單片機(jī)課程設(shè)計基于MCS51的8路模擬數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)

1、 基于mcs51的8路模擬數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)一、 項目要求1、該系統(tǒng)能夠采集8路0 -5v的模擬信號，要采集哪路數(shù)據(jù)，受操作者控制；2、該系統(tǒng)可以保存采集到的數(shù)據(jù)，并且可以顯示該路數(shù)據(jù)；3、該系統(tǒng)能夠提供多種工作方式；即：連續(xù)工作方式和隨機(jī)工作方式；二、項目分析1、要采集8路模擬信號，需要將模擬信號轉(zhuǎn)化成數(shù)字信號，因此，設(shè)計需要a/d轉(zhuǎn)換器，在此，我選用adc0809；2、由于mcs51單片機(jī)芯片的數(shù)據(jù)存儲器很小，要保存采集到的數(shù)據(jù)就需要進(jìn)行數(shù)據(jù)存儲器的擴(kuò)展，在此，我選用6264芯片；3、該系統(tǒng)包含多部分的程序設(shè)計，如：鍵盤輸入部分，數(shù)碼顯示部分，保存部分，采集部分等。因此，也需要對程序存儲器進(jìn)行擴(kuò)

2、展，在此，我選用27128芯片；4、該系統(tǒng)要對8路數(shù)據(jù)的采集進(jìn)行控制及多種工作方式的選擇，因此需要設(shè)計鍵盤。設(shè)計鍵盤要占用i/o,因此就要對i/o口進(jìn)行擴(kuò)展，在此，我選用8255a芯片；5、該系統(tǒng)要顯示所采集的數(shù)據(jù)，需要設(shè)計數(shù)碼顯示電路；三、原理框圖（2位）電源ram擴(kuò)展i/o擴(kuò)展80c32ad轉(zhuǎn)換數(shù)碼顯示rom擴(kuò)展 四、主要芯片簡介1、adc0809概述1主要特性1）8路輸入通道，8位a/d轉(zhuǎn)換器，即分辨率為8位。 2）具有轉(zhuǎn)換起?？刂贫恕?2外部特性（引腳功能）adc0809芯片有28條引腳，采用雙列直插式封裝，如圖1323所示。下面說明各引腳功能。 in0in7：8路模擬量輸入端。 2-

3、12-8：8位數(shù)字量輸出端。 adda、addb、addc：3位地址輸入線，用于選通8路模擬輸入中的一路 ale：地址鎖存允許信號，輸入，高電平有效。 start： a/d轉(zhuǎn)換啟動脈沖輸入端，輸入一個正脈沖（至少100ns寬）使其啟動（脈沖上升沿使0809復(fù)位，下降沿啟動a/d轉(zhuǎn)換）。 eoc： a/d轉(zhuǎn)換結(jié)束信號，輸出，當(dāng)a/d轉(zhuǎn)換結(jié)束時，此端輸出一個高電平（轉(zhuǎn)換期間一直為低電平）。 oe：數(shù)據(jù)輸出允許信號，輸入，高電平有效。當(dāng)a/d轉(zhuǎn)換結(jié)束時，此端輸入一個高電平，才能打開輸出三態(tài)門，輸出數(shù)字量。 clk：時鐘脈沖輸入端。要求時鐘頻率不高于640khz。 ref（+）、ref（-）：基準(zhǔn)電壓

4、。 vcc：電源，單一+5v。 gnd：地。2、6264概述1外部特性（引腳功能）6264的容量為8kb，是28引腳雙列直插式芯片，采用cmos工藝制造a12a0：地址線，可尋址8kb的存儲空間。 d7d0：數(shù)據(jù)線，雙向，三態(tài)。 oe：讀出允許信號，輸入，低電平有效。 we：寫允許信號，輸入，低電平有效。 cs1：片選信號1，輸入，在讀/寫方式時為低電平。 cs2：片選信號2，輸入，在讀/寫方式時為高電平。 vcc：+5v工作電壓。 gnd：信號地。 2、 6264的操作方式intel 6264的操作方式由, cs1 , cs2的共同作用決定 寫入：當(dāng)和為低電平，且和cs2為高電平時，數(shù)據(jù)輸入

5、緩沖器打開，數(shù)據(jù)由數(shù)據(jù)線d7d0寫入被選中存儲單元。 讀出：當(dāng)和為低電平，且和cs2為高電平時，數(shù)據(jù)輸出緩沖器選通，被選中單元的數(shù)據(jù)送到數(shù)據(jù)線d7d0上。 保持：當(dāng)為高電平，cs2為任意時，芯片未被選中，處于保持狀態(tài)，數(shù)據(jù)線處于高阻狀態(tài)。3、27128概述1主要特性是一種程序存儲器rom，存儲容量為16kba13a0： 為14條地址信號輸入線，說明芯片容量為2的14次方，即16kbd7d0： 數(shù)據(jù)線，表示芯片的每個存儲單元存放一個字節(jié)（8位二進(jìn)制數(shù)），對芯片讀數(shù)時，作為輸出線，對芯片編程時，作為輸入線。ce：為輸入信號，低電平有效。（有稱作片選信號）oe：為輸出允許信號，低電平有效pgm：為編

6、程脈沖輸入端，當(dāng)對芯片編程時，由此端加入編程脈沖信號；讀取數(shù)據(jù)時pmg的值為1vcc和vpp都是接電源的，正常工作時是+5v4、8255a概述8255a，具有24條輸入/輸出引腳、可編程的通用并行輸入/輸出接口電路8255a在使用前要寫入一個方式控制字，選擇a、b、c三個端口各自的工作方式，共有三種; 方式0 ：基本的輸入輸出方式，即無須聯(lián)絡(luò)就可以直接進(jìn)行的 i/o方式。其中a、b、c口的高四位或低四位可分別設(shè)置成輸入或輸出。 方式1 ：選通i/o,此時接口和外圍設(shè)備需聯(lián)絡(luò)信號進(jìn)行協(xié)調(diào)，只有a口和b口可以工作在方式1，此時c口的某些線被規(guī)定為a口或b口與外圍設(shè)備的聯(lián)絡(luò)信號，余下的線只有基本的i

7、/o功能，即只工作在方式0. 方式2： 雙向i/o方式，只有a口可以工作在這種方式，該i/o線即可輸入又可輸出，此時c口有5條線被規(guī)定為a口和外圍設(shè)備的雙向聯(lián)絡(luò)線，c口剩下的三條線可作為b口方式1的聯(lián)絡(luò)線，也可以和b口一起方式0的i/o線。 8255a是一個并行輸入、輸出器件，具有24個可編程設(shè)置的i/o口，包括3組8位的i/o為pa口、pb口、pc口，又可分為2組12位的i/o口：a組包括a口及c口高4位，b組包括b口及c組的低4位。6、74ls373概述74ls373為三態(tài)輸出的八d透明鎖存器，373 的輸出端 o0o7 可直接與總線相連。 當(dāng)三態(tài)允許控制端 oe 為低電平時，o0o7 為

8、正常邏輯狀態(tài)，可用來驅(qū)動負(fù)載或總線。當(dāng) oe 為高電平時，o0o7 呈高阻態(tài)，即不驅(qū)動總線，也不為總線的負(fù)載，但鎖存器內(nèi)部的邏輯操作不受影響。 當(dāng)鎖存允許端 le 為高電平時，o 隨數(shù)據(jù) d 而變。當(dāng) le 為低電平時，o 被鎖存在已建立的數(shù)據(jù)電平。當(dāng) le 端施密特觸發(fā)器的輸入滯后作用，使交流和直流噪聲抗擾度被改善 400mv。 引出端符號： d0d7： 數(shù)據(jù)輸入端 oe： 三態(tài)允許控制端（低電平有效） le： 鎖存允許端 o0o7： 輸出端五、硬件設(shè)計方案1、rom擴(kuò)展2、ram擴(kuò)展3、i/o擴(kuò)展4、數(shù)據(jù)采集5、鍵盤電路6、數(shù)碼顯示7、系統(tǒng)總電路六、地址分析1、片外roma15 a14 a

9、13 a12 a11 a10 a9 a8 a7 a6 a5 a4 a3 a2 a1 a0 起始地址： 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0最大地址： 0 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1片外rom的地址范圍：0000h3fffh2、片外rama15 a14 a13 a12 a11 a10 a9 a8 a7 a6 a5 a4 a3 a2 a1 a0 起始地址： 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0最大地址： 0 1 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1片外ram的地址范圍：4000h5fffh3、擴(kuò)展

10、i/oa15 a14 a13 a12 a11 a10 a9 a8 a7 a6 a5 a4 a3 a2 a1 a0 起始地址： 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 最大地址： 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1a口：8000h b口：8001h c口：8002h 狀態(tài)寄存器：8003h七、軟件設(shè)計1、 鍵盤掃描程序org 0100hkeypro: acall kexam jz keypro acall d10ms acall kexam jz keypro key1： mov r2，#0feh mov r3，#00h mov r4，#00h

11、key2： mov dptr , #8000h mov a, r2 movx dptr ,a mov dptr, #8001h movx a, dptr cpl a anl a, #0ffh jnz key3 mov a, r4 add a, 04h mov r4,a mov a,r2 mov r2,ajb acc.4, key2ajmp keyprokey3: cpl akey4: inc r3 rrc ajc key4key5: acall d10ms acall kexam jnz key5 mov a, r4 add a, r3 mov buff, a ajmp keyadrd10ms

12、: mov r5, #14hdl: mov r6, #10ffhdl0: djnz r6, dl0 djnz r5, dl retbuff equ 30hkexam: mov dptr, 8000h mov a, #00h mov dptr, a mov dptr, # 8001h mov a, dptr cpl a anl a, #0ffh ret org 0500hkeyadr: mov a, buff cjne a, #07h, kyadr1 ajmp digprokyadr1: jc digprokeytbl: mov dptr,#jmptbl clr c subb a,#08h rl

13、 a jmp a+dptrbuff equ 30hjmptbl: ajmp sui ajmp lian ajmp bg-in ajmp e-nd sjmp startdigpro: mov a, buff inc a mov p0, a sjmp start sui: setb cmov p1.0, c jb p1.2, suisui0: jb p1.2,e-nd sjmp a000lian: setb cmov p1.0, cjb p1.2, nextacall startsjmp liannext: clr c mov p1.0, c acall start mov r7, #0ffhlo

14、op1: nop nop djnz r7, loop1 jb p1.1, e-nd sjmp lianbg-in: setb c, mov p1.1,ce-nd: clr c mov p1.1, csjmp $2、 數(shù)據(jù)采集程序org 1000hstart: mov r0, #00h mov p2,#40h mov r3,#00h mov r4,#00h mov r6,#08hagain0: mov dptr, #2000hagain: movx dptr, aloop2: jb p1.2, loop2loop3: jnb p1.2, loop3 movx a, dptr movx r0,a

15、push dph push dhl mov dph, p2 mov dpl,r0 acall disply pop dpl pop dph inc dptr inc p2 djnz r6,again djnz r3,done retdone: inc r4 mov p2, #0a0h mov a,r4 mov r0, a mov r6,#08h ajmp again0 ret3、 數(shù)碼顯示程序org 1500hdisply: movx a, dptr anl a, #0fh swap a mov b, a inc dptr mov a, dptr anl a, #0fh add a, b mo

16、vx 8002h, a ret八、設(shè)計總結(jié)雖然我做的系統(tǒng)是很小個，但圓滿的完成整個系統(tǒng)也花了不少時間，最主要是是前期的準(zhǔn)備階段，剛接到課程設(shè)計題目時，我并沒有馬上就動手做設(shè)計，一開始我就復(fù)習(xí)新編單片機(jī)原理教材的單片機(jī)mcs51的ram、rom及i/o的擴(kuò)展，接著就看剛發(fā)的微型計算機(jī)控制技術(shù)，學(xué)習(xí)里面的鍵盤設(shè)計，數(shù)碼顯示設(shè)計，及采集的部分設(shè)計，了解了該系統(tǒng)的設(shè)計原理和思想，在大腦中有了初步的設(shè)計構(gòu)思，我想把系統(tǒng)設(shè)計好，于是就通過查資料、寫程序?qū)W習(xí)了很多知識。在設(shè)計系統(tǒng)硬件連接圖的時候，也讓我學(xué)會了proteus軟件的使用。通過這次設(shè)計讓我體會到學(xué)習(xí)其實也是一種享受的過程，當(dāng)投入到知識海洋的時候，有一種思維的邏輯遞歸的過程，我總是用聯(lián)想的辦法把剛要接觸的知識，用已學(xué)過知識框架去學(xué)習(xí)，把剛學(xué)的知識跟學(xué)過的知識搭成一座橋梁，形成一個框架，而且我喜歡各科的知識點聯(lián)系起來。通過這次設(shè)計我也領(lǐng)悟到了書本知識和具體操作實踐是完全不同的，書本知識知識基礎(chǔ)，合理應(yīng)用才是目的?，F(xiàn)在很多人都在倡導(dǎo)實踐，而我覺得理論知識還是占主導(dǎo)地位，只是老師教給我們的東西我們不懂得學(xué)以致用而已，如果能把每個老師教的知識串通起來，加上你愿意花功夫?qū)W，相信沒有什么可以難倒你的，通過做了這個系統(tǒng)之后我讓我感觸最深的是一定要細(xì)