《計算機控制系統(tǒng)》課程設計基于單片機的具有AD和DA功能的信號測控裝置

《《計算機控制系統(tǒng)》課程設計基于單片機的具有AD和DA功能的信號測控裝置》由會員分享，可在線閱讀，更多相關《《計算機控制系統(tǒng)》課程設計基于單片機的具有AD和DA功能的信號測控裝置（24頁珍藏版）》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。

1、 目錄 1 題目背景與意義 1 2 設計題目介紹 2 2.1 設計題目 2 2.2 題目要求 2 3 系統(tǒng)總體框架 3 4 系統(tǒng)硬件設計 3 4.1 主控制芯片8051 3 4.1.1 8051引腳說明 4 4.1.2 單片機最小系統(tǒng) 5 4.2 A/D轉(zhuǎn)換電路 6 4.2.1 AD574 7 4.3 D/A轉(zhuǎn)換電路 9 4.3.1 數(shù)模轉(zhuǎn)換器DAC0832 9 4.3.2 外接運放5G24 11 4.4 調(diào)理電路 12 4.5 穩(wěn)壓電源 13 4.6 鍵盤模塊 14 4.7 LED顯示電路 14 4.8 聲光報警電路 15 4.9 整

2、體硬件設計圖 16 5 系統(tǒng)軟件設計 17 5.1主程序框圖 17 5.2鍵盤控制程序框圖 18 5.3數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換程序框圖 19 5.4顯示子程序框圖 20 5.5 基本程序 21 6 結論 23 參考文獻 24 1 題目背景與意義 本課程設計以《計算機控制系統(tǒng)》課程理論為基礎，以其他電子類、計算機及接口類相關課程內(nèi)容為輔助，在實踐中鍛煉學生的系統(tǒng)設計能力、理論應用能力、總結歸納能力以及自我學習能力，提高其實踐能力、創(chuàng)新意識與創(chuàng)業(yè)精神。 2 設計題目介紹 2.1 設計題目 設計一個基于單片機的具有A/D和D/A功能的信號測控裝

3、置。要求該信號測控裝置能夠接入典型傳感器、變送器信號，同時可輸出標準電壓/電流信號。并滿足抗干擾、通用性、安全性、性價比等原則性要求。 標準電壓/電流信號此處定為：0～5V/4～20mA (0～20mA) 2.2 題目要求 1. 基本要求： 1) 充分理解題目要求，確定方案。 2) 合理選擇器件型號。 3) 用1號圖紙1張或者采用Protel軟件畫出電原理圖。 4) 用1號圖紙1張畫出軟件結構框圖。 5) 寫出設計報告，對課程設計成品的功能進行介紹及主要部分進行分析與說明。 6) 每天寫出工作日記。 2. 發(fā)揮部分： 1) 可將系統(tǒng)擴展為多路?？稍诖讼到y(tǒng)中擴展鍵盤、顯

4、示（LCD/LED）、與上位機通訊功能。 2) 完成以上基本設計部分之后，可以運用Protues仿真軟件對設計結果進行相應的編程和仿真，調(diào)試測控系統(tǒng)并觀察其運行結果(可以分部分完成)。 3 系統(tǒng)總體框架 8051 穩(wěn)壓電源 顯示模塊 模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊 鍵盤模塊 聲光報警 數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊 模擬量輸出 模擬量輸入 圖1 總體設計方案 此控制系統(tǒng)的硬件設計框圖如圖1所示。被控對象經(jīng)傳感器，變送器輸入電壓信號或電流信號，經(jīng)模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊中調(diào)理電路送入A/D轉(zhuǎn)換器，通過采樣和模數(shù)轉(zhuǎn)換，所檢測到的電壓信號和送入單片機進行比較，以顯示模塊顯示結果，聲光報警判斷是否正常工

5、作。由鍵盤模塊設定報警上下限值。穩(wěn)壓電源提供穩(wěn)定電壓。數(shù)模轉(zhuǎn)換輸出模擬量進行控制。 4 系統(tǒng)硬件設計 4.1 主控制芯片8051 本設計的主控制芯片我們選擇性價比高的8051單片機，8051單片機是一款8位的CPU，與通用的微處理器基本相同。片內(nèi)有128個字節(jié)RAM，片外最多可以外擴到64k。8051有4k字節(jié)的ROM；具有5個中斷源，2個優(yōu)先權；3個8位的并行I/O口、一個全雙工的串行口，2個16為的定時器/計數(shù)器，基于從經(jīng)濟出發(fā)，本設計我們選擇8051單片機完全能實現(xiàn)控制的要求。原理圖如圖2。 圖2 單片機最小系統(tǒng) 4.1.1 8051引腳說明 圖3 8051引腳圖

6、8051共有4個I/O端口，為P0、P1、P2、P3，四個I/O口都是雙向的，且每個口都具有鎖存器。每個口有8條線，共計32條I/O線。各端口的功能敘述如下： 1、P0口 有三個功能： （1）外部擴充存儲器時，當作數(shù)據(jù)總線（D0~D7）。 （2）外部擴充存儲器時，當作地址總線（A1~A7）。 （3）不擴充時，可做一般I/O口使用，但內(nèi)部沒有上拉電阻，作為輸入或輸出時應在外部接上拉電阻。 2、P1口 只做I/O口使用，其內(nèi)部有上拉電阻。 3、P2口 有兩個功能： （1）擴充外部存儲器時，當作地址總線（A8~A15）使用。 （2）做一般I/O口使用，其內(nèi)部有上拉電阻。 4、P3口

7、 有兩中功能 除了作為I/O口使用外（內(nèi)部有上拉電阻），還有一些特殊功能，由特殊寄存器來設置。 P30……RXD（串行輸入口） P31……TXD（串行輸出口） P32……/INT0（外部中斷） P33……/INT1（外部中斷） P34……T0（TIMER0的外部輸入腳） P35……T1（TIMER1的外部輸入腳） P36……/WR（外部數(shù)據(jù)存儲器的寫入控制信號） P37……/RD（外部數(shù)據(jù)存儲器的讀取控制信號） 端口1、2、3有內(nèi)部上拉電阻，當作為輸入時，其電位被拉高，若輸入為低電平可提供電流源；其作為輸出時可驅(qū)動4個LS TTL。而端口0作為輸入時，處在高阻抗的狀態(tài)，其輸

8、出緩沖器可驅(qū)動8個LS TTL（需要外部的上拉電阻）。 5、EA/VPP （1）接高電平時： a、CPU讀取內(nèi)部程序存儲器（ROM），如8051/8052。 b、擴充外部ROM：當讀取內(nèi)部程序存儲器超過0FFFH（8051）、1FFFH（8052）時，自動讀取外部ROM。 （2）接低電平時：CPU讀取外部程序存儲器（ROM），如8031/8032。 4.1.2 單片機最小系統(tǒng) 1）單片機最小系統(tǒng)復位電路的極性電容C1的大小直接影響單片機的復位時間，一般采用10~30uF，51單片機最小系統(tǒng)容值越大需要的復位時間越短。 2）51單片機最小系統(tǒng)晶振的振蕩頻率直接影響單片機的處理速度

9、，頻率越大處理速度越快。 3）51單片機最小系統(tǒng)起振電容C2、C3一般采用15~33pF，并且電容離晶振越近越好，晶振離單片機越近越好。 4）在單片機啟動0.1S后，電容C兩端的電壓持續(xù)充電為5V，這是時候10K電阻兩端的電壓接近于0V，RST處于低電平所以系統(tǒng)正常工作。當按鍵按下的時候，開關導通，這個時候電容兩端形成了一個回路，電容被短路，所以在按鍵按下的這個過程中，電容開始釋放之前充的電量。隨著時間的推移，電容的電壓在0.1S內(nèi)，從5V釋放到變?yōu)榱?.5V，甚至更小。根據(jù)串聯(lián)電路電壓為各處之和，這個時候10K電阻兩端的電壓為3.5V，甚至更大，所以RST引腳又接收到高電平。單片機系統(tǒng)自

10、動復位。 5）設置為定時器模式時，加1計數(shù)器是對內(nèi)部機器周期計數(shù)（1個機器周期等于12個振蕩周期，即計數(shù)頻率為晶振頻率的1/12）。計數(shù)值N乘以機器周期Tcy就是定時時間t。 設置為計數(shù)器模式時，外部事件計數(shù)脈沖由T0或T1引腳輸入到計數(shù)器。在每個機器周期的S5P2期間采樣T0、T1引腳電平。當某周期采樣到一高電平輸入，而下一周期又采樣到一低電平時，則計數(shù)器加1，更新的計數(shù)值在下一個機器周期的S3P1期間裝入計數(shù)器。由于檢測一個從1到0的下降沿需要2個機器周期，因此要求被采樣的電平至少要維持一個機器周期。當晶振頻率為12MHz時，最高計數(shù)頻率不超過1/2MHz，即計數(shù)脈沖的周期要大于2 m

11、s。 4.2 A/D轉(zhuǎn)換電路 本系統(tǒng)的設計對AD的要求比較高，因此，我采用的是12位的高精度的AD轉(zhuǎn)換器。轉(zhuǎn)換時間25us，轉(zhuǎn)換精度為0.05%，完全滿足本設計。我們采用的AD轉(zhuǎn)換電路是雙極性輸入的，可以實現(xiàn)輸入信號-5v~+5v、-10v~+10v轉(zhuǎn)換。由于AD574片內(nèi)含有高精度的基準電壓源和時鐘電路，從而使AD574不需要任何的外加電路和時鐘信號完成A/D轉(zhuǎn)換。 圖4 A/D轉(zhuǎn)換模塊電路圖 4.2.1 AD574 AD574A是美國模擬數(shù)字公司（Analog）推出的單片高速12位逐次比較型A/D轉(zhuǎn)換器，內(nèi)置雙極性電路構成的混合集成轉(zhuǎn)換顯片，具有外接元件少，功耗低，

12、精度高等特點，并且具有自動校零和自動極性轉(zhuǎn)換功能，只需外接少量的阻容件即可構成一個完整的A/D轉(zhuǎn)換器，其主要功能特性如下： 分辨率：12位 非線性誤差：小于1/2LBS或1LBS 轉(zhuǎn)換速率：25us 模擬電壓輸入范圍：0—10V和0—20V，0—5V和0—10V兩檔四種 電源電壓：15V和5V 數(shù)據(jù)輸出格式：12位/8位 芯片工作模式：全速工作模式和單一工作模式 1）AD574引腳功能 [1]. Pin1(+V)——+5V電源輸入端。 [2]. Pin2( )——數(shù)據(jù)模式選擇端，通過此引腳可選擇數(shù)據(jù)縱線是12位或8位輸出。 [3]. Pin3( )——片選端。 [4]. Pin4(A

13、0)——字節(jié)地址短周期控制端。與 端用來控制啟動轉(zhuǎn)換的方式和數(shù)據(jù)輸出格式。須注意的是， 端TTL電平不能直接+5V或0V連接。 [5]. Pin5( )——讀轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)控制端。 [6]. Pin6(CE)——使能端。 [7]. Pin7(V+)——正電源輸入端，輸入+15V電源。 [8]. Pin8(REF OUT)——10V基準電源電壓輸出端。 [9]. Pin9(AGND)——模擬地端。 [10]. Pin10(REF IN)——基準電源電壓輸入端。 [11]. Pin(V-)——負電源輸入端，輸入-15V電源。 [12]. Pin1(V+)——正電源輸入端，輸入+15V電源

14、。 [13]. Pin13(10V IN)——10V量程模擬電壓輸入端。 [14]. Pin14(20V IN)——20V量程模擬電壓輸入端。 [15]. Pin15(DGND)——數(shù)字地端。 [16]. Pin16—Pin27(DB0—DB11)——12條數(shù)據(jù)總線。通過這12條數(shù)據(jù)總線向外輸出A/D轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)。 [17]. Pin28(STS)——工作狀態(tài)指示信號端，當STS=1時，表示轉(zhuǎn)換器正處于轉(zhuǎn)換狀態(tài)，當STS=0時，聲明A/D轉(zhuǎn)換結束，通過此信號可以判別A/D轉(zhuǎn)換器的工作狀態(tài)，作為單片機的中斷或查詢信號之用。 圖5 AD574A引腳圖 2）工作方式 AD574

15、A的CE、、、 和A0對其工作狀態(tài)的控制過程：在CE=1、 =0同時滿足時，AD574A才會正常工作，在AD574處于工作狀態(tài)時，當 =0時A/D轉(zhuǎn)換，當 =1是進行數(shù)據(jù)讀出。 和A0端用來控制啟動轉(zhuǎn)換的方式和數(shù)據(jù)輸出格式。A0-0時，啟動的是按完整12位數(shù)據(jù)方式進行的。當A0=1時，按8位A/D轉(zhuǎn)換方式進行。當 =1，也即當AD574A處于數(shù)據(jù)狀態(tài)時，A0和 控制數(shù)據(jù)輸出狀態(tài)的格式。當 =1時，數(shù)據(jù)以12位并行輸出，當 =0時，數(shù)據(jù)以8位分兩次輸出。而當A0=0時，輸出轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)的高8位，A0=1時輸出A/D轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)的低4位，這四位占一個字節(jié)的高半字節(jié)，低半字節(jié)補零。 AD574A的工作模式

16、：以上我們所述的是AD574A的全控狀態(tài)，如果需AD574A工作于單一模式，只需將CE、 端接至+5V電源端， 和A0接至0V，僅用 端來控制A/D轉(zhuǎn)換的啟動和數(shù)據(jù)輸出。當 =0時，啟動A/D轉(zhuǎn)換器，經(jīng)25us后STS=1，表明A/D轉(zhuǎn)換結束，此時將 置1，即可從數(shù)據(jù)端讀取數(shù)據(jù)。 8051單片機與AD574A的接口電路：其中還使用了三態(tài)鎖存器74LS373和74LS00與非門電路，邏輯控制信號由(、和A0)有8051的數(shù)據(jù)口P0發(fā)出，并由三態(tài)鎖存器74LS373鎖存到輸出端Q0、Q1和Q2上，用于控制AD574A的工作過程。AD轉(zhuǎn)換器的數(shù)據(jù)輸出也通過P0數(shù)據(jù)總線連至8051，由于我們只使用了

17、8位數(shù)據(jù)口，12位數(shù)據(jù)分兩次讀進8051，所以接地。當8051的p3.0查詢到STS端轉(zhuǎn)換結束信號后，先將轉(zhuǎn)換后的12位A/D數(shù)據(jù)的高8位讀進8051，然后再將低4位讀進8051。這里不管AD574A是處在啟動、轉(zhuǎn)換和輸出結果，使能端CE都必須為1，因此將8051的寫控制線和讀控制線通過與非門74LS00與AD574A的使能端CE相連。 4.3 D/A轉(zhuǎn)換電路 D/A轉(zhuǎn)換電路采用DAC0832進行數(shù)模轉(zhuǎn)換。由于DAC0832是單路轉(zhuǎn)換，為了使系統(tǒng)能有更好的控制性，我加了個多路開關CD4051，從而實現(xiàn)系統(tǒng)的多路控制。 圖6 D/A轉(zhuǎn)換電路 4.3.1 數(shù)模轉(zhuǎn)換器DAC0832 D

18、AC0832是8位D/A轉(zhuǎn)換器，它采用CMOS工藝制作，具有雙緩沖器輸入結構。 1）0832引腳功能 DAC0832是20引腳的雙列直插式芯片。各引腳的特性如下： CS——片選信號，和允許鎖存信號ILE組合來決定 是否起作用。 ILE——允許鎖存信號。 WR1——寫信號1，作為第一級鎖存信號，將輸入資料鎖存到輸入寄存器（此時， 必須和 、ILE同時有效）。 WR2——寫信號2，將鎖存在輸入寄存器中的資料送到DAC寄存器中進行鎖存（此時，傳輸控制信號 必須有效）。 XFER——傳輸控制信號，用來控制 。 DI7~DI0——8位數(shù)據(jù)輸入端。 IOUT1——模擬電流輸

19、出端1。當DAC寄存器中全為1時，輸出電流最大，當DAC寄存器中全為0時，輸出電流為0。 IOUT2——模擬電流輸出端2。IOUT1+IOUT2=常數(shù)。 RFB——反饋電阻引出端。DAC0832內(nèi)部已經(jīng)有反饋電阻，所以，RFB端可以直接接到外部運算放大器的輸出端。相當于將反饋電阻接在運算放大器的輸入端和輸出端之間。 VREF——參考電壓輸入端?？山与妷悍秶鸀?0V。外部標準電壓通過VREF與T型電阻網(wǎng)絡相連。 VCC——芯片供電電壓端。范圍為+5V~+15V，最佳工作狀態(tài)是+15V。 AGND——模擬地，即模擬電路接地端。 DGND——數(shù)字地，即數(shù)字電路接地端。

20、圖7 DAC0832引腳圖 2）0832工作方式 DAC0832進行D/A轉(zhuǎn)換，可以采用兩種方法對數(shù)據(jù)進行鎖存。 第一種方法是使輸入寄存器工作在鎖存狀態(tài)，而DAC寄存器工作在直通狀態(tài)。具體地說，就是使 和 都為低電平，DAC寄存器的鎖存選通端得不到有效電平而直通；此外，使輸入寄存器的控制信號ILE處于高電平、 處于低電平，這樣，當 端來一個負脈沖時，就可以完成1次轉(zhuǎn)換。 第二種方法是使輸入寄存器工作在直通狀態(tài)，而DAC寄存器工作在鎖存狀態(tài)。就是使 和 為低電平，ILE為高電平，這樣，輸入寄存器的鎖存選通信號處于無效狀態(tài)而直通；當 和 端輸入1個負脈沖時，使得DAC寄存器工作在鎖存狀

21、態(tài)，提供鎖存數(shù)據(jù)進行轉(zhuǎn)換。 根據(jù)上述對DAC0832的輸入寄存器和DAC寄存器不同的控制方法，DAC0832有如下3種工作方式： ①單緩沖方式。單緩沖方式是控制輸入寄存器和DAC寄存器同時接收資料，或者只用輸入寄存器而把DAC寄存器接成直通方式。此方式適用只有一路模擬量輸出或幾路模擬量異步輸出的情形。 ②雙緩沖方式。雙緩沖方式是先使輸入寄存器接收資料，再控制輸入寄存器的輸出資料到DAC寄存器，即分兩次鎖存輸入資料。此方式適用于多個D/A轉(zhuǎn)換同步輸出的情節(jié)。 ③直通方式。直通方式是資料不經(jīng)兩級鎖存器鎖存，即 CS*，XFER* ，WR1* ，WR2* 均接地，ILE接高電平。此方

22、式適用于連續(xù)反饋控制線路和不帶微機的控制系統(tǒng)，不過在使用時，必須通過另加I/O接口與CPU連接，以匹配CPU與D/A轉(zhuǎn)換。 4.3.2 外接運放5G24 由于D/A轉(zhuǎn)換結果采用電流形式輸出。若需要相應的模擬電壓信號，可通過一個高輸入阻抗的線性運算放大器實現(xiàn)。運放的反饋電阻可通過RFB端引用片內(nèi)固有電阻，也可外接。DAC0832邏輯輸入滿足TTL電平，可直接與TTL電路或微機電路連接。 運算放大器有三個特點： ⑴開環(huán)放大倍數(shù)非常高，一般為幾千，甚至可高達10萬。在正常情況下，運算放大器所需要的輸入電壓非常小。 ⑵輸入阻抗非常大。運算放大器工作時，輸入端相當于一個很小的電壓加在一個很大

23、的輸入阻抗上，所需要的輸入電流也極小。 ⑶輸出阻抗很小，所以，它的驅(qū)動能力非常大。 本設計采用實際較為常用的5G24型放大器。 表1 5G24引腳功能表 4.4 調(diào)理電路 在工業(yè)控制中各類傳感器常輸出標準電流信號4~20mA，為此，常要先將其轉(zhuǎn)換成10V的標準電壓信號，以便送給各類設備進行處理。這種轉(zhuǎn)換電路以4mA為滿量程的0%對應-10V；12mA為50%對應0V；20mA為100%對應5V。參考電路見圖9所示。 圖9 4-20MA電流轉(zhuǎn)電壓電路 在與電流輸出的傳感器接口的時候，為了把傳感器(變送器)輸出的1-10mA或者4-20mA電流信號轉(zhuǎn)換成為電壓信號，往

24、往都會在后級電路的最前端配置一個I/V轉(zhuǎn)換電路。單片機前可配置一個由運算放大器組成的緩沖處理電路，增加這級運算放大器可以起到對零點的處理會變得更加方便，無需耗用單片機的內(nèi)部資源，尤其單片機是采用A／D接口來接受這種零點信號不為零電壓的輸入時，可以保證A/D轉(zhuǎn)換位數(shù)的資源能夠全部應用于有用信號上。 以4～20mA 例，圖中的RA0是電流取樣電阻，其值的大小主要受傳感變送器供電電壓的制約，當前級采用24V供電時，RA0經(jīng)常會使用500Ω的阻值，對應20mA 的時候，轉(zhuǎn)換電壓為10V，如果僅僅需要最大轉(zhuǎn)換電壓為5V，可以取RA0=250Ω，這時候，傳感變送器的供電只要12V就夠用了。因為即使傳送距

25、離達到1000米，RA0最多也就幾百Ω而已。 同時，線路輸入與主電路的隔離作用，尤其是主電路為單片機系統(tǒng)的時候，這個隔離級還可以起到保護單片機系統(tǒng)的作用。 圖采用的是廉價運放1458，其對零點的處理是在反相輸入端上加入一個調(diào)整電壓，其大小恰好為輸入4mA時在RAO上的壓降。有了運算放大器，還使得 RAO的取值可以更加小，因為這時信號電壓不夠大的部分可以通過配置運放的放大倍數(shù)來補足。這樣，就可以真正把4～20mA電流轉(zhuǎn)換成為0～5V電壓了。 經(jīng)電路分析，可知流過反饋電阻Rf的電流為(Vo-VN)/Rf與VN/R1＋(VN-Vf)/R5相等，由此，可推出輸出電壓Vo的表達式： Vo=(1+

26、Rf/R1+Rf/R5)VN-(R4/R5)Vf。由于VN≈Vp＝IiR4，上式中的VN即可用IiR4替換，若R4＝200Ω，R1＝18kΩ，Rf＝7.14kΩ，R5＝43kΩ，并調(diào)整Vf≈7.53V，輸出電壓Vo的表達式可寫成如下的形式: 當輸入4－20mA電流信號時，對應輸出0－5V的電壓信號。 4.5 穩(wěn)壓電源 為了使單片機能更穩(wěn)定的工作，必須保證有一個穩(wěn)定的電壓輸入。所以接入一個+5V穩(wěn)壓電源。7805為典型三端IC穩(wěn)壓集成電路。 圖9 穩(wěn)壓電源模塊 4.6 鍵盤模塊 加入鍵盤是為了便于人機互動，方便工作人員即時調(diào)整工況，調(diào)節(jié)系統(tǒng)的允許工作范圍。由P1.0-P1.3

27、口控制。 其中，S2是用于進入鍵盤調(diào)節(jié)模式和退出鍵盤調(diào)節(jié)模式；S3是用于增加上限值；S4用于減小上限值；S5用于增加下限值；S6用于減小下限值。 圖10 鍵盤電路 4.7 LED顯示電路 加入LED顯示是為了便于人機互動，方便工作人員及時了解此時工況。采用74LS164驅(qū)動數(shù)碼管。 圖11 LED顯示電路 74HC164、74HCT164 是高速硅門 CMOS 器件，與低功耗肖特基型 TTL (LSTTL) 器件的引腳兼容。74HC164、74HCT164 是 8 位邊沿觸發(fā)式移位寄存器，串行輸入數(shù)據(jù)，然后并行輸出。數(shù)據(jù)通過兩個輸入端（DSA 或 DSB）之一串行輸入；

28、任一輸入端可以用作高電平使能端，控制另一輸入端的數(shù)據(jù)輸入。兩個輸入端或者連接在一起，或者把不用的輸入端接高電平，一定不要懸空。 時鐘 (CP) 每次由低變高時，數(shù)據(jù)右移一位，輸入到 Q0， Q0 是兩個數(shù)據(jù)輸入端（DSA和 DSB）的邏輯與，它將上升時鐘沿之前保持一個建立時間的長度。 主復位 (MR) 輸入端上的一個低電平將使其它所有輸入端都無效，同時非同步地清除寄存器，強制所有的輸出為低電平。 4.8 聲光報警電路 當系統(tǒng)正常運行時，綠燈亮。當傳感器所采集的信息通過單片機處理，如果超過設置的上限值或低于下限值時，蜂鳴器進行報警，紅燈亮起。其電路圖如圖12所示。 圖12 聲光

29、報警電路 4.9 整體硬件設計圖 圖 13 整體設計電路圖 5 系統(tǒng)軟件設計 5.1主程序框圖 開始 啟動A/D轉(zhuǎn)換，同時將A中的數(shù)據(jù)送入D/A啟動轉(zhuǎn)換 開中斷 設置報警電路初始值為紅燈滅綠燈亮 設置上下限初始值 設置DPTR初始值 踏步等待 圖14 主程序框圖 5.2鍵盤控制程序框圖 開始 關中斷保護現(xiàn)場 紅燈、綠燈熄滅 現(xiàn)場恢復返回 查詢S3是否按下 查詢S4是否按下 查詢S5是否按下 查詢S6是否按下 查詢S2是否按下 增加上限 減少上限 增加下限 減少下限 Y Y Y Y Y N N N

30、N N 圖15 鍵盤控制程序框圖 5.3數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換程序框圖 開始 關中斷保護現(xiàn)場 讀取A/D轉(zhuǎn)換的結果 現(xiàn)場恢復返回 結果是否大于上限 結果是否小于下限 調(diào)用顯示子程序 報警 調(diào)用顯示子程序 啟動下一次轉(zhuǎn)換 Y Y N N 圖16 數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換程序框圖 5.4顯示子程序框圖 開始 將A/D轉(zhuǎn)換結果的個、十、百位分別放入51H、52H、53H 令R1指向52H，R7計數(shù) 返回 R7是否為0 向LED輸出一位顯示代碼 Y N 圖17 顯示子程序框圖 . 5.5 基本程序 程序： org 0000h aj

31、mp start org 0003h ajmp wb0 org 0013h ajmp wb1 start：SETB EA SETB EX0 setb ex1 setb p2.3 ；設置報警電路為正常 CLR P2.4 mov 54h,#0c8h ；設置上下限值 mov 55h,#32h MOV DPTR,#7F00H MOVX @DPTR,A ；啟動A/D和D/A轉(zhuǎn)換 AJMP $ wb1： clr EA

32、 ；鍵盤控制程序 clr ex0 LCALL DELLAY LCALL DELLAY LCALL DELLAY CLR P2.3 CLR P2.4 key： jnb p1.0,key0 ；查詢 jnb p1.1,key1 jnb p1.2,key2 jnb p1.3,key3 jnb p3.3,key4 ajmp key key0： INC 54H ；增加上限 LCALL DELLAY

33、 LCALL DELLAY RET key1：dec 54h ；減小上限 LCALL DELLAY LCALL DELLAY RET key2：inc 55h ；增加下限 LCALL DELLAY LCALL DELLAY RET key3：dec 55h ；減小下限 LCALL DELLAY LCALL DELLAY RET key4：

34、 setb EA ；退出鍵盤調(diào)節(jié)模式 setb ex0 setb p2.3 clr p2.4 LCALL DELLAY LCALL DELLAY reti wb0： CLR EX0 NOP NOP MOV DPTR,#7F00H ；讀取A/D轉(zhuǎn)換結果 MOVX A,@DPTR cjne a,54h,next1 ；判斷系統(tǒng)是否異常 next1：jc next2 cpl P2.4 cpl P2

35、.3 LCALL XIANSHI reti next2：cjne a,55h,next3 next3：jnc next4 cpl P2.4 cpl P2.3 LCALL XIANSHI reti next4：LCALL XIANSHI MOV DPTR,#07F00H MOVX @DPTR,A nop nop SETB EX0 RETI XIANSHI：MOV B,#100 ；LED顯示程序 DIV AB MOV 50H,a mov a,b mov b,#10

36、 div ab mov 51h,a mov 52h,b DISP： MOV R0,#52H MOV R7,#03H NEXT： MOV A,@R0 MOV DPTR,#DDSEG MOVC A,@A+DPTR MOV SBUF,A JNB TI,$ CLR TI deC R0 DJNZ R7,NEXT DELLAY： MOV R4,#255 NEXT12： MOV R5,#255 N

37、EXT11： NOP NOP NOP DJNZ R5,NEXT11 DJNZ R4,NEXT12 RET DDSEG： DB 03H,9FH,25H,0DH,99H,49H,41H,1FH,01H,09H 6 結論 本設計能在廣泛的領域運用并取得了良好的效果. 實踐證明, 該系統(tǒng)具有操作方便,通過這次學習對單片機的運用有了更深的了解，對單片機的運用更加熟練。對論文的書寫格式也有了很深的幫助。 其次，在本次設計過程中，自學了protues與protel軟件。今后才需要多加練習才能更加熟

38、練。 參考文獻 [1] J. Basak, B. Chanda, D.D. Manjumder, On edge and line linking with connectionist models, IEEE Trans. Systems, Man Cybernet. 24 (3) 413–428, 1994. [2] 馮顯英, 葛榮雨. 基于數(shù)字溫濕度傳感器SHT11的溫濕度測控系統(tǒng). 自動化儀表, 2006, 27(1): 59-61 [3] 姜學軍. 計算機控制技術. 清華大學出版社, 2006 [4] 郝曉松, 彭天好, 劉佳東等. 基于單片機的變轉(zhuǎn)速液壓測控系統(tǒng)的研究. 礦山機械, 2010，(6): 22-26 [5] 高峰，崔金寶，曲建嶺. 基于80C198單片機的壓力模糊測控系統(tǒng). 儀表技術， 2004，(1): 28-29 [6] 馮顯英, 葛榮雨. 基于數(shù)字溫濕度傳感器SHT11的溫濕度測控系統(tǒng). 自動化儀表, 2006, 27(1): 59-61 24