖。在一般情況下，ALE以晶振六分之一的固定頻率輸出脈沖，可用來(lái)作為外部定時(shí)器或時(shí)鐘使用。然而，特別強(qiáng)調(diào)，在每次訪問(wèn)外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，ALE脈沖將會(huì)跳過(guò)。如果需要，通過(guò)將地址為8EH的SFR的第0

102、位置“1”,ALE操作將無(wú)效。這一位置“1”，ALE僅在執(zhí)行MOVX 或MOVC指令時(shí)有效。否則,ALE 將被微弱拉高。這個(gè)ALE使能標(biāo)志位（地址為8EH的SFR的第0位）的設(shè)置對(duì)微控制器處于外部執(zhí)行模式下無(wú)效。</p><p>　　:外部程序存儲(chǔ)器選通信號(hào),當(dāng)AT89S52從外部程序存儲(chǔ)器執(zhí)行外部代碼時(shí)，在每個(gè)機(jī)器周期被激活兩次，而在訪問(wèn)外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，將不被激活。</p><p>　

103、　:訪問(wèn)外部程序存儲(chǔ)器控制信號(hào)。為使能從0000H 到FFFFH的外部程序存儲(chǔ)器讀取指令，必須接GND。為了執(zhí)行內(nèi)部程序指令，應(yīng)該接VCC。在flash編程期間，也接收12伏VPP電壓。</p><p>　　XTAL1:振蕩器反相放大器和內(nèi)部時(shí)鐘發(fā)生電路的輸入端。</p><p>　　XTAL2:振蕩器反相放大器的輸出端。</p><p>　　4.1.4 復(fù)位電路設(shè)

104、計(jì)</p><p>　　復(fù)位是單片機(jī)的初始化操作，其主要功能是把PC初始化為0000H，使單片機(jī)從0000H單元開(kāi)始執(zhí)行程序。除了進(jìn)入系統(tǒng)的正常初始化之外，當(dāng)由于程序運(yùn)行出錯(cuò)或操作錯(cuò)誤使系統(tǒng)處于死鎖狀態(tài)時(shí)，為了擺脫困境，也需要通過(guò)復(fù)位操作，重新啟動(dòng)。如圖3-2所示為上電復(fù)位電路。</p><p>　　圖4-2 上電復(fù)位電路</p><p>　　Figure 4-2

105、on electricity replacement electric circuit</p><p>　　如圖4-2中所示，和RST端接一容量為左右的電解電容，利用RST內(nèi)部復(fù)位下拉電阻便構(gòu)成了復(fù)位電路。接通電源的瞬間，電容C上的電壓很小，復(fù)位下拉電阻上的電壓接近電源電壓，即RST為高電平，在電容充電過(guò)程中，RST端電位逐漸下降，當(dāng)RST端電位小于某一數(shù)值后，CPU脫離復(fù)位狀態(tài)。只要電容C容量足夠大，即可保證R

106、ST高電平有效時(shí)間大于24個(gè)振蕩周期，CPU就可能復(fù)位。圖中為了保證復(fù)位電路可靠的工作，常將RC電路產(chǎn)生的復(fù)位信號(hào)再經(jīng)過(guò)施密特觸發(fā)電路整形，然后接入單片機(jī)的復(fù)位端和外圍電路的復(fù)位端。</p><p>　　4.2 雙口RAMIDT7132</p><p>　　4.2.1 IDT7132的各腳分布</p><p>　　圖4-3 IDT7132引腳圖</p>

107、<p>　　Figure 4-3 IDT7132 pin chart</p><p>　　雙口RAM IDT7132的引腳圖如圖4-3所示。各引腳定義如下：</p><p><b>　　：地址總線；</b></p><p><b>　?。簲?shù)據(jù)總線；</b></p><p>　?。盒酒x

108、信號(hào)，該為高電平時(shí)，芯片牌隔離狀態(tài)，低電平選中，可以進(jìn)行讀寫(xiě)操作；</p><p>　　RW1、R/Wr：讀寫(xiě)存儲(chǔ)口碑誤，高表示存儲(chǔ)器，低表示寫(xiě)存儲(chǔ)器；</p><p>　?。好π盘?hào)，該端為高電平時(shí)，對(duì)芯片進(jìn)行讀寫(xiě)損傷；該端為低電平時(shí)，芯片處于忙狀態(tài)，讀寫(xiě)操作無(wú)效；</p><p>　　：存儲(chǔ)器輸出使能信號(hào)，低電平有效，將輸出緩沖器打開(kāi)，允許讀出存儲(chǔ)單元的內(nèi)容。&l

109、t;/p><p>　　圖4-4 IDT7132的功能結(jié)構(gòu)圖</p><p>　　Figure 4-4 IDT7132 function structure drawings</p><p>　　從IDT7132引腳可能看出，對(duì)兩個(gè)CPU之間基于IDT7132的點(diǎn)對(duì)點(diǎn)通信，它們?cè)试S直接互連而不需要額外的邏輯應(yīng)答；對(duì)多個(gè)CPU之間的通信，則需要有一些控制邏輯。如圖4-4為I

110、DT7132的結(jié)構(gòu)圖。</p><p>　　4.2.2 IDT7132芯片的特點(diǎn)</p><p>　　IDT7132是高速位雙端口靜態(tài)RAM，單一+5V供電。IDT7132可能來(lái)作為獨(dú)立的8位雙端口RAM，也可以作為主雙口RAM與從雙口RAM IDT7132一起應(yīng)用與16位或更多位的系統(tǒng)中。</p><p>　　IDT7132具有兩個(gè)獨(dú)立端口，各自均有一套相應(yīng)的數(shù)據(jù)

111、總線、地址總線和控制總線，允許兩個(gè)端口獨(dú)立、異步地對(duì)存儲(chǔ)器中的任何存儲(chǔ)單元進(jìn)行存取操作。主從機(jī)在對(duì)雙口RAM操作時(shí)，是對(duì)各自用控制的一邊端口進(jìn)行的。當(dāng)兩個(gè)端口同時(shí)對(duì)存儲(chǔ)器中的同一單元進(jìn)行操作時(shí)會(huì)產(chǎn)生單競(jìng)爭(zhēng)，可由其內(nèi)部仲裁邏輯優(yōu)先權(quán)。</p><p>　　IDT7132采用IDT公司CEMOS工藝制作。工作過(guò)程中芯片的功耗僅為325mW。最快訪問(wèn)時(shí)間20ns。具有低功耗下由后由后備電源保存數(shù)據(jù)的功能，這時(shí)每一端口的