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【LOL外围】基于AT89C51的数据采集系统设计新方法

【LOL外围】基于AT89C51的数据采集系统设计新方法

本文摘要:0章节近年来,随着生产技术的发展,单片机的价格越来越低,性能却大大提高,因而其应用于范围也更加甚广。然而在研发基于单片机的应用于系统时,传统方法一般都必须大量的硬件设备,这些设备不易损毁而且装载不方便。为此,本文基于AT89C51数据采集系统详尽说明了如何利用Pro-teus和两款串口建模软件来展开单片机程序及外围电路的建模设计。使用该方法可以大大简化硬件电路测试和系统调试过程,对单片机系统研发具备指导意义。

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0章节近年来,随着生产技术的发展,单片机的价格越来越低,性能却大大提高,因而其应用于范围也更加甚广。然而在研发基于单片机的应用于系统时,传统方法一般都必须大量的硬件设备,这些设备不易损毁而且装载不方便。为此,本文基于AT89C51数据采集系统详尽说明了如何利用Pro-teus和两款串口建模软件来展开单片机程序及外围电路的建模设计。使用该方法可以大大简化硬件电路测试和系统调试过程,对单片机系统研发具备指导意义。

本文讲解的基于AT89C5l单片机的数据采集系统能构建16路信号输出,每一路都是0~10mV的信号,每秒钟收集一遍,从而将数据传授给上位PC计算机。1硬件设计1.1主控芯片AT89C51是一种具有4KB闪光可编程可读取只读存储器的低电压,高性能CMOS8位微处理器,可为很多嵌入式控制系统获取灵活性且价廉的方案。

所以,本设计使用ATMEL公司的AT89C51作为程序的主控芯片。AT89C51数据总线是由P0口获取的,P0口本身能以多种方式获取数据总线和地址总线。当ALE输入信号为高电平时,P0将输入的数据锁入总线驱动器中作为地址的较低8位,然后和P2送来出来的高8位地址一起构成一个原始的16位地址,以传输速率到外部的64KB的地址空间。AT89C51的地址总线比较简单(只有3个:RD、WR、PSEN),其中RD是用来加载外部数据内存的控制线,WR是用来写出数据到外部数据内存的控制线,PSEN是用来读取外部程序内存的加载控制线。

由于P0口是数据和地址天内适配口,故要展开地址锁存,本设计用于74HC573作为锁住存器。1.2系统硬件电路本系统的硬件电路原理如图1右图。因为ADC0809的地址自由选择末端A、B、C都短路,所以ADC0809的数据采集地下通道只有IN0被选通。

16路模拟信号相连到多路自由选择仿真电源HCC4067后,才可通过地址自由选择末端A、B、C、D展开自由选择,每一次选通一路,选通的地下通道经IOCOMX和ADC0809的IN0连接,以展开A/D切换。P2.7(地址总线最低位A15)可作为A/D切换的启动电源,P2.7为低电平有效地。在启动A/D切换时,可由写出信号WR和P2.7掌控ADC0809的地址锁存和切换启动。而在加载切换结果时,则由读信号RD和P2.7掌控ADC0809的OE信号。

若令P2.7为0,74HC573的A、B、C、D才可得出被自由选择的仿真地下通道的地址,此时若ABCD=0000,则16路信号的100被选通,并将其数据送往ADC0809的IN0中,地址是7FF0H;若ABCD:1111,地址为7FFFH,则指向IO15。所以,16路信号依序对应的地址为7FFOH~7FFFH。切换已完成后,数据将留存到一数组中,直到当上位PC机通过串行口发信号时,AT89C51通过检测地址否和本机地址吻合来做出动作。如果地址吻合,则发送到A/D切换结果,如不吻合,则之后等候。

1.3信号选通与调理本系统拒绝有16路模拟信号输出,而且必需将这些信号相互隔绝,然后才能对这些信号一一选通后转入A/D切换。为此,本系统搭配了16中选1多路仿真电源HCC4067。一般传感器的输入信号都较为黯淡,要将该黯淡信号转换成简单的信号以便于后期用于,就要重新加入信号调理电路,其起到是展开信号缩放和除去阻碍等。

本设计中的信号输出每路都是0~10mV.但ADC0809的输出拒绝是0~5V,因此搭配运算放大器OP07来展开信号缩放。OP07是一种仪器运算放大器,它用于双极性电源供电,精度较高,缩放倍数为500,可把0~10mV信号缩放到0~5V。用于OP07的信号调理电路如图2右图。1.4A/D取样电路ADC0809是美国NS公司生产的CMOS组件,是一种8路输出单片模数转换器件,使用弃位迫近式A/D切换原理,它的输入赢人模块全部为TTL电平,数据输入口线为三态,可以必要收到微机系统总线上,而需要外加I/O模块芯片。

由于本设计中用于16中选1仿真电源来展开信号的自由选择,因此,ADC0809的信号自由选择功能就不用于了,设计时把ADC0809的地址自由选择末端A、B、C都短路,即ABC=000,这样,选通地下通道一直是IN0。将EOC通过非门相连到AT89C51的INT0脚,可通过查找方式来检测切换否已完成。

由于ADC0809的典型工作频率640kHz不过于更容易获得,所以一般来说用于相似频率且更容易取得的信号展开替代。


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