计算机控制技术课程设计-数据采集系统

计算机控制技术课程设计-数据采集系统内容摘要：

1 的 P0 口连接，片选端 CS 经过反相器后和单片机的 管脚连接，输出端口 ADC0809 的 START 及 ALE 管脚连接，控制着ADC0809 的采样速度，与系统连接图图 33 计算机控制技术课程设计 10 图 33 8253 与 单片机 连接图 计算机控制技术课程设计 11 ADC0809 内部功能与引脚介绍 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。 引脚排列及各引脚的功能 图 35 ADC0809 芯片管脚图 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。 ⑵ 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。 ⑶ A、 B、 C：通道选择端。 当 CBA=000 时， IN0 输入；当 CBA=111 时， IN7输入。 ⑷ 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 计算机控制技术课程设计 12 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。 ⑸ 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。 ⑹ 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。 ⑺ OE：输出允许端。 高电平允许输出 ⑻ CLK：时钟输入端。 ADC0809 的典型时钟频率为 640kHz，转换时间约为100μs。 ⑼ REF()、 REF(+)：参考电压输入端。 ADC0809 的参考电压为＋ 5V。 ⑽ VCC：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。 ADC0809 工作方式 （ 1）定时传送方式：对于一种 A/D 转换器来说，转换时间作为一项技术指标是已知的和固定的。 例如 ADC0809 转换时间为 128μ s，相当于 6MHz 的 MCS51单片机共 64 个机器周期。 可据此设计一个延时子程序， A/D 转换启动后即调用此子程序，延迟时间一到，转换肯定已经完成了，接着就可进行数据传送。 （ 2）查询方式： A/D 转换芯片由表明转换完成的状态信号，例如 ADC0809的 EOC 端。 因此可以用查询方式，测试 EOC 的状态，即可确认转换是否完成，并接着进行数据传送。 （ 3）中断方式：把表明转换完成的状态 信号（ EOC）作为中断请求信号，以中断方式进行数据传送。 不管使用上述哪种方式，只要一旦确定转换完成，即可通过指令进行数据传送。 首先送出口地址并以信号有效时， OE 信号即有效，把转换数据送上数据总线，供单片机接受。 计算机控制技术课程设计 13 ADC0809 与系统连接 模拟量输入通道选择通道 0，即 ADDA、 ADDB、 ADDC引脚直接接地。 参考电平和供电电源选择 5V。 ALE 和 START 引脚连接在一起，接到 8253 的 OUT0 引脚，在 8253 工作方式 2 下，控制这 0809 的采样间隔时间。 EOC 和 OE 及单片机的外部中断 引脚相连，模数转换完成后， EOC 引脚变成高电平， OE 端允许输出，把转换结果通过 D0D7 数据输出端和 8255 的 PA 口相连，与系统连接如图 36 图 36 0809 与系统连接图 单片机 89C51 的引脚图与功能介绍 计算机控制技术课程设计 14 图 37 单片机 89C51 引脚图 引脚说明： ⑴ VCC：电源电压 ⑵ GND:地 ⑶ P0 口： P0口是一组 8 位漏极开路型双向 I/O 口，作为输出口用时，每个引脚能驱动 8个 TTL 逻辑门电路。 当对 0 端口写入 1 时，可以作为高阻抗 输入端使用。 当 P0 口访问外部程序存储器或数据存储器时，它还可设定成地址数据总线复用的形式。 在这种模式下， P0口具有内部上拉电阻。 在 Flash 编程时， P0 口接收指令字节，同时输出指令字节在程序校验时。 程序校验时需要外接上拉电阻。 计算机控制技术课程设计 15 ⑷ P1 口： P1 口是一带有内部上拉电阻的 8 位双向 I/O 口。 P1 口的输出缓冲能接受或输出 4 个 TTL 逻辑门电路。 当对 P1 口写 1时，它们被内部的上拉电阻拉升为高电平，此时可以作为输入端使用。 当作为输入端使用时， P1 口因为内部存在上拉电阻，所以当外部被拉低时会输出一个低电流（ IIL）。 ⑸ P2 口： P2 是一带有内部上拉电阻的 8 位双向的 I/O 端口。 P2 口的输出缓冲能驱动 4个 TTL 逻辑门电路。 当向 P2 口写 1 时，通过内部上拉电阻把端口拉到高电平，此时可以用作输入口。 作为输入口，因为内部存在上拉电阻，某个引脚被外部信号拉低时会输出电流（ IIL）。 P2 口在访问外部程序存储器或 16 位地址的外部数据存储器（例如 MOVX ＠ DPTR）时， P2口送出高 8 位地址数据。 在这种情况下， P2口使用强大的内部上拉电阻功能当输出 1时。 当利用 8 位地址线访问外部数据存储器时（例 MOVX ＠R1）， P2 口输出特殊功能寄存 器的内容。 当 Flash 编程或校验时， P2口同时接收高 8 位地址和一些控制信号。 ⑹ P3 口： P3 是一带有内部上拉电阻的 8 位双向的 I/O 端口。 P3 口的输出缓冲能驱动 4个 TTL 逻辑门电路。 当向 P3 口写 1 时，通过内部上拉电阻把端口拉到高电平，此时可以用作输入口。 作为输入口，因为内部存在上拉电阻，某个引脚被外部信号拉低时会输出电流（ IIL）。 P3 口同时具有 AT89C51 的多种特殊功能，具体如下表 31所示。 表 41 P3 口的第二功能 端口引脚 第二功能 RXD (串行输入口 ) TXD（串 行输出口） 0INT (外部中断 0) 1INT （外部中断 1） T0（定时器 0） T1（定时器 1） WR （外部数据存储器写选通） 计算机控制技术课程设计 16 RD （外部数据存储器都选通） ⑺ RST:复位输入。 当振荡器工作时， RST 引脚出现两个机器周期的高电平将使单片机复位。 ⑻ ALE/PROG :当访问外部存储器时，地址锁存允许是一输出脉冲，用以锁存地址的低 8 位字节。 当在 Flash 编程时还可以作为编程脉冲输出（ PROG ）。 一般情况下， ALE 是以晶振频率的 1/6 输出，可以用作外部时钟或定时目的。 但也要注意，每当访问外部数据存储器时将跳过一个 ALE 脉冲。 ⑼ PSEN ：程序存储允许时外部程序存储器的读选通信号。 当 AT89C52 执行外部程序存储器的指令时，每个机器周期 PSEN 两 次有效，除了当访问外部数据存储器时， PSEN 将跳过两个信号。 ⑽ EA /VPP:外部访问允许。 为了使单片机能够有效的传送外部数据存储器从 0000H 到 FFFH 单元的指令， EA 必须同 GND 相连接。 需要主要的是，如果加密位 1 被编程，复位时 EA 端会自动内部锁存。 当执行内部编程指令时， EA 应该接到 VCC 端。 ⑾ XTAL1：振荡器反相放大器以及内部时钟电路的输入 端。 ⑿ XTAL2：振荡器反相放大器的输出端。 8255 并行口芯片基本组成及工作原理 8255 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。