单路数据采集系统设计
数据采集系统的设计

数据采集系统的设计目录第一章设计任务与要求 (3)第二章设计方案 (3)2.1、设计步骤 (3)2.2、设计框图 (4)第三章设计原理与电路 (4)3.1使用芯片的介绍 (4)3.1.1 RAM存储器的介绍 (4)3.1.2 D/A转换器(DAC0832)的介绍 (6)附:3.1.3 A/D转换器(ADC0809)的介绍 (8)附:3.1.4 555方波发生器的介绍 (13)附:3.1.5 译码器与数码显示管的介绍 (12)3.2单元电路的设计 (13)3.2.1数据存储电路 (13)3.2.2 数模转换电路 (14)附:3.2.3模数转换电路 (15)附:3.2.4 数字显示电路 (17)第四章电路的组装与调试 (19)4.1 电路总图 (19)4.2 电路的性能测试与仿真 (21)4.2.1 第一步仿真:模数转换与数字显示管显示仿真调试 (21)4.2.2 第二步仿真:数字存储与数模转换并测量输出电压仿真调试.. 224.2.3 整个电路图调试显示 (24)4.3 调试结果比较与误差分析 (25)第五章设计总结附录 (28)1.元件清单 (28)2.Protel 原理图 (29)3. PCB图 (29)参考文献 (30)第一章设计任务与要求数据采集系统的设计(2人)附:(1)用ADC0809(或其他ADC芯片)实现对一路模拟信号进行数据采集,其模拟信号以常用物理量温度为对象,可以用0 5V的电压模拟现场温度。
采集的数据一方面送到存储器进行保存,同时用数码管跟踪显示。
(2)从存储器中读出数据,经DAC0832(或其他DAC芯片)进行数模转换,比较所得模拟量与输入模拟量对应情况,并且分析误差。
第二章设计方案2.1、设计步骤(1)、用555方波发生器产生5V的脉冲方波(2)、用ADC0809进行A/D转换(3)、用7447N二-十进制译码器译码(4)、用十进制数码显示管显示数字信号(5)、用RAM存储器写入数字信号进行存储并读出(6)、用DAC0832进行D/A转换(7)、用万用表读出输出模拟电压(8)、把输出模拟电压与输入模拟电压进行比较,并且分析误差2.2、设计框图图2-1为数据采集系统的简单组成框图,它由A/D转换器(ADC0809)、译码显示器、存储器(RAM)、D/A转换器(DAC0832)等部分组成。
单道地震数据采集系统软件设计与实现

单道地震数据采集系统软件设计与实现摘要:单通道地震数据采集系统软件是专为海洋工程勘察高分辨率浅层地层剖面系统开发的采集系统软件。
系统软件基于 QT4开发,可运行于 windows和lmux系统平台。
单通道地震数据采集系统软件可以实时接收采集的地震数据,实时显示,并实时存储。
关键词:单轨地震数据采集;高分辨率概述海上高分辨率地震勘测设备可以应用井场调查来探测浅层地质构造和浅层天然气分布,并为钻井平台布置提供风险评估。
避免发生诸如钻孔和井喷等事故,为安全钻井提供基础,也可以应用于浅层高分辨率地震作业。
此外,提供高分辨率地震数据,实现更清晰的地下地质构造成像,并应用于中国海洋地质调查领域。
它用于确定沿海内陆,大陆和深海盆地的海底地形和地形。
随着国内近海油气田开发市场的积极发展,井场调查的工作量越来越大,对高分辨率,高精度工程测量地震设备的需求也在不断增加。
也正因如此,开发具有自主知识产权和高分辨率工程的地震设备势在必行。
水下数据采集电路实现浅地面反射信号的采集和传输,前端与高频探测器单通道组合的水下工作部分相连。
收集的数据通过跳线部分通过RS485通信协议上传到海事数据命令转换电路。
海事数据命令转换电路完成主控系统的转发功能和水下采集数据,完成火花源系统的触发,实现采集系统与源系统的同步。
主控制系统控制软件通过TCP / IP协议接收和发送数据,海事数据命令转换板通过RS485通信协议接收和发送数据。
串口服务器完成主控制系统控制软件和海事数据命令转换电路之间通信格式的转换。
1单通道地震采集系统的工作原理和过程单通道地震采集系统主要由工作站、信号源、接收电缆和导航定位系统组成。
源头主要包括电火花和气枪,其中气枪源包括枪控制单元,空气压缩机和气枪;接收电缆主要使用一个48单元的水听器。
传统的采集系统采用一次性模式,即一个激发源和一个接收水听器。
检测深度大,记录范围一般在1秒以上,但地层的检测分辨率低,形成分辨率为5-6米。
基于单片机的单通道16位数据采集系统设计

摘要:数据采集系统是指将温度、压力、流量、位移等工业现场的各种物理量通过传感器变为电信号,经过放大、A/D采样转化为数字量后,由单片机进行储存和显示。
数据采集系统主要由传感器、模拟信号调理电路、数据采集电路三部分组成。
本设计主要是利用单片机集成的ADC模-数转化器直接将采集到的模拟信号转化为数字信号。
讲述了整个系统的工作流程和工作原理。
将采集的数据经过放大器放大之后再进入A/D转换器,然后直接通过串口传送的单片机上,可以直接在LED端显示温度数据值并进行简单的数据处理。
关键词:单片机;传感器;数据采集;数据储存目录一、概述 (1)1.1 设计背景 (1)1.2 系统性能指标 (1)二、数据采集系统综述 (2)2.1 数据采集的意义与作用 (2)2. 2 数据采集系统的结构形式 (2)2. 3 数据采集系统的基本功能 (3)三、系统硬件设计 (3)3. 1 系统结构图 (3)3. 2 信号放大模块 (3)3. 3 A/D转化模块 (6)3. 4 单片机数据采集与控制模块 (7)3. 5 LED显示模块 (9)四、系统的总体电路 (9)五、系统的PCB图 (10)六、心得与体会 (10)参考文献 (12)一概论1.1 设计背景为了确切测量某一测试对象的各种特性数据,我们常常需要借助各种仪表和各种手段(直接测量或者遥测)来获取各种各样的测量数据。
但这些数据中通常含有大量的变化误差、设备误差以及在传输过程中(当采用遥测方式时)引入的各种干扰所造成的误差等。
而且这些数据量通常都会很大,有意义的部分和无意义的部分混杂在一起,如果不加取舍的直接应用,必然会造成极大的不便。
传统靠人工控制的温度、湿度、液压等信号的测量、力控系统,外围的电路比较复杂,而且测量的精度较低,分辨力不高,需要进行温度校准(非线性校准、温度补偿、传感器标定等);而且体积较大,使用不方便,更重要的是参数的设定是需要的有其它仪表的参与,外界设备多,成本高,因而越来越适应不了社会的要求。
数据采集系统设计

数据采集系统的设计1 设计内容及要求设计一个数据采集系统。
要求:①采集系统的结构;②采集信号路数;③每路信号的主要特征;④计算机借口与控制逻辑;⑤ A/D等主要器件;⑥电源配置。
2 数据采集系统原理及实现方案数据采集与传输系统一般由信号调理电路,多路开关,采样保持电路,A/D,单片机,电平转换接口,接收端(单片机、PC或其它设备)组成。
硬件设计应用电子设计自动化工具,数据采集原理图如图1所示:图1 数据采集原理图由原理图可知,此设计主要分三大部分:模拟量的输入采集,数字量的输入采集,从机向主机的串行通信。
信号采集分析:采集多路模拟信号时,A/D转换器前端需加采样/保持(S/H)电路。
待测量一般不能直接被转换成数字量,通常要进行放大、特性补偿、滤波等环节的预处理。
被测信号往往因为幅值较小,而且可能还含有多余的高频分量等原因,不能直接送给A/D转换器,需对其进行必要的处理,即信号调理。
如对信号进行放大、衰减、滤波等。
模拟量的采集:A/D 转换器的选取应考虑:(1)转换时间的选择:转换速度是指完成一次A/D 转换所需时间的倒数,是一个很重要的指标。
A/D 转换器型号不同,转换速度差别很大。
由于本系统的控制时间无具体要求,故可不予考虑,但至少要小于题目要求的1ms ,这是可以达到的。
(2)AD 位数的选择:A/D 转换器的位数决定着信号采集的精度和分辨率。
要求精度为10位。
输入为0~5V 时,分辨率为0049.01251210=-=-N FV V设计要求10位精度的10路模拟量,通过查阅资料,TLC1543芯片满足要求。
TLC1543 是一种开关电容结构的逐次逼近式A/D 转换器, 片内提供转换时钟,12 位或 8 位串行数据输出。
可采集 11 路模拟输入电压,由片内多路开关选通,并采样保持。
数字量的采集:设计中要求是20路数字量,可利用单片机的I/O 口直接采集,但需要20个I/O 口与之对应,这样,就浪费了芯片的管脚资源,可采用并行采集、串行输出的办法,进行I/O 口扩展。
数据采集系统的设计

概述在电子设计技术领域,可编程逻辑器件(如PLD, GAL)的应用,已有了很好的普及。
这些器件为数字系统的设计带来极大的灵活性。
由于这类器件可以通过软件编程而对其硬件的结构和工作方式进行重构,使得硬件的设计可以如同软件设计那样方便快捷。
这一切极大地改变了传统的数字系统设计方法、设计过程、乃至设计观念。
随着大规模集成电路技术和计算机技术的不断发展,在涉及通信、国防、航天、医学、工业自动化、计算机应用、仪器仪表等领域的电子系统设计工作中,EDA技术的含量正以惊人的速度上升;电子类的高新技术项目的开发也依赖于EDA技术的应用。
即使是普通的电子产品的开发,EDA技术常常使一些原来的技术瓶颈得以轻松突破,从而使产品的开发周期大为缩短、性能价格比大幅提高。
不言而喻,EDA技术将迅速成为电子设计领域中的极其重要的组成部分。
本次设计的目的是使用可编程逻辑器件设计一个专用的A/D转换器的控制器,取代常用的微控制器,用于数据采集。
本文讲述对A/D进行数据采样控制。
设计要求用一片CPLD/FPGA,模数转换控制器ADC和LED显示器构成一个数据采集系统,用CPLD/FPGA实现数据采集中对A/D 转换,数据运算,及有关数据的显示控制。
课题除了学习相应的硬件知识外,还要学习如何使用VHDL语言设计可编程逻辑器件。
本设计要求用一片CPLD/FPGA、模数转换器ADC和数模转换器DAC构成一个数据采集系统,并用CPLD/FPGA实现数据采集中对A/D转换、数据运算、D/A转换以及有关数据显示的控制。
2.1数据采集和控制系统概述数据采集和控制系统是对生产过程或科学实验中各种物理量进行实时采集、测试和反馈控制的闭环系统。
它在工业控制、军事电子设备、医学监护等许多领域发挥着重要作用。
2.2数据采集和控制系统总框图系统的组成框图如图1所示,其功能如下:(1) 系统按一定速率采集输入电压U1,经ADC0809转换为8位数字量DATA。
第2节 数据采集系统设计

7.2.2 主机单元设计
图7.5 主机单元电路原理图
7.2.2 主机单元设计
【DS12887简介】 采用24引脚双列直插式封装. 晶体振荡器,振荡电路,充电电路和可充电锂电池等 封装在芯片的上方,组成一个加厚的集成电路模块. 内部有专门的接口电路,使其与各种微处理器的接口 大大简化. 无需外围电路元件,只要选择引脚MOT电平,即可和 不同的计算机总线连接.
7.2.3 数据采集单元
图7.8 信号采集和A/D转换
7.2.3 数据采集单元
2. 地址分配和连接 单片机与TLC1543引脚的连接和地址分配如下: (1) CS:片选端,低电平有效,与P2.3相连; (2) DOUT:串行数据输出端,与P2.2相连; (3) ADIN: 串行数据输入端,与P2.1相连; (4) IOCLK:串行时钟输入端,与P2.0相连;
7.2.4 人机接口单元
1. 电路原理和器件选择 键盘和显示器由7279管理,实现5个按键的功能,8位 显示器的显示功能.前3位显示通道号,后3位显示可燃 气体浓度值.电路图如图7.9所示.
图7.9 键盘和显示器电路图
7.2.4 人机接口单元
2. 地址分配和连接 单片机与HD7279引脚的连接和地址分配如下: (1) CS:片选端,低电平有效,与P1.5相连; (2) CLK:串行时钟输入端,与P1.6相连; (3) DATA:串行数据输入/输出端,与P1.7相连; (4) KEY:按键有效信号端,与P3.3相连.
EQU EQU EQU EQU
06H 04H 05H 01H
用WREN代表允许写操作指令06H 用WRDI代表禁止写操作指令04H 用RDSR代表读状态寄存器指令05H 用WRSR代表写状态寄存器指令01H
基于单总线多点温度采集系统设计与制作

基于单总线多点温度采集系统设计与制作一个基于单总线多点温度采集系统的设计与制作是一个涉及到硬件和软件的综合性项目。
在这个项目中,我们将设计一个可以同时测量多个温度传感器数据的系统。
首先我们需要选择一个合适的温度传感器,可以选择DS18B20数字温度传感器,它是一种常用的精度较高的温度传感器,具有数字输出和单总线通信的特点。
在电路设计方面,我们将使用一个单总线电路来连接多个温度传感器。
这个电路包括一个单总线主控芯片,作为系统的中心控制器,负责和温度传感器进行通信。
温度传感器连接在单总线主控芯片的引脚上,通过单总线总线进行通信。
接下来,我们需要设计一个适当的电路板来实现整个系统。
电路板上需要包括单总线主控芯片、温度传感器以及与之相关的电路。
在电路板的设计中,我们需要考虑到信号的干扰、接口的布线以及电源的稳定性等因素,以确保系统的正常工作。
在软件设计方面,我们需要编写相应的控制程序来实现数据的采集和处理。
单总线主控芯片将负责从温度传感器读取数据,并将其发送给系统的处理部分进行处理。
在处理部分,我们可以采用各种算法来分析和计算温度数据,如滤波算法、统计算法等。
此外,为了使系统更易于使用,我们还可以设计一个用户界面程序,通过这个程序,用户可以直观地查看和操作系统的运行状态。
用户界面程序可以在计算机上运行,通过串口或者USB接口与系统进行通信,实现数据的显示和操作的控制。
最后,我们需要制作整个系统的原型,并进行测试和调试。
在测试过程中,我们需要验证系统的功能和性能是否满足要求,同时还需要测试系统的可靠性和稳定性。
综上所述,基于单总线多点温度采集系统的设计与制作是一个涉及到硬件和软件的综合性项目。
在这个项目中,我们需要进行电路设计、电路板设计、编程、制作原型、测试等多个环节,以实现一个功能完善的温度采集系统。
数据采集系统设计方案

数据采集系统设计方案摘要:本文为一份数据采集系统的设计方案,旨在提供一个高效、可靠的数据采集解决方案。
首先分析了数据采集的意义,接着介绍了系统的整体架构和各个模块的功能设计。
然后详细阐述了涉及到的技术选型和系统实施计划。
最后针对可能遇到的问题,提供了相应的解决方案。
通过本文提供的设计方案,可以有效地满足数据采集的需求,并提高数据的准确度和可用性。
一、引言数据采集是信息管理领域中非常重要的一环,能够帮助机构、企业等实现大规模数据的自动收集和整理。
而数据采集系统旨在解决数据采集过程中遇到的瓶颈和难题,并提供高效的数据采集工具。
本文旨在设计一个可靠、高效的数据采集系统,满足企业对数据采集的需求。
二、系统架构设计数据采集系统采用了分布式架构设计,包含四个关键的模块:数据采集模块、数据存储模块、数据处理模块、数据展示模块。
数据采集模块主要负责从多个数据源收集数据,并进行初步的清洗和整理。
采集模块需要支持多种数据采集方式,如爬虫采集、API采集、文件导入等,以确保能够覆盖不同数据源的采集需求。
此外,数据采集模块还需要具备实时采集和定时采集的功能,以满足不同采集频率的需求。
2. 数据存储模块数据存储模块负责将采集到的数据存储到数据库或者数据仓库中。
系统可以根据实际需求选择合适的存储技术,如关系型数据库、NoSQL数据库等。
数据存储模块还需要支持数据的备份和容灾,以确保数据的可靠性和安全性。
3. 数据处理模块数据处理模块对采集到的数据进行预处理和加工,以满足后续的分析和应用需求。
包括数据清洗、数据转换、数据聚合等操作。
数据处理模块还需要支持自定义的数据加工规则,以满足不同业务场景下的数据需求。
数据展示模块负责将处理后的数据以可视化的形式展示给用户。
可以通过图表、报表、仪表盘等方式展示数据,以便用户能够直观地理解和分析数据。
三、技术选型1. 数据采集模块在数据采集模块中,可以选用Python作为主要的开发语言,利用其丰富的第三方库和成熟的爬虫框架进行数据采集工作。
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1 引言1.1 数据采集系统的意义数据采集系统是结合基于计算机的测量软硬件产品来实现灵活的、用户自定义的测量系统。
数据采集是指从传感器和其它待测设备等模拟和数字被测单元中自动采集信息的过程。
本设计采用A/D转换器和51单片机组成数据采集系统,该设计具有结构简单、操作方便、高性价比、具有显示、记录存储功能,能够适应油田野外恶劣环境,具有性能稳定、可靠性高、响应速度快操作简单、费用低廉、回放过程的信号可以直观的观察。
它与有线数传相比主要有布线成本低、安装简便、便于移动等性能。
经调查,目前数据采集器的市场需求量大,以数据采集器为核心构成的小系统应用广泛,因此开发高性能的数据采集器具有良好的市场前景。
随着计算机技术的飞速发展和普及,数据采集系统在多个领域有着广泛的应用。
数据采集是工、农业控制系统中至关重要的一环,在医药、化工、食品、等领域的生产过程中,往往需要随时检测各生产环节的温度、湿度、流量及压力等参数。
同时,还要对某一检测点任意参数能够进行随机查寻,将其在某一时间段内检测得到的数据经过转换提取出来,以便进行比较,做出决策,调整控制方案,提高产品的合格率,产生良好的经济效益。
随着工、农业的发展,多路数据采集势必将得到越来越多的应用,为适应这一趋势,作这方面的研究就显得十分重要。
在科学研究中,运用数据采集系统可获得大量的动态信息,也是获取科学数据和生成知识的重要手段之一。
单片机构成的数据采集处理系统适用于各种现场自动化监测及控制,能够适应油田野外恶劣环境,具有性能稳定、可靠性高、响应速度快操作简单、费用低廉、等优点。
1.2 数据采集系统的主要功能数据采集是指从传感器和其它待测设备等模拟和数字被测单元中自动采集信息的过程。
数据采集系统是结合基于计算机的测量软硬件产品来实现灵活的、用户自定义的测量系统。
比如条码机、扫描仪等都是数据采集工具。
数据处理系统是指运用计算机处理信息而构成的系统。
其主要功能是将输入的数据信息进行加工、整理,计算各种分析指标,变为易于被人们所接受的信息形式,并将处理后的信息进行有序贮存,随时通过外部设备输给信息使用者。
数据采集系统,从严格的意义上来说,应该是用计算机控制的多路数据自动检测或巡回检测,并且能够对数据实行存储、处理、分析计算以及从检测的数据中提取可用的信息,供显示、记录、打印或描绘的系统。
数据采集系统一般由数据输入通道,数据存储与管理,数据处理,数据输出及显示这五个部分组成。
输入通道要实现对被测对象的检测,采样和信号转换等工作。
数据存储与管理要用存储器把采集到的数据存储起来,建立相应的数据库,并进行管理和调用。
数据处理就是从采集到的原始数据中,删除有关干扰噪声,无关信息和必要的信息,提取出反映被测对象特征的重要信息。
另外,就是对数据进行统计分析,以便于检索;或者把数据恢复成原来物理量的形式,以可输出的形态在输出设备上输出,例如打印,显示,绘图等。
数据输出及显示就是把数据以适当的形式进行输出和显示。
2 系统的总体设计方案2.1 系统的设计思路本设计的基本思路是:根据设计指标,首先从整体上规划好整个系统的功能和性能,然后再对系统进行划分,将比较复杂的系统分解为多个相对独立的子系统,特别注意对各个子系统与系统、子系统与子系统之间的接口关系进行精心设计以及技术指标的合理分解。
然后再由子系统到部件、部件到具体元器件的选择和调试。
各部件或子系统各自完成后再进行系统联调,直到完成总体目标。
2.2 系统的设计方案用51单片机和 A/D转换器组成的电路使用方便,51单片机种类多,价格便宜,我们对51系列单片机比较了解,适用范围广,更加适合数据采集与处理系统的应用。
实物图连接电路简单,故最终决定使用此方案。
其总体系统框图如2.2.1图所示:图2.1 系统总体框图2.3 系统的工作原理通过一个A/D转换器采样一个模拟电压,每隔一定时间去采样一次,每次相隔的时间由定时器/计数器芯片8253控制,采样的结果送入A/D转换器芯片0809,转换完成后,把转换好的数字信号送入并行接口芯片8255,然后由中断控制器向CPU发出中断请求,在CPU控制下把8225中的数字送入外设即CRT/LED显示。
3 硬件电路设计及描述3.1 8253芯片控制采样时间8253芯片是NMOS工艺制成的可编程计数器/定时器。
内部有三个计数器,分别成为计数器0、计数器1和计数器2,他们的机构完全相同。
每个计数器的输入和输出都决定于设置在控制寄存器中的控制字,互相之间工作完全独立。
每个计数器通过三个引脚和外部联系,一个为时钟输入端CLK,一个为门控信号输入端GATE,另一个为输出端OUT。
每个计数器内部有一个8位的控制寄存器,还有一个16位的计数初值寄存器CR、一个计数执行部件CE和一个输出锁存器OL。
执行部件实际上是一个16位的减法计数器,它的起始值就是初值寄存器的值,而初始图3.1 8253芯片引脚图值寄存器的值是通过程序设置的。
输出锁存器的值是通过程序设置的。
输出锁存器OL用来锁存计数执行部件CE的内容,从而使CPU可以对此进行读操作。
采用工作方式2,称作速率波发生器。
进入这种工作方式, OUTi输出高电平,装入计数值n后如果GATE为高电平,则立即开始计数,OUTi保持为高电平不变;待计数值减到“1”和“0”之间, OUTi将输出宽度为一个CLKi周期的负脉冲,计数值为“0”时,自动重新装入计数初值n,实现循环计数,OUTi将输出一定频率的负脉冲序列,其脉冲宽度固定为一个CLKi周期,重复周期为CLKi周期的n 倍。
图3.2 8253连接电路图如果在减“1”计数过程中,GATE变为无效(输入0电平),则暂停减“1”计数,待GATE恢复有效后,从初值n开始重新计数。
这样会改变输出脉冲的速率。
如果在操作过程中要求改变输出脉冲的速率,CPU可在任何时候,重新写人新的计数值,它不会影响正在进行的减“1”计数过程,而是从下一个计数操作用期开始按新的计数值改变输出脉冲的速率。
3.2 8255并行I/O接口电路8255芯片是Intel公司生产的可编程并行I/O接口芯片,有3个8位并行I/O 口。
具有3个通道3种工作方式的可编程并行接口芯片(40引脚)。
其各口功能可由软件选择,使用灵活,通用性强。
8255可作为单片机与多种外设连接时的中间接口电路。
8255作为主机与外设的连接芯片,必须提供与主机相连的3个总线接口,即数据线、地址线、控制线接口。
同时必须具有与外设连接的接口A、B、C口。
由于8255可编程,所以必须具有逻辑控制部分,因而8255内部结构分为3个部分:与CPU连接部分、与外设连接部分、控制部分。
RESET:复位输入线,当该输入端处于高电平时,所有内部寄存器(包括控制寄存器)均被清除,所有I/O口均被置成输入方式。
CS:芯片选择信号线。
RD:读信号线。
WR:写入信号。
D0~D7:三态双向数据总线,8255与CPU数据传送的通道,当CPU 执行输入输出指令时,通过它实现8位数据的读/写操作,控制字和状态信息也通过数据总线传送。
PA0~PA7:端口A输入输出线。
PB0~PB7:端口B输入输出线。
PC0~PC7:端口C输入输出线。
A1,A0:地址选择线,用来选择8255的PA口,PB口, 图3.3 8255芯片PC口和控制寄存器。
8255具有3个相互独立的输入/输出通道端口,用+5V单电源供电,能在一下三种方式下工作。
方式0:基本输入输出方式;方式1:选通输入/出方式;方式三:双向选通输入/输出方式。
图3.3 8255并行接口电路图3.3 单片机最小系统在MCS-51单片机系列芯片中,用89C51芯片可以构成最小系统。
因为片内有ROM/EPROM的单片机,用这种芯片构成的单片及最小系统简单、可靠。
单片机在开机时都需要复位,以便中央处理器CPU以及其他功能部件都处于一个确定的初始状态,并从这个状态开始工作。
51的RST引脚是复位信号的输入端。
复位电平是高电平有效,持续时间要有24个时钟周期以上。
图3.4 单片机最小系统由单片机构成的最小系统特点:1、受集成度所限,只能用于小型控制单元。
2、有可供用户使用的大量的I/O口线。
3、仅有芯片内部的存储器,故存储器的容量有限。
4、8051的应用软件要依靠半导体掩膜技术植入,适于在大批量生产的应用系统中使用。
3.4 数据采集电路3.4.1 ADC0809模数转换器ADC0809八位逐次逼近式A/D 转换器是一种单片CMOS 器件,包括8位模拟转换器、8通道转换开关和与微处理器兼容的控制逻辑。
8路转换开关能直接连通8个单端模拟信号中的任何一个。
各引脚的功能如下:IN0~IN7:8个通道的模拟量输入端。
可输入0~5V 待转换的模拟电压。
D0~D7:8位转换结果输出端。
三态输出,D7是最高位,D0是最低位。
A 、B 、C :通道选择端。
当CBA=000时,IN0输入;当CBA=111时,IN7输入。
ALE :地址锁存信号输入端。
该信号在上升沿处把A 、B 、C 的状态锁存到内部的多路开关的地址锁存器中,从而选通8路模拟信号中的某一路。
START :启动转换信号输入端。
从START端输入一个正脉冲,其下降沿启动ADC0809开始转换。
脉冲宽度应不小于100~200ns 。
EOC :转换结束信号输出端。
启动A/D 转换时它自动变为低电平。
OE :输出允许端。
CLK :时钟输入端。
ADC0809的典型时钟频率为640kHz ,转换时间约为100μs 。
REF(-)、REF(+):参考电压输入端。
ADC0809的参考电压为+5V 。
VCC 、GND :供电电源端。
ADC0809使用+5V 单一电源供电。
当ALE 为高电平时,通道地址输入到地址锁存器中,下降沿将地址锁存,并译码。
在START 上升沿时,所有的内部寄存器清零,在下降沿时,开始进行A/D 转换,此期间START 应保持低电平。
在START 下降沿后10us 左右,转换结束信号变为低电平,EOC 为低电平时,表示正在转换,为高电平时,表示转换结束。
OE 为低电平时,D0~D7为高阻状态,OE 为高电平时,允许转换结果输出。
3.4.2 ADC0809与51单片机的接口:ADC0809与51单片机的硬件接口有3种形式,分别是查询方式、中断方式和延时等待方式,本题中选用中断接口方式。
图3.6 ADC0809转换器的连接图由于ADC0809无片内时钟,时钟信号可由单片机的ALE信号经D触发器二分频后获得。
ALE引脚得脉冲频率是8051时钟频率的1/6。
该题目中单片机时钟频率采用6MHz,则ALE输出的频率是1MHz,二分频后为500Hz,符合ADC0809对频率的要求。
由于ADC0809内部设有地址锁存器,所以通道地址由P0口的低3位直接与ADC0809的A、B、C相连。