多参数实时采集与处理系统正文(2)

中北大学信息与通信工程学院计算机控制技术课程设计说明书

据通道。

8脚（R2IN）、9脚（R2OUT）、10脚（T2IN）、7脚（T2OUT）为第二数据通道。 TTL/CMOS数据从T1IN、T2IN输入转换成RS-232数据从T1OUT、T2OUT送到电脑DB9插头；DB9插头的RS-232数据从R1IN、R2IN输入转换成TTL/CMOS数据后从R1OUT、R2OUT输出。

第三部分是供电。15脚GND、16脚VCC（+5v）。 主要特点：

1、符合所有的RS-232C技术标准 2、只需要单一 +5V电源供电

3、片载电荷泵具有升压、电压极性反转能力，能够产生+10V和-10V电压V+、V-

4、功耗低，典型供电电流5mA

3. 硬件设计

多通道数据采集及处理硬件设计主要包括：ADC0809接口设计，显示电路以及其他辅助电路。下面分别进行设计。

3.1 A/D转换接口设计

模数转换采用常用芯片ADC0809，其内部有一个8通道多路开关，由于内部进行转换的转换器只有一个，所以只能对8路模拟量信号进行分时转换，根据锁存地址线译码后的信号，某一时刻只选通8路模拟输入信号中的一路，以逐次逼近原理进行模一数转换，转换时间为100μs，转换精度为8位。

启动ADC0809进行A／D转换，首先输入3位地址信号，并使ALE为高电平，将地址存入地址锁存器中，经译码器译码选通8路模拟输入之一到比较器；START上升沿将逐次逼近寄存器复位，下降沿启动A／D转换，EOC输出信号变低，指示转换正在进行。直到EOC变为高电平，表示A／D转换结束，转换结果存入锁存器。当OE输入高电平时，输出三态门打开，转换结果的数字量输出到数据总线上。接口设计如图：

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3.2 时钟电路设计

MCS-51单片机芯片内部有一个用于构成振荡器的高增益反相放大器，引脚XTAL1和XTAL2分别是此放大器的输入端和输出端。

当使用内部振荡电路时，XTAL1.XTAL2引脚外接石英晶体和微调电容，如图3-3所示，图中C2.C3大小一般为30PF。还加了复位/备用电源引脚的接线方法，任何单片机在工作之前都要进行复位，以便CPU以及其他功能部件都处于一个确定的初始化状态，并从这个状态开始工作，也就是程序开始执行之前，单片机做好准备工作。如何进行复位呢？只用在单片机的RST引脚上保持两个机器周期（24个时钟周期）的高电平即可对单片机实现复位操作。

当主电源Vcc发生掉电或者是电压降低到电平规定值时，VPD上外接的备用电源自动启用，为单片机内部RAM提供电源，以保护片内RAM中的信息不丢失，使系统在恢复上电后能正常运行。这里采用自动上电复位

时钟电路设计图 ADC0809接口设计图

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和手动复位两种方式。

3.3 串行接口电路设计

由于单片机和PC机使用不同的逻辑电平，在设计串行接口电路时，必须考虑电平的匹配、驱动能力的匹配、元器件的选择以及其它电气特性。PC机通常有两个标准的RS232串行口，为了提高抗干扰能力，这种接口采用EIA电平逻辑。

为实现单片机与PC机电平兼容，单片机与PC机通讯时，必须经过电平转换。通常使用MCl488租MCl489芯片实现电平转换，但这两种转换芯片组成电路结构复杂，电源需±12V电源供电，工作不稳定，易烧坏芯片。本设计使用MAX232集成电路芯片，仅用+5V供电，其内部有两组电压转换电路，外围电路配上4个升压电容，实现在EIA电平和TTL电平之间互相转换，具有电路结构简单、元器件数量少、电源单一、功耗低等特点，MAX232芯片组成的串行接口电路如图所示

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串行接口电路设计图 中北大学信息与通信工程学院计算机控制技术课程设计说明书

3.4 原理图

多参数实时采集与处理系统原理图

4.软件设计

4.1 程序流程图

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开始 系统初始化 开始采集？ N Y 送端口0地址 调用采集子程序 串行发送数据 调用延时1秒 N 100次采集完成？ Y 送端口0地址 调用采集子程序 串行发送数据 调用延时5秒 20次采集完N 成？ Y 完成 A/D采集子程序 端口地址送DPTR 启动A/D转换 软件延迟，等待转换完成 读取转换结果 数据转换，送显示缓存 第 10 页 共 16 页

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