單片機控制的多參數(shù)實時采集與處理系統(tǒng)設計
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ADC0809內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖2所示。啟動ADC0809進行A／D轉(zhuǎn)換，首先輸入3位地址信號，并使ALE為高電平，將地址存入地址鎖存器中，經(jīng)譯碼器譯碼選通8路模擬輸入之一到比較器；START上升沿將逐次逼近寄存器復位，下降沿啟動A／D轉(zhuǎn)換，EOC輸出信號變低，指示轉(zhuǎn)換正在進行。直到EOC變?yōu)楦唠娖?，表示A／D轉(zhuǎn)換結(jié)束，轉(zhuǎn)換結(jié)果存入鎖存器。當OE輸入高電平時，輸出三態(tài)門打開，轉(zhuǎn)換結(jié)果的數(shù)字量輸出到數(shù)據(jù)總線上。
1．2 鍵盤及顯示模塊
參數(shù)采集與處理系統(tǒng)的人機交互采用2×8矩陣鍵盤和靜態(tài)數(shù)碼管顯示，如圖3所示。設計上為節(jié)省單片機I／O口線，人機交互采用兩條線控制，利用模擬開關(guān)CD4052切換，控制鍵盤和數(shù)碼管的數(shù)據(jù)信號。本文引用地址：http://m.butianyuan.cn/article/173381.htm
1．3 串行通信模塊
由于單片機和PC機使用不同的邏輯電平，在設計串行接口電路時，必須考慮電平的匹配、驅(qū)動能力的匹配、元器件的選擇以及其它電氣特性。PC機通常有兩個標準的RS232串行口，為了提高抗干擾能力，這種接口采用EIA電平邏輯，如表1所示。
為實現(xiàn)單片機與PC機電平兼容，單片機與PC機通訊時，必須經(jīng)過電平轉(zhuǎn)換。通常使用MCl488租MCl489芯片實現(xiàn)電平轉(zhuǎn)換，但這兩種轉(zhuǎn)換芯片組成電路結(jié)構(gòu)復雜，電源需±12V電源供電，工作不穩(wěn)定，易燒壞芯片。本設計使用MAX232集成電路芯片，僅用+5V供電，其內(nèi)部有兩組電壓轉(zhuǎn)換電路，外圍電路配上4個升壓電容，實現(xiàn)在EIA電平和TTL電平之間互相轉(zhuǎn)換，具有電路結(jié)構(gòu)簡單、元器件數(shù)量少、電源單一、功耗低等特點，MAX232芯片組成的串行接口電路如圖4所示。
AT89C52單片機內(nèi)有一個可編程、全雙工的串行口，串行收發(fā)的數(shù)據(jù)在通訊時，通過特殊功能寄存器SFR的串行數(shù)據(jù)緩沖器SUBF實現(xiàn)數(shù)據(jù)交換，故可做多機通訊，特別適合于終端和系統(tǒng)主機間的通訊。
1．4 單片機與A／D接口模塊
單片機采用ATMEL公司生產(chǎn)的AT89C52單片機。它采用先進工藝制造，具有高性能的MCS51內(nèi)核設計，帶有非易失性Flash程序存儲器，是一種高性能、低功耗的8位CMOS微處理芯片，市場應用廣泛，在實現(xiàn)信號采集、數(shù)據(jù)處理、串行傳輸、實時控制等有較大優(yōu)勢。
本設計采用查詢法采集數(shù)據(jù)，合理分配單片機的資源，大部分時間單片機用來運行控制程序，只有在采集時間到來時單片機才用來執(zhí)行采集程序。圖5所示為ADC0809與單片機的接口電路，需要采集數(shù)據(jù)時，單片機首先輸出地址信號，指定采集的通道，接著使ALE和START為高電平，啟動A／D轉(zhuǎn)換，然后單片機處理其它事務，稍后查詢EOC是否為高電平，若為高電平，轉(zhuǎn)換結(jié)束，需要讀取轉(zhuǎn)換結(jié)果時，發(fā)送讀取命令使OE為高電平讀取轉(zhuǎn)換結(jié)果，存入指定單元，供數(shù)碼管顯示和上傳給PC機。
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