8路数据采集及报警控制系统

目录1.总体设计：1.1 设计思路1.2 课题目的1.3 器件选择2.硬件电路设计：2.1 数据输入模块2.2 模数转换模块2.3 主控电路-单片机2.4 显示模块3.系统程序设计：3.1 程序流程框图3.2 主程序4.总结5.附录1.总体设计：1.1 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，74LS164,数码管，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换。

22脚为地址锁存控制，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脚为A/D转换结束标志，当A/D转换结束时，7脚输出高电平。

9脚为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。

通过对单片机p2.5口置低电平控制LED亮灯报警。

1.2 课题目的（1）掌握数据采集系统的设计方法。

（2）结合8051设计一个8路数据采集系统。

1.3 器件选择单片机是一种面向大规模的集成电路芯片，是微型计算机中的一个重要的分支。

此系统是由CPU、随即存取数据存储器、只读程序存储器、输入输出电路（I/O口），还有可能包括定时/计数器、串行通信口、显示驱动电路（LCD和LED驱动电路）、脉宽调制电路、模拟多路转换器及A/D转换器等电路集成到一个单块芯片上，构成了一个最小但完善的计算机任务。

单片机要使用特定的组译和编译软件编译程序，本设计选用80C51单片机。

键盘是一种常见的输入设备，用户可以向计算机输入数据或命令。

根据案件的识别方法分类，有编码键盘和非编码键盘两种。

通过硬件识别的键盘称编码键盘；通过软件识别的键盘成为非编码键盘。

非编码键盘有两种接口方法：一种是独立按键接口；另一种是矩阵式按键接口。

本设计使用矩阵键盘。

A/D转换器的种类很多，就位数来说，可以分为8位、10位、12位和16位等。

位数越高其分辨率就越高，价格也就越贵。

A/D转换器型号很多，而其转换时间和转换误差也各不相同。

，在价格、转换速度等多种标准考量下，在本设计选用的是逐渐逼近式A/D转换器——ADC0809。

设计方案的框图二、硬件电路设计：2.1 数据输入模块本次采集器设计的输入的模拟信号比较简单，采用滑动变阻器，外接+5V电压作为输入模拟信号，标示为RV1分别接入模数转换芯片ADC0809的IN0-IN7（26,27,28，1,2,3,4，5号管脚）。

完全符合输入模拟信号0-5V的调节范围，有效可靠的模拟电压信号。

2.2 模数转换模块模拟信号通过输入端IN0～IN7：8路模拟量输入端。

ADDA,ADDB,ADDC 三个是数据选择控制端输入片选信号与P3.2,P3.3,P3.4连在一起，由A，B，C和IN0-IN7构成3-8数据器，通过AT89S51中的按键程序控制片选信号。

START是 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（脉冲上升沿使0809复位，下降沿启动A/D转换）。

ALE是地址锁存允许信号，输入，高电平有效。

将ALE 和START连在一起与P3.4相连，在A/D转换完成后正脉冲的处于高电平，即可控制地址锁存器。

该脉冲依靠编写的单片机中断程序模拟一个正脉冲控制。

OE端口是数据输出允许信号，由单片机输入高电平控制。

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。

OUT1-OUT8是A/D转换的输出数字端口，与P1口相连。

连接方式是OUT1-OUT2和P1.7-P1.0。

12和16号管脚是接基准电压分别接VCC和GND。

另外10号端口是时钟频率大小不得超过640KHZ。

本次设计中我们采用终端输出脉冲来模拟这个时钟脉冲，但是效果不好，所以采用外接500KHZ的信号。

2.3单片机这是单片部分的复位电路和时钟脉冲电路。

复位电路采用电平复位的方式，晶振的频率为12MHZ。

连接方式分别连到单片机的19，18,9引脚。

这是单片主控部分的接法，其中P3.1到P3.7与A/D转换芯片相连，做控制口。

在A/D部分已经详细介绍了连法。

P2.0-P2.4是五位数码显示管的控制端。

P0.0-P0.7是显示的数据输出端与五位位数码管的A-G相连。

2.4 按键电路通过串行口和2个IO口P2.5,P2.6使用74LS164扩展的矩阵键盘，实现通道的选择以及上限下限的设置。

上面八个按键实现通道选择，第二行前四个实现参数设置，其他的按键未用到，没有定义。

2.5 显示电路显示部分我们使用的是六位数码管（共阳极），最后一位未用到，其中标示的是P0.0-P0.7和A-DP的连接方式，是数据输出端。

P2.0-P2.4与1-5相连，做控制端口，控制哪一位显示。

2.6 报警电路通过p2.5连接的LED实现报警功能。

超过上限闪烁，低于下限一直点亮。

3.系统程序设计：3.1 程序流程框图3.2 程序清单#include<reg51.h>#include<intrins.h>#define uchar unsigned char #define uint unsigned int#define input P1sbit START=P3^5;sbit OE=P3^6;//允许输出信号位sbit EOC=P3^7;//转换完成信号位sbit AA=P3^2;sbit BB=P3^3;sbit CC=P3^4;sbit LED=P2^5;sbit p26=P2^6;sbit p27=P2^7;sbit shu1=P2^0;sbit shu2=P2^1;sbit shu3=P2^2;sbit shu4=P2^3;sbit shu5=P2^4;uchar tt;uchar mask;uchart1[]={0xc0,0xf9,0xa4,0xb0,0x99,0x92,0x82,0xf8,0x80,0x90,0x88,0x83,0xc 6,0xa1,0x86,0x8e};uchar t2[]={0x40,0x79,0x24,0x30,0x19,0x12,0x02,0x78,0x00,0x10};uint i,j;uint sx,xx;uchar rr;uchar an;uint aa;uint get_char(void);void check_key(void);void delay2ms();void display(uint temp );/************延时 5ms*************/void delay(){uint i;for(i=5000;i>0;i--);}//大约50us的延时void delay_50us(uint i){uint j;for(;i>0;i--)for(j=19;j>0;j--);}uchar AD(){uchar dat;START=0;START=1;START=0;//大于200usdelay_50us(50);while(EOC==0);OE=1;dat=input;return dat;OE=0;}void get_add(uchar add){CC=add/4;BB=add%4/2;AA=add%2;delay();}void display(uint temp ){uint temp2;if(tt<8)temp2=temp;else if(tt==8||tt==9)temp2=sx;else if (tt==10||tt==11) temp2=xx;shu1=shu2=shu3=shu4=0;shu1=1;P0=t1[tt];delay_50us(30);shu1=0;shu2=1;P0=t1[15];delay_50us(30);shu2=0;shu3=1;P0=t2[temp2/100];delay_50us(30);shu3=0;shu4=1;P0=t1[temp2%100/10];delay_50us(30);shu4=0;shu5=1;P0=t1[temp2%10];delay_50us(30);shu5=0;}void c_u(uint bb){aa=bb*2*0.98;}void check_key(void){an=0;mask=0x00;TI=0;SBUF=mask;while(TI==0);if((p26&&p27)==0){delay_50us(200);if((p26&&p27)==0)tt=get_char();an=1;LED=1;}}uint get_char(void){unsigned char key_code,column=0;/* 下列语句分析被按下的键所在的列号 */mask = 0xfe;while(1){TI = 0;SBUF = mask;while(TI==0);if((p26&&p27)!=0){mask =_crol_(mask,1); /*mask的值循环左移一位*/ column++;if(column >= 8)column = 0;continue;}else break;}/*下列语句分析被按下的键所在的行号并计算键序号*/ if(p26==0)key_code = column;elsekey_code = 8+column;while(!(p26&&p27));delay_50us(200);while(!(p26&&p27));switch(key_code){case 8:sx=sx+100;break;case 9:sx=sx-100;break;case 10:xx=xx+100;break;case 11:xx=xx-100;break;default:break;}return(key_code);}void alarm(uint temp1){if(temp1>sx){LED=0;delay_50us(70);LED=1;//delay_50us(70);}if(temp1<xx)LED=0;}void main(void){ SCON = 0; /* 将串行口设置成方式0 */ ES = 0;EA=0;/* 禁止串口中断 */xx=300;sx=400;while(1){check_key();if(an==1&&tt<8)get_add(tt);rr=AD();c_u(rr);display(aa);alarm(aa);}}4.总结本次课程设计用AT89c51和ADC0809以及四位数码显示管为主要元件，设计出了简单，实用的数据采集器。