基于61单片机的数据采集系统毕业设计论文(编辑修改稿)

基于61单片机的数据采集系统毕业设计论文(编辑修改稿)内容摘要：

及 2K的 SRAM。 利用这些特性可以很 容易实现温度采集及显示，而且具有语音处理优势，可以实现语音报警功能。 SPCE061A片内还集成了一个 ICE（在线仿真电路）接口，使得对该芯片的编程、仿真都变得非常方便，而 ICE接口不占用芯片上的硬件资源，结合凌阳科技提供的集成开发环境（ μ39。 n SPIDE）用户可以利用它对芯片进行真实的仿真；而程序的下载（烧写）也是通过该接口进行下载。 下图为 SPCE061A 单片机的内部结构框图： 图 SPCE061A内部结构图 SPCE061A 性能简介： 内蒙古科技大学毕业设计 说明书（毕业 论文 ） 表 31 SPCE061A的特性参数 特性参数 说明 特性参数 说明 工作电压 （ CPU） ~ (I/O)VDDH 为VDD~ 模 /数转换器 7 通道 10 位 ADC 和单通道 10 位声音 ADC CPU工作频率 ~ 数 /模转换器 2 个 10 位 DAC 输出通道 数据存储器 2K 字 SRAM UART 1 个全双工通用异步收发器串行接口 程序存储器 32K 字 Flash ROM SIO 1 个同步串行设备接口 I/O 端口 2组 16 位可编程输入 /输出端口 节电功能 具备弱振和睡眠方式 中断 14 个中断源，故障中断请求（ FIQ）和中断请求（ IRQ）两个中断优先级 看门狗 具备清除时间周期为 的看门狗 定时 /计数器 两组 16 位可编程 其他功能 低电压复位、监测、保密 下图所示 为 SPCE61A 单片机的引脚图： IOB3IOA5IOA0IOB5IO A 1 2IOA4IC E _ S D AIOB0IO B 1 5A V S S 1IC E _ S C KVCPIO A 1 4IOA8VDDHIOA1VCMIOB9AVSS1IOB4O S C OVDDHIO B 1 2IO B 1 3O P IVDD_PIOB1S L E E PIOB8IO A 1 1A G CIO A 1 0IO B 1 4VRTIOA3IOB7IOB10IO A 9IOA6IOA2MICPV R E F 2O S C IIOB6IO B 1 1IO A 1 5IC E _ E NRES_BIOB2V S SIO A 1 3IOA7M IC O U TV S SVSSVMICVSSVDDHD A C 1M IC NVDD_AV D DD A C 2O S C 32 O12O S C 32 I13X T E S T14VDD15X I C E16X I C E C L K17X I C E S D A18V S S19P V I N20D A C 121D A C 222V R E F 223V S S24AGC25O P I26M I C O U T27M I C N28P F U S E29MICP33VCM34VRTPAD35VDD36VMIC37VSS38IOA041IOA142IOA243IOA344IOA445IOA546IOA647IOA748VSS49VSS50VDDH51VDDH52IOA853NC39NC40NC30NC31NC32I O A 954I O A 1 055I O A 1 156I O A 1 257I O A 1 358I O A 1 459I O A 1 560X R O M T61V S S62X S L E E P63I O B 1 564I O B 1 465I O B 1 366I O B 1 267I O B 1 168P V P P69VDDH75IOB1076IOB977NC70NC71NC72NC73NC74IOB878IOB779IOB680IOB581IOB41IOB32IOB23NC82NC83NC84IOB14IOB05XRESB6VDD7VCP8VSS9NC10NC11U1 图 SPCE061A引脚图 内蒙古科技大学毕业设计 说明书（毕业 论文 ） 61 其 余 部件 简介 在本设计中，硬件系统所使用的核心是 61 单片机，基于凌阳公司已有以 61 单片机位 为核心 的 61 板卡，所以在本设计中使用 61 板卡作为 61 单片机的载体。 61 板的核心是凌阳 16 位单片机 SPCE061A，封装形式为 PLCC84，各引脚功能参考下图所示中的SPCE061A 原理图。 R E S E TK 3 K 2 K 1++I O B 7 ~ I O B 0I O B 1 5 ~ I O B 8I O A 7 ~ I O A 0I O A 1 5 ~ I O A 8S L E E PX 1 麦 克 输 入P O W E RJ 1 0 电 源J 4 P R O B ES 5 3 P I N 单 排 针J 1 1 E Z _ P R O B EJ 3 音 频 输 出 图 61 板接口图 （一）输入 /输出（ I/O）接口 61板将 SPCE061A的 32个 I/O口全部引出： IOA0~IOA15， IOB0~IOB15， 而且该 I/O口是可编程的，即可以设置为输入或输出： 设置为输入时，分为悬浮输入或非悬浮输入，非悬浮输入又可以设置为上拉输入或是下拉输入；在 5V情况下，上拉电阻为 150K，下拉电阻为 110K；设置为输出时，可以选择同相输出或者反相输出。 （二）音频输入 /输出接口 61板具有强大的语音处理功 能，如图 33所示， X1是语音的 MIC输入端，自带自动增益（ AGC）控制， J3是语音输出接口，一个 2pin的插针外接喇叭，由 DAC输出引脚 21或 22经语音集成放大器 SPY0030A放大，然后输出， SPY0030A是凌阳的一款芯片，功能内蒙古科技大学毕业设计 说明书（毕业 论文 ） 相当于 LM386，但是比 LM386音质好，它可以工作在 ~，最大输出功率可达 700mW（ LM386必须工作在 4V以上，而且功率只有 100mW）。 （三）在线调试器 PROBE和 EZ_PROBE接口 图 33中 J4为 PROBE的接口，该接口有 5pin，我们就是 通过它将 PROBE与 PC机连接起来进行调试、仿真和下载程序的。 这样，就不需要再用仿真器和编程器了。 图 33中的 J11是 EZ_PROBE的接口，我们提供一根下载线用作程序的下载，一端连接 PC机的 25pin并口，另外一端接 61板的 5pinEZ_PROBE接口。 （四）电源接口 图 33中 J10是电源接口， 61板的内核 SPCE061A电压要求为 ，而 I/O端口的电压可以选择 5V。 所以，在板子上具有两种工作电压： 5V和。 对应的引脚中 1 36和 7必须为 , 对于 I/O端口的 电压 5 5 75可以为 5V，这两种电平的选择通过跳线 J5来选择。 61板的供电电源系统采用用户多种选择方式： 5V供电 用户可以用 3节电池来供电， 5V直流电压直接通过 SPY0029（相当于一般 ）稳压到 ，为整个 61板提供了 5V和。 另外也可以直接外接 5V的直流稳压源供电， 5V电压再通过 SPY0029稳压到。 用户可以提供直流 ，此时整个板 卡 只有 ， I/O端口电压此时只有一种选择。 （五）外部复位 复位是对 61板内部的硬件初始化， 61板本身具有上电复位功能，即通电就自动复位，另外，还具有外部复位电路，即在引脚 6上外加一个低电平就可令其复位。 如图 RESET按键。 内蒙古科技大学毕业设计 说明书（毕业 论文 ） 测温模块 本设计中使用了 DS18B20温度传感器 作 为测温元件。 DS18B20是 DALLAS公司生产的一线制数字温度传感器；温度测量范围为－ 55℃～＋ 125℃ ,可编程为 9位～ 12位 A/D转换精度，测温分辨率可达 ℃，被测温度用符号扩展的 16位数字量方式串行输出；其工作电源既可在远端引入，也可采用寄生电源方式 产生；多个 DS18B20可以并联到一起， CPU只需一根数据线就能与诸多 DS18B20通信，占用微处理器的端口较少，可节省大量的引线和逻辑电路。 以上特点使 DS18B20非常适用于远距离多点温度检测系统。 1：技术性能描述： 独特的单线接口方式， DS18B20 在与微处理器连接时仅需要一条口线即可实现微处理器与 DS18B20 的双向通讯。 测温范围 － 55℃ ～＋ 125℃ ，固有测温分辨率 ℃。 支持多点组网功能，多个 DS18B20 可以并联在唯一的三线上，实现多点测温。 工作电源 : 3～ 5V/DC。 在使用中不需要任何外围元件。 测量结果以 9～ 12 位数字量方式串行传送。 不锈钢保护管直径 Φ6。 适用于 DN15～ 25, DN40～ DN250 各种介质工业管道和狭小空间设备测温。 标准安装螺纹 M10X1, , G1/2 任选。 PVC 电缆直接出线或德式球型接线盒出线 ,便于与其它电器设备连接。 2：应用范围 内蒙古科技大学毕业设计 说明书（毕业 论文 ） 该产品适用于冷冻库，粮仓，储罐，电讯机房，电力机房，电缆线槽等测温和控 制领域 轴瓦，缸体，纺机，空调，等狭小空间工业设备测温和控制。 汽车空调、冰箱、冷柜、以及中低温干燥箱等。 供热 /制冷管道热量计量，中央空调分户热能计量和工业领域测温和控制。 DS18B20内部结构图 ，主要由 4部分组成： 64位 ROM、温度传感器、温度报警触发器 TH和 TL、配置寄存器。 DS18B20的管脚排列如图 ， DQ为数字信号输入 /输出端； GND为电源地； VDD为外接供电电源输入端（寄生电源接线方式时接地）。 6 4 位 R O M 和 单线 端 口存 储 器 和 控 制 逻 辑暂 存 器8 位 C R C 产生 器温 度 传 感 器上 限 温 度 报 警 T H下 限 温 度 报 警 T L配 置 寄 存 器电 源 探测内 部 V D D 图 DS18B20 内部结构图 图 DS18B20 封装形式 内蒙古科技大学毕业设计 说明书（毕业 论文 ） ROM 中的 64 位序列号是出厂前被光刻好的，它可以看作是该 DS18B20 的地址序列码，每个 DS18B20 的 64 位序列号均不相同。 64 位 ROM 排放循环冗余校验码（ CRC=X8＋ X5＋ X4＋ 1）。 ROM 的作用是使每一个 DS18B20 都各不相同，这样就可以实现一根总线上挂接多个 DS18B20 的目的。 DS18B20 中的温度传感器完成对温度的测量，用 16位符号扩展的二进制补码读数形式提供，以 ℃ /LSB 形式表达 ，其中 S 为符号位。 例如＋ 125℃的数字输出为 07D0H，＋ ℃的数字输出为 0191H，－ ℃的数字输出为 FF6FH，－ 55℃的数字输出为 FC90H。 DS18B20 的一线工作协议流程是：初始化 →ROM 操作指令 → 存储器操作指令 → 数据传输。 其工作时序包括初始化时序、写时序和读时序，如 图 、图 所示。 V C C一 线 总 线G N D主 机 激 发低 电 平电 阻 上拉D S 1 8 B 2 0 激发 低 电 平主 机 发 复 位 脉 冲4 8 0 — 9 6 0 181。 s1 5 6 0 181。 sD。