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1、基于89C51單片機(jī)的數(shù)字式智能多路巡檢儀的設(shè)計(jì),學(xué)生姓名：專(zhuān)業(yè)年級(jí)：指導(dǎo)老師：,設(shè)計(jì)主要內(nèi)容,引言AT89C51簡(jiǎn)介系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)結(jié)論,1.引言,隨著電子技術(shù)的飛躍發(fā)展，數(shù)據(jù)采集巡回檢測(cè)已成為日益重要的檢測(cè)技術(shù)，廣泛應(yīng)用于工農(nóng)業(yè)等需要同時(shí)檢測(cè)溫度、濕度和壓力等場(chǎng)合。數(shù)據(jù)采集是工業(yè)控制等系統(tǒng)中的重要環(huán)節(jié)，普通電路已無(wú)法滿(mǎn)足日常生活及工業(yè)的控制需求，通常采用一些功能相對(duì)獨(dú)立的單片機(jī)系統(tǒng)來(lái)實(shí)現(xiàn)，作為測(cè)控系統(tǒng)不可缺少的部分，數(shù)據(jù)采集的性能特點(diǎn)直接影響到整個(gè)系統(tǒng)，日益增大的市場(chǎng)需求，需要我們?cè)谶@個(gè)方面做出更大的努力，因而需要一套完善的解決方案。該設(shè)計(jì)正是從生產(chǎn)需要出發(fā)，低成本的多路數(shù)據(jù)采集系

2、統(tǒng)的設(shè)計(jì)，配以不同的傳感器完成各類(lèi)數(shù)據(jù)的采集、顯示、控制與數(shù)據(jù)匯總保存。因此，數(shù)字式智能多路巡檢儀具有十分廣闊的現(xiàn)實(shí)市場(chǎng)和潛在的市場(chǎng)要求。,2.AT89C51單片機(jī),2.1AT89C51單片機(jī)的主要性能參數(shù)AT89C51是一種低功耗，高性能的片內(nèi)含有4KB快閃可編程/擦除只讀存儲(chǔ)器的8位COMS微控制器，使用高密度，非易失存儲(chǔ)技術(shù)制造，并且與80C51引腳和指令系統(tǒng)完全兼容。芯片上的FPEROM允許在線編程或采用通用的非易失存儲(chǔ)編程器對(duì)存儲(chǔ)器重復(fù)編程。,2.2AT89C51單片機(jī)的結(jié)構(gòu)及特點(diǎn)AT89C51采用40引腳的雙列直插式封裝(DIP)形式，內(nèi)部由CPU，4KB的ROM，256B的RAM

3、，2個(gè)16位的定時(shí)計(jì)數(shù)器T0和T1，4個(gè)8位的IO端口和一個(gè)全雙工串行通信口等部分組成。AT89C51單片機(jī)具有系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本低，可靠性高，低功耗等特點(diǎn)。特別是內(nèi)部集成了4KB的FLASH程序存儲(chǔ)器，使單片機(jī)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)更加簡(jiǎn)單，也使其得到了廣泛的應(yīng)用。同時(shí)，它還具有高級(jí)語(yǔ)言編程的特點(diǎn)，指令豐富，軟件開(kāi)發(fā)簡(jiǎn)單綜上所述AT89C51單片機(jī)是一款性?xún)r(jià)比很高的單片機(jī)芯片，特別適合于儀器儀表的應(yīng)用。所以本課題主要基于AT89C51單片機(jī)，設(shè)計(jì)一個(gè)多路傳感器數(shù)據(jù)的測(cè)量與顯示儀表。,3系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì),硬件總體結(jié)構(gòu)：硬件部分是整個(gè)儀表的重要部分，其設(shè)計(jì)的好壞直接影響到整機(jī)的性能，本儀器以AT89C51單片機(jī)

4、為核心。整個(gè)硬件系統(tǒng)分為以下幾個(gè)模塊：傳感器模擬信號(hào)采集調(diào)理模塊，A/D轉(zhuǎn)換模塊，鍵盤(pán)及顯示模塊，單片機(jī)系統(tǒng)模塊及報(bào)警控制模塊。,,,,,,,,單片機(jī)系統(tǒng),報(bào)警控制模塊,鍵盤(pán),A/D轉(zhuǎn)換模塊,LED顯示器,多路模擬開(kāi)關(guān),信號(hào)采集,3.1多路信號(hào)采集模塊,模擬信號(hào)放大電路,多路信號(hào)采集通道的選擇,多路模擬輸入電路圖,3.2A/D轉(zhuǎn)換模塊,為了把溫度、濕度等信號(hào)采集電路測(cè)出的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)送CPU處理，本系統(tǒng)選用了A/D轉(zhuǎn)換器ADC0804，它精度高，速度快。由于ADC0804芯片只有一路輸入，而本系統(tǒng)檢測(cè)的多路信號(hào)輸入，故選用多路選擇電子開(kāi)關(guān)CD4051，可輸入多路模擬量。,多路模擬開(kāi)關(guān)

5、及A/D轉(zhuǎn)換模塊電路圖,3.3單片機(jī)系統(tǒng),AT89C51單片機(jī)基本工作電路圖,3.4鍵盤(pán)控制電路,鍵盤(pán)控制電路由按鍵及其接口構(gòu)成，鍵盤(pán)是單片機(jī)最簡(jiǎn)單的輸入設(shè)備。常用鍵盤(pán)分為獨(dú)立式鍵盤(pán)和矩陣式鍵盤(pán)。本系統(tǒng)的輸入控制簡(jiǎn)單，采用獨(dú)立式鍵盤(pán)及接口電路。輸入電路由4個(gè)按鈕開(kāi)關(guān)、4個(gè)10歐的限流電阻組成；鍵掃描識(shí)別采用軟件查詢(xún)的方法。,3.5LED數(shù)碼管顯示模塊,在本系統(tǒng)中，需要顯示6位數(shù)字，顯示數(shù)字位數(shù)較多，而且需要循環(huán)顯示。綜合比較靜態(tài)顯示方式和動(dòng)態(tài)顯示方式，同時(shí)結(jié)合本設(shè)計(jì)的實(shí)際情況，選擇動(dòng)態(tài)顯示方式。顯示模塊中單片機(jī)AT89C51的P0.0-P0.7端作為數(shù)據(jù)輸出，連接到兩個(gè)鎖存器74HC573對(duì)應(yīng)

6、的輸入端D0-D7。6位數(shù)碼管段選線并聯(lián)在一起與其中一個(gè)鎖存器U1的Q0-Q7端相連，6為數(shù)碼管位選與另一個(gè)鎖存器U2的Q0-Q5端相連。鎖存器U1的鎖存端與單片機(jī)P2.6端相連，鎖存器U2的鎖存端與單片機(jī)P2.7端相連。,3.6報(bào)警控制模塊,報(bào)警控制電路由單片機(jī)AT89C51的P3.3端作輸出，通過(guò)一個(gè)限流電阻與三極管C945的基極相連接。三極管C945集電極連接壓電蜂鳴器的一端。壓電蜂鳴器的另一端連接電源。報(bào)警控制電路如下圖所示。,4系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì),在本程序的設(shè)計(jì)中，A/D轉(zhuǎn)換是通過(guò)每次轉(zhuǎn)換完成后單片機(jī)延時(shí)接收轉(zhuǎn)換結(jié)果，并將轉(zhuǎn)換結(jié)果送入處理器的存儲(chǔ)器中保存；因?yàn)樵谟布Y(jié)構(gòu)時(shí)，就采用了獨(dú)立鍵盤(pán)

7、的結(jié)構(gòu)，所以鍵盤(pán)子程序采用查詢(xún)方式，以保證處理器始終都在監(jiān)視鍵盤(pán)的動(dòng)作；顯示子程序采用單獨(dú)的子程序，作為主程序的調(diào)用子程序，以保證LED管的連續(xù)顯示。,信號(hào)采集子程序流程圖,鍵盤(pán)掃描子程序流程圖,顯示子程序流程圖,報(bào)警控制子程序流程圖,多路巡回顯示功能流程圖,結(jié)論,數(shù)字式多路智能巡檢儀具有溫度、濕度、流量等信號(hào)的采集、顯示、簡(jiǎn)單的人機(jī)對(duì)話及報(bào)警功能。它的可測(cè)范圍廣，適用性強(qiáng)，具有很大的實(shí)用價(jià)值。本系統(tǒng)主要用于采集、顯示和監(jiān)控被測(cè)數(shù)據(jù)信息，不具備控制調(diào)節(jié)功能。但能夠進(jìn)行硬件和軟件功能擴(kuò)展。在硬件擴(kuò)展后，通過(guò)軟件編程實(shí)現(xiàn)控制功能擴(kuò)展。例如當(dāng)被測(cè)數(shù)據(jù)達(dá)到一定值時(shí)，通過(guò)軟件編程進(jìn)行判斷，從主控制器的一個(gè)I/O端口輸出一個(gè)控制指令，去驅(qū)動(dòng)外部的控制電路工作，從而調(diào)節(jié)環(huán)境溫度、濕度、流量等使環(huán)境被測(cè)數(shù)據(jù)達(dá)到人們所需的要求。在工業(yè)、農(nóng)業(yè)等行業(yè)高度自動(dòng)化的今天，環(huán)境信息的自動(dòng)監(jiān)測(cè)控制越來(lái)越受到人們的重視，本產(chǎn)品將會(huì)有很好的市場(chǎng)推廣及應(yīng)用前景。,謝謝！,