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1、基于89C51单片机的数字式智能多路巡检仪的设计 学生姓名： 专业年级： 指点教师：设计主要内容l引言引言lAT89C51AT89C51简介简介l系统硬件设计系统硬件设计l系统软件设计系统软件设计l结论结论1. 引言l 随着电子技术的飞跃开展，数据采集随着电子技术的飞跃开展，数据采集巡回检测已成为日益重要的检测技术，巡回检测已成为日益重要的检测技术，广泛运用于工农业等需求同时检测温度、广泛运用于工农业等需求同时检测温度、湿度和压力等场所。数据采集是工业控湿度和压力等场所。数据采集是工业控制等系统中的重要环节，普通电路已无制等系统中的重要环节，普通电路已无法满足日常生活及工业的控制需求，通法满足
2、日常生活及工业的控制需求，通常采用一些功能相对独立的单片机系统常采用一些功能相对独立的单片机系统来实现，作为测控系统不可短少的部分，来实现，作为测控系统不可短少的部分，数据采集的性能特点直接影响到整个系数据采集的性能特点直接影响到整个系统，日益增大的市场需求，需求我们在统，日益增大的市场需求，需求我们在这个方面做出更大的努力，因此需求一这个方面做出更大的努力，因此需求一套完善的处理方案。该设计正是从消费套完善的处理方案。该设计正是从消费需求出发，低本钱的多路数据采集系统需求出发，低本钱的多路数据采集系统的设计，配以不同的传感器完成各类数的设计，配以不同的传感器完成各类数据的采集、显示、控制与数
3、据汇总保管。据的采集、显示、控制与数据汇总保管。因此，数字式智能多路巡检仪具有非常因此，数字式智能多路巡检仪具有非常宽广的现实市场和潜在的市场要求。宽广的现实市场和潜在的市场要求。 2. AT89C51单片机单片机l2.1 AT89C51单片机的主要性能参数单片机的主要性能参数l AT89C51是一种低功耗，高性能的片内是一种低功耗，高性能的片内含有含有4KB快闪可编程快闪可编程/擦除只读存储器的擦除只读存储器的8位位COMS微控制器，运用高密度，非易失存储技微控制器，运用高密度，非易失存储技术制造，并且与术制造，并且与80C51引脚和指令系统完全兼引脚和指令系统完全兼容。芯片上的容。芯片上的
4、FPEROM允许在线编程或采用通允许在线编程或采用通用的非易失存储编程器对存储器反复编程。用的非易失存储编程器对存储器反复编程。l2. 2 AT89C51单片机的构造及特点单片机的构造及特点l AT89C51采用采用40引脚的双列直插式封装引脚的双列直插式封装(DIP)方式，内部由方式，内部由CPU，4 KB的的ROM，256B的的RAM，2个个16位的定时计数器位的定时计数器T0和和T1，4个个8位位的的IO端口和一个全双工串行通讯口等部分组成。端口和一个全双工串行通讯口等部分组成。AT89C51单片机具有系统构造简单，本钱低，可单片机具有系统构造简单，本钱低，可靠性高，低功耗等特点。特别是
5、内部集成了靠性高，低功耗等特点。特别是内部集成了4KB的的FLASH程序存储器，使单片机系统的构造更加程序存储器，使单片机系统的构造更加简单，也使其得到了广泛的运用。同时，它还具简单，也使其得到了广泛的运用。同时，它还具有高级言语编程的特点，指令丰富，软件开发简有高级言语编程的特点，指令丰富，软件开发简单单 l 综上所述综上所述AT89C51单片机是一款性价比很单片机是一款性价比很高的单片机芯片，特别适宜于仪器仪表的运用。高的单片机芯片，特别适宜于仪器仪表的运用。所以本课题主要基于所以本课题主要基于AT89C51单片机，设计一个单片机，设计一个多路传感器数据的丈量与显示仪表。多路传感器数据的丈
6、量与显示仪表。3 系统硬件设计l硬件总体构造：硬件总体构造：l 硬件部分是整个仪表的重要部分，硬件部分是整个仪表的重要部分，其设计的好坏直接影响到整机的性能，其设计的好坏直接影响到整机的性能，本仪器以本仪器以AT89C51单片机为中心。整个单片机为中心。整个硬件系统分为以下几个模块：传感器模硬件系统分为以下几个模块：传感器模拟信号采集调理模块，拟信号采集调理模块，A/D转换模块，键转换模块，键盘及显示模块，单片机系统模块及报警盘及显示模块，单片机系统模块及报警控制模块。控制模块。单片机系统报警控制模块键盘A/D转换模块LED显示器多路模拟开关信号采集3.1 多路信号采集模块多路信号采集模块模拟
7、信号放大电路模拟信号放大电路多路信号采集通道的选择多路模拟输入电路图 3.2 A/D转换模块 为了把温度、湿度等信号采集电路为了把温度、湿度等信号采集电路测出的模拟信号转换成数字信号送测出的模拟信号转换成数字信号送CPU处置，本系统选用了处置，本系统选用了A/D转换器转换器ADC0804，它精度高，速度快。由于，它精度高，速度快。由于ADC0804芯片只需一路输入，而本系统芯片只需一路输入，而本系统检测的多路信号输入，应选用多路选择检测的多路信号输入，应选用多路选择电子开关电子开关CD4051，可输入多路模拟量。，可输入多路模拟量。多路模拟开关及A/D 转换模块电路图3.3 单片机系统 AT8
8、9C51单片机根本任务电路图单片机根本任务电路图3.4 键盘控制电路 l键盘控制电路由按键及键盘控制电路由按键及其接口构成，键盘是单其接口构成，键盘是单片机最简单的输入设备。片机最简单的输入设备。常用键盘分为独立式键常用键盘分为独立式键盘和矩阵式键盘。盘和矩阵式键盘。l本系统的输入控制简单，本系统的输入控制简单，采用独立式键盘及接口采用独立式键盘及接口电路。输入电路由电路。输入电路由4个个按钮开关、按钮开关、4个个10欧的欧的限流电阻组成；键扫描限流电阻组成；键扫描识别采用软件查询的方识别采用软件查询的方法。法。 3.5 LED数码管显示模块l在本系统中，需求显示在本系统中，需求显示6位数字，
9、位数字，显示数字位数较多，而且需求循显示数字位数较多，而且需求循环显示。综合比较静态显示方式环显示。综合比较静态显示方式和动态显示方式，同时结合本设和动态显示方式，同时结合本设计的实践情况，选择动态显示方计的实践情况，选择动态显示方式。显示模块中单片机式。显示模块中单片机AT89C51的的P0.0-P0.7端作为数据输出，衔端作为数据输出，衔接到两个锁存器接到两个锁存器74HC573对应的对应的输入端输入端D0-D7。6位数码管段选线位数码管段选线并联在一同与其中一个锁存器并联在一同与其中一个锁存器U1的的Q0-Q7端相连，端相连，6为数码管位选为数码管位选与另一个锁存器与另一个锁存器U2的的
10、Q0-Q5端相端相连。锁存器连。锁存器U1的锁存端与单片机的锁存端与单片机P2.6端相连，锁存器端相连，锁存器U2的锁存端的锁存端与单片机与单片机P2.7端相连。端相连。3.6 报警控制模块l报警控制电路由单片机报警控制电路由单片机AT89C51的的P3.3端作输端作输出，经过一个限流电阻与三极管出，经过一个限流电阻与三极管C945的基极的基极相衔接。三极管相衔接。三极管C945集电极衔接压电蜂鸣器集电极衔接压电蜂鸣器的一端。压电蜂鸣器的另一端衔接电源。报警的一端。压电蜂鸣器的另一端衔接电源。报警控制电路如以下图所示。控制电路如以下图所示。4 系统软件设计l 在本程序的设计中，在本程序的设计中
11、，A/D转转换是经过每次转换完成后单换是经过每次转换完成后单片机延时接纳转换结果，并片机延时接纳转换结果，并将转换结果送入处置器的存将转换结果送入处置器的存储器中保管；由于在硬件构储器中保管；由于在硬件构造时，就采用了独立键盘的造时，就采用了独立键盘的构造，所以键盘子程序采用构造，所以键盘子程序采用查询方式，以保证处置器一查询方式，以保证处置器一直都在监视键盘的动作；显直都在监视键盘的动作；显示子程序采用单独的子程序，示子程序采用单独的子程序，作为主程序的调用子程序，作为主程序的调用子程序，以保证以保证LED管的延续显示。管的延续显示。 信号采集子程序流程图键盘扫描子程序流程图显示子程序流程图
12、报警控制子程序流程图多路巡回显示功能流程图结论l数字式多路智能巡检仪具有温度、湿度、流量等信号数字式多路智能巡检仪具有温度、湿度、流量等信号的采集、显示、简单的人机对话及报警功能。它的可的采集、显示、简单的人机对话及报警功能。它的可测范围广，适用性强，具有很大的适用价值。测范围广，适用性强，具有很大的适用价值。l本系统主要用于采集、显示和监控被测数据信息，不本系统主要用于采集、显示和监控被测数据信息，不具备控制调理功能。但可以进展硬件和软件功能扩展。具备控制调理功能。但可以进展硬件和软件功能扩展。在硬件扩展后，经过软件编程实现控制功能扩展。例在硬件扩展后，经过软件编程实现控制功能扩展。例如当被
13、测数据到达一定值时，经过软件编程进展判别，如当被测数据到达一定值时，经过软件编程进展判别，从主控制器的一个从主控制器的一个I/O端口输出一个控制指令，去驱动端口输出一个控制指令，去驱动外部的控制电路任务，从而调理环境温度、湿度、流外部的控制电路任务，从而调理环境温度、湿度、流量等使环境被测数据到达人们所需的要求。在工业、量等使环境被测数据到达人们所需的要求。在工业、农业等行业高度自动化的今天，环境信息的自动监测农业等行业高度自动化的今天，环境信息的自动监测控制越来越遭到人们的注重，本产品将会有很好的市控制越来越遭到人们的注重，本产品将会有很好的市场推行及运用前景。场推行及运用前景。 谢谢 谢！谢！
