基于单片机的数据采集系统设计—毕业设计论文.doc

摘要本设计完成了基于单片机的数据采集的硬件设计和软件设计，数据采集系统是模拟域与数字域之间必不可少的纽带，它的存在具有着非常重要的作用。数据采集与通信控制采用了模块化的设计，数据采集与通信控制采用了单片机AT89C52来实现，硬件部分是以单片机为核心，还包括A/D模数转换模块，显示模块，和串行接口部分。该系统从机负责数据采集并应答主机的命令。8路被测电压通过模数转换器ADC0809进行模数转换，实现对采集到的数据进行模拟量到数字量的转换，并将转换后的数据通过串行口MAX232传输到上位机，由上位机负责数据的接受、处理和显示，并用LED数码显示器来显示所采集的结果。软件部分应用VC+编写控制软件，对数据采集系统、模数转换系统、数据显示、数据通信等程序进行了设计。关键词：数据采集 89C52单片机 ADC0809 MAX232AbstractThis design has finished the hardware design and software design of the data on which based on signal-chip microcomputer .The data collection system is the link between the digital domain and analog domain. It has an very important function. Data collection and communication control use modular design. The data collected to control with correspondence to adopt a machine 8051 to carry out. The part of hardwares core is AT89C52, is also includes A/D conversion module, display module, and the serial interface. Slave machine is responsible for data acquisition and answering the host machine.8 roads were measured the electric voltage to pass the in general use mold-few conversion of ADC0809,the realization carries on the conversion that imitates to measure the numeral to measure towards the data that collect .Then send the data to the host machine through MAX232.the host machine is responsible for data and display, LED digital display is responsible display the data. The software is partly programmed with VC+. The software can realize the function of monitoring and controlling the whole system. It designs much program like data-acquisition treatment,data-display and data-communication ect.Keyword: data acquisition AT89C52 ADC0809 MAX232目 录第一章 绪论11.1 研究背景及其目的意义11.2 国内外研究现状21.3 该课题研究的主要内容内容2第二章 数据采集32.1 数据采集系统32.2 方案论证42.2.1 A/D模数转换的选择42.2.2单片机的选择42.2.3 串行口的选择52.2.4 显示部分52.2.5 按键5第三章 硬件部分73.1 主机部分73.1.1 主机部分原理图设计73.1.2 单片机83.2 从机部分123.2.1 从机的电路原理图设计123.2.2 单片机之间的通信123.2.3 模数转换器ADC080918第四章 软件部分214.1 简介KeilUvision2214.2 主机程序设计224.3 从机部分程序设计25第五章 调试结果28总结30参考文献31附录32致谢36 第一章 绪论1.1 研究背景及其目的意义近年来，数据采集及其应用受到了人们越来越广泛的关注，数据采集系统也有了迅速的发展，它可以广泛的应用于各种领域。数据采集系统起始于20世纪50年代，1956年美国首先研究了用在军事上的测试系统，目标是测试中不依靠相关的测试文件，由非成熟人员进行操作，并且测试任务是由测试设备高速自动控制完成的。由于该种数据采集测试系统具有高速性和一定的灵活性，可以满足众多传统方法不能完成的数据采集和测试任务，因而得到了初步的认可。大概在60年代后期，国内外就有成套的数据采集设备和系统多属于专用的系统。120世纪70年代后期，随着微型机的发展，诞生了采集器、仪表同计算机溶为一体的数据采集系统。由于这种数据采集系统的性能优良，超过了传统的自动检测仪表和专用数据采集系统，因而获得了惊人的发展。从70年代起，数据采集系统发展过程中逐渐分为两类，一类是实验室数据采集系统，一类是工业现场数据采集系统。220世纪80年代随着计算机的普及应用，数据采集系统得到了很大的发展，开始出现了通用的数据采集与自动测试系统。该阶段的数据采集系统主要有两类，一类以仪表仪器和采集器、通用接口总线和计算机组成。这类系统主要应用于实验室，在工业生产现场也有一定的应用。第二类以数据采集卡、标准总线和计算机构成，这一类在工业现场应用较多。20世纪80年代后期，数据采集发生了很大的变化，工业计算机、单片机和大规模集成电路的组合，用软件管理，是系统的成本减低，体积变小，功能成倍增加，数据处理能力大大加强。320世纪90年代至今，在国际上技术先进的国家，数据采集系统已成功的运用到军事、航空电子设备及宇航技术、工业等领域。由于集成电路制造技术的不断提高，出现了高性能、高可靠的单片机数据采集系统（DAS）。数据采集技术已经成为一种专门的技术，在工业领域得到了广泛的应用。该阶段的数据采集系统采用模块式结构，根据不同的应用要求，通过简单的增加和更改模块，并结合系统编程，就可扩展或修改系统，迅速组成一个新的系统。4与数据采集板卡相比，单片机具多功能、高效率、高性能、低电压、低功耗、低价格等优点，因此能够开发出能满足实际应用要求的、电路结构简单的、可靠性高的数据采集系统。这就使得以单片机为核心的数据采集系统在许多领域得到了广泛的应用。1.2 国内外研究现状数据采集系统是将模拟信号转换成数字信号，并进行分析、处理、传输、显示、存储和显示。它起源于20世纪中期，在过去的几十年里，随着信息技术的发展，数据采集技术也取得了长足的进步，采集数据的信息化是目前社会发展的主流方向。各种领域都用到了数据采集，在石油勘探、科学实验、飞机飞行、地震数据采集领域已经得到广泛应用。我国的数字地震观测系统主要采用TDE-124C型TDE-224C型地震数据采集系统。近年来，又成功研制了动态范围更大、线性度更高、兼容性更强、低功耗可靠性的TDE-324C型地震数据采集系统。该数据采集对拾震计输出的电信号模拟放大后送至A/D数字化，A/D采用同时采样，采样数据经DSP数字滤波处理后，变成数字地震信号。该数据采集系统具备24位A/D转化位数，采样率有50HZ、100HZ、200HZ。5由美国PASCO公司生产的“科学工作室”是将数据采集应用于物理实验的崭新系统，它由3部分组成：（1）传感器：利用先进的传感技术可实时采集技术可实时采集物理实验中各物理量的数据；（2）计算机接口：将来自传感器的数据信号输入计算机，采样速率最高为25万次/S；（3）软件：中文及英文的应用软件。61.3 该课题研究的主要内容内容数据采集技术主要研究信息数据的采集、存储、处理以及控制等问题。它是对传感器信号的测量与处理, 以微机技术为基础而形成的一门综合应用技术。数据采集也是从一个或多个信号获取对象信息的过程。随着微机技术的发展和普及,数据采集监测已成为日益重要的检测技术,广泛应用于各种需要同时监控温度、湿度和压力等场合。数据采集也是工业控制系统中的重要环节之一,通常采用一些功能相对独立的单片机系统来实现,作为测控系统中不可缺少的部分,数据采集的特点将直接影响到整个系统。本设计下位机负责完成模拟数据的采集,从单片机负责完成采集八路数据，并回复主机发送的命令，上位机即主机负责处理接受过来的数字量及显示，主机和从机之间我采用RS-232进行通信。这样用户就可以在上位机上编写程序对文件中的数据进行有效查询和分析,有利于工业过程的长期正常运行和检查。该系统采用的是AT89C52单片机，此芯片功能比较强大，能够满足设计要求。第二章 数据采集2.1 数据采集系统数据采集，又称为数据获取，是利用一种装置，从系统外部采集数据并输入到系统内部的一个接口。数据采集技术广泛引用在各个领域。在该系统中需要将模拟量转换为数据量，而 A/D是将模拟量转换为数字量的器件，他需要考虑的指标有：分辨率、转换时间、转换误差等等。而单片机是该系统的基本的微处理系统，它完成数据读取、处理及逻辑控制，数据传输等一系列的任务。在该系统中采用的是8051系列的单片机。双机通信的串行口可以采用RS232C标准接口，由芯片MAX232实现双机的通信。而数据的显示则采用的是LED数码管，该器件比较简单，在生活中接触也较多。数据采集系统一般由信号调理电路，多路切换电路，采样保持电路，A/D,单片机等组成。完成毕业设计所需要的系统框图如图2.1所示：A/D转换器单片机单片机LED显示器键盘MAX232采集信号图2.1 系统框图2.2 方案论证2.2.1 A/D模数转换的选择A/D转换器的种类很多，就位数来说，可以分为8位、10位、12位和16位等。位数越高其分辨率就越高，价格也就越贵。A/D转换器型号很多，而其转换时间和转换误差也各不相同。(1)逐渐逼近式A/D转换器：它是一种速度快、精度较高、成本较低的直接式转换器，其转换时间在几微秒到几百微秒之间。(2)双积分A/D转换器：它是一种间接式的A/D转换器，优点是抗干扰能力强，精度比较高，缺点是数度很慢，适用于对转换数度要求不高的系统。(3)并行式A/D转换器：它又被称为flash（快速）型，它的转换数度很高，但她采用了很多个比较器，而n位的转换就需要2n-1个比较器，因此电路规模也极大，价格也很贵，只适用于视频A/D转换器等数度特别高的领域。鉴于上面三种方案，在价格、转换速度等多种标准考量下，在本设计选用的是逐渐逼近式A/D转换器ADC0809.2.2.2单片机的选择单片机作为一种面向大规模的集成电路芯片，是微型计算机中的一个重要的分支。此系统是由CPU、随即存取数据存储器、只读程序存储器、输入输出电路（I/O口），还有可能包括定时/计数器、串行通信口、显示驱动电路（LCD和LED驱动电路）、脉宽调制电路、模拟多路转换器及A/D转换器等电路集成到一个单块芯片上，构成了一个最小但完善的计算机任务。单片机要使用特定的组译和编译软件编译程序，在用keiluvision2把程序下载到单片机内。而本设计选用的是AT89C52。2.2.3 串行口的选择该串行口我选用了标准RS-232C接口，它是电平与TTL电平转换驱动电路。常用的芯片是MAX232，MAX232的优点是：（1）一片芯片可以完成发送转换和接收转换的双重功能。（2）单一电源+5V供电（3）它的电路设计与连接比较简单而且功能齐全。2.2.4 显示部分LED数码显示管是一种由LED发光二极管组合显示字符的显示器件。它使用了8个LED显示管，其中7个用于显示字符，1个用来显示小数点，故通常称之为八段发光二极管数码显示器。对LED数码显示器的控制可以采用按时间向它提供具有一定驱动能力的位选和段选信号。LED数码显示有动态扫描显示法和静态显示。在单片机中，为了节省硬件资源，多采用动态扫描显示法。2.2.5 按键为实现显示指定的通道电压，需要用到单片机的外部中断0和外部中断1来实现跳转，其原理图如下图2-4-1所示，Q11接到外部中断0（P3.2），Q12接到外部中断1(P3.3)。当按下按键S3时，给P3.2低电平，启动外部中断0；当按下按键S3时，给P3.3低电平，启动外部中断1，编写相应的中断服务程序就可以实现功能。 图 2.2按键原理图第三章 硬件部分3.1 主机部分 该系统是一个主从式数据采集系统，主机和从机均用单片机实现，它的主机部分负责数据处理和显示，主机和从机之间用RS-232进行通信。它由AT89C52、MAX232、LED数码显示器组成。3.1.1 主机部分原理图设计由于主机要对从机有一个命令，所以用到按键，将按键接到单片机AT89C52的P3.4的端口上，按键的一端接地，当P3.4这条I/O线为低电平时，则表示按键处于按下状态。主机还要负责对采集到的数据进行处理和LED显示，用两个74HC573，一个与单片机AT89C52的P2.7口相连用于位选，一个与单片机AT89C52的P2.6口相连用于段选。单片机的P0口的8位数据线与用于段选的74HC573的D0D7相连，用于数码管上具体的数字的显示。单片机P0口的八位数据线与用于位选的74HC573的D0D7相连，用于在哪个数码管上显示。主机跟从机的连接，又涉及到一个串行口双机通信的问题，根据单片机双机通信距离、抗干扰性等要求，选择RS-232C串行接口方法，选择串行口MAX232来连接主机和从机，将MAX232的11、12脚分别与单片机AT89C52的P3.1，P3.2脚相连，再将MAX232上的13、14脚分别与db-9的3、6脚相连。单片机AT89C52的18、19脚与它的晶振电路相连，第9脚与它的复位电路相连。其原理图如图3.1所示图3.1 主机部分电路原理图3.1.2 单片机（1）单片机的概述单片机作为微型计算机的一个重要分支，其应用范围很广，发展也很快。1971年Intel公司首次宣布4004的4位微处理器，1974年12月Fairchild(仙童)公司即推出了8位单片机F8，开创了单片机的门户。单片机在我国的应用始于20世纪70年代末，那时我国的科研工作者开始对单片机的应用进行了初期探索，20世纪80年代，单片机在我国得以广泛的应用，各理工科院校陆续开设了有关应用课程。在教学及应用上，Zilog公司生产的Z80CPU成为我国工业控制的主流，以Z80为CPU组成的TP801单板机在教学上及应用领域发挥过巨大作用。20世纪80年代末至90年代初，我国在工业控制领域开始转向使用Intel公司生产的MCS-51。单片机从1976年公布8位机至今不到30年的时间，它没有像微处理器那样从8位、16位，一直发展到32位、64位，8位机目前依然是单片机的主流机型。但是，它突破了原有的集成结构，在内部继承了越来越多的外围电路和外设接口，从而发展成为控制器(MicroController)的体系结构，其发展历程大致分为以下几步：第一阶段：单片机的控索阶段第二阶段：单片机的完善阶段第三阶段：8位单片机的巩固发展及16位单片机的推出阶段第四阶段：微控制器的全面发展阶段单片机有着微处理单片机是一种集成的电路芯块采用了超大规模技术把具有运算能力（如算术运算、逻辑运算、数据传送、中断处理）的微处理器（CPU）,随机存取数据存储器（RAM），只读程序存储器（ROM），输入输出电路（I/O口），可能还包括定时计数器，串行通信口（SCI），显示驱动电路（LCD或LED驱动电路），脉宽调制电路(PWM)，模拟多路转换及A/D转换器等电路集成到一块单片机上，构成一个最小然而很完善的计算机系统。这些电路能在软件的控制下准确快速的完成程序设计者事先规定的任务。总的而言单片机的特点可以归纳为以下几个方面：集成度高、存储容量大、外部扩展能力强、控制功能强、低电压、低功耗、性能价格比高、可靠性高这几个方面。7器所不具备的功能，它可以独立地完成现代工业控制所要求的智能化控制功能这就是单片机的最大特点。然而单片机又不同于单板机，芯片在没有开发前，它只是具备功能极强的超大规模集成电路，如果赋予它特定的程序，它便是一个最小的、完整的微机控制系统。它与单板机或个人电脑有着本质的区别，单片机属于芯片级应用，需要用户了解单片机芯片的结构和指令系统以及其它集成电路应用技术和系统设计所需要的理论和技术，用这样特定的芯片设计应用程序，从而使芯片具备特定的智能。8（2） 简介AT89C52AT89S52是一个低电压，高性能CMOS 8位单片机，片内含8k bytes的可反复擦写的Flash只读程序存储器和256 bytes的随机存取数据存储器（RAM），器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存储技术生产，兼容标准MCS-51指令系统，片内置通用8位中央处理器和Flash存储单元，功能强大的AT89C52单片机可以提供许多较复杂系统控制应用场合。AT89C52具有以下标准功能： 8k字节Flash，256字节RAM，32 位I/O 口线，看门狗定时器，2 个数据指针，三个16 位定时器/计数器，一个6向量2级中断结构，全双工串行口，片内晶振及时钟电路。另外，AT89S52 可降至0Hz 静态逻辑操作，支持2种软件可选择节电模式。空闲模式下，CPU停止工作，允许RAM、定时器/计数器、串口、中断继续工作。掉电保护方式下，RAM内容被保存，振荡器被冻结，单片机一切工作停止，直到下一个中断或硬件复位为止。9其引脚图，如图3.2所示图3.2 AT89C52的引脚图它一共有40个引脚，32个外部双向输入/输出（I/O）端口，同时内含2个外中断口，3个16位可编程定时计数器,2个全双工串行通信口，2个读写口线，AT89C52可以按照常规方法进行编程,但不可以在线编程(S系列的才支持在线编程)。其将通用的微处理器和Flash存储器结合在一起，特别是可反复擦写的Flash存储器可有效地降低开发成本。综上所述，单片机的引脚特点是：1、 单片机多功能，少引脚，使得引脚复用现象较多。2、 单片机具有四种总线形式：P0和P2组成的16位地址地址总线；P0分时复用为8位数据总线；ALE、PSEN、RST、EA和P3口的INT0、INT1、T0、T1、WR、RD以及P1口的T2、T2EX组成控制总线；而P3口的RXD、TXD组成串行通信总线。89C52单片机的主要功能l 兼容MCS51指令系统l 8k可反复擦写(>1000次）Flash ROMl 32个双向I/O口l 256x8bit内部RAMl 3个16位可编程定时/计数器中断l 时钟频率0-24MHzl 2个串行中断l 可编程UART串行通道l 2个外部中断源l 共6个中断源l 2个读写中断口线l 3级加密位l 低功耗空闲和掉电模式l 软件设置睡眠和唤醒功能3.1.3 LED数码显示器的应用原理LED数码显示器由发光二极管组成，其内部结构如图3.3所示，LED数码显示器有两种连接方式：（1）共阴极接法：把发光二极管的阴极连在一起构成公共阴极，使用时公共阴极接地。每个发光二极管的阳极与输入端相连。如图3.4所示（2）共阳极接法。把发光二极管的阳极连在一起构成公共阳极，使用时公共阳极接+5V，每个发光二极管的阴极通过电阻与输入端相连。如图3.5所示 图3.2 LED内部结构 图3.3 共阴极接法 图3.4 共阳极接法为了显示字符，要为LED显示器提供显示段码（或称字形代码），组成一个“8”字的七段，再加上1个小数点位，共计八段。各段位码位的对应关系如表3.1所示。10 表3.1 段位码对应关系段位码D7D6D5D4D3D2D1D0位码段dpgfedcba 3.2 从机部分 该系统的从机负责完成A/D模数转换，并回应主机的命令，需要用到ADC0809、AT59C52,由于它们两个的时钟频率不一致，所以还要用到一个74LS74。3.2.1 从机的电路原理图设计本部分需要对模拟量进行一次模数转换，因此要用到一个ADC0809，又因为它们的时钟频率不一致，需要用到一个74LS74进行一个二分频的工作，这个只要把74LS74的第3引脚和单片机AT89C52的第30引脚相连，把74LS74 的第9引脚和ADC0809的时钟信号引脚相连。单片机AT89C52的P0口和ADC0809的D0D7相连，而ADC0809的ADDA、ADDB、ADDC依次和P0口的低三位相连。其用到的MAX232与主机电路连接方法一样。其电路图如3.5所示 图3.5 从机部分电路设计图3.2.2 单片机之间的通信（1）串口通信RS-232C由于串行通讯方式具有使用线路少、成本低，特别是在远程传输时，避免了多条线路特性的不一致而被广泛采用。在串行通讯时，要求通讯双方都采用一个标准接口，便于不同的设备连接起来进行通讯。 RS-232-C接口（又称 EIA RS-232-C）是当前最常用的一种串行通讯接口。它是在1970年由美国电子工业协会（EIA）联合贝尔系统、调制解调器厂家及计算机终端生产厂家共同制定的用于串行通讯的标准。它的全称是“数据终端设备（DTE）和数据通讯设备（DCE）之间串行二进制数据交换接口技术标准”该标准规定采用一个25个脚的 DB25连接器，对连接器的每个引脚的信号内容、各种信号的电平加以规定。（1）接口的信号内容 实际运用中RS-232-C的25条引线中有许多是很少使用的，在计算机与终端通讯中一般只使用3-9条引线。RS-232-C最常用的9条引线的信号内容。见表3.2所示。（2）接口的电气特性 在RS-232-C中所有信号线的电压均为负逻辑关系。即：逻辑“1”，-5 -15V；逻辑“0” +5 +15V 。噪声容量为2V。即要求接收器至少能识别+3V的信号作为逻辑“0”，高于3V的信号作为逻辑“1”。 表3.2 常用引线的信号内容引脚序号信号名称符号流向功能2发送数据TXDDTE->DCEDTE发送串行数据3接收数据RXDDTE<-DCEDTE接收串行数据4请求发送RTSDTE->DCEDTE请求DCE将线路切换到发送方式5允许发送CTSDTE<-DCEDCE告诉DTE线路已接通可以发送数据6数据设备准备好DSRDTE<-DCEDCE准备好7信号地信号公共地8载波检测DCDDTE<-DCE表示DCE接收到远程载波20数据终端准备好DTRDTE->DCEDTE准备好22振铃指示RIDTE<-DCE表示DCE与线路接通，出现振铃（3）接口的物理结构 RS-232C接口连接器通常使用25芯的DB-25型插头座，一般插头在DCE端,插座在DTE端。一些设备与PC机连接的RS-232-C接口,因为不使用对方的传送控制信号,只需三条接口线,即“发送数据”、“接收数据”和“信号地”。所以采用DB-9的9芯插头座，传输线采用屏蔽双绞线。两个DB-9的连接如图3.6所示图3.6 两个DB-9的连接图（4）传输电缆长度 尽管RS-232C标准规定了当码元畸变小于4%时，传输电缆长度应为50英尺。但在实际应用中，约有99%的用户是按码元畸变10-20%的范围工作的，所以实际使用中最大距离会远超过50英尺。 （2） 简介MAX232MAX232芯片是美信公司专门为RS-232标准串口设计的接口电路,使用+5v单电源供电，可以实现TTL电平与RS-232C电平相互转换的IC芯片。MAX内部结构图如图3.7所示图3.7 MAX232的内部结构图内部结构基本可分三个部分：第一部分是电荷泵电路。由1、2、3、4、5、6脚和4只电容构成。功能是产生+12v和-12v两个电源，提供给RS-232串口电平的需要。第二部分是数据转换通道。由7、8、9、10、11、12、13、14脚构成两个数据通道。其中13脚（R1IN）、12脚（R1OUT）、11脚（T1IN）、14脚（T1OUT）为第一数据通道。8脚（R2IN）、9脚（R2OUT）、10脚（T2IN）、7脚（T2OUT）为第二数据通道。TTL/CMOS数据从T1IN、T2IN输入转换成RS-232数据从T1OUT、T2OUT送到电脑DB9插头；DB9插头的RS-232数据从R1IN、R2IN输入转换成TTL/CMOS数据后从R1OUT、R2OUT输出。第三部分是供电。15脚GND、16脚VCC（+5v）。引脚结构图如图3.8所示： 图3.8 MAX232的引脚结构图其中引脚1-6（C1+、V+、C1_、C2+、C2-、V-）用于电源电压转换，只要在外部接入相应电解电容即可；引脚7-10和引脚11-14构成两组TTL信号电平与RS-232C信号电平的转换电路，对应引脚可直接与单片机串行口的TTL电平引脚和PC的RS-232C电平引脚相连。单片机与MAX232的连接如图3.9所示图3.9 单片机与MAX232的连接图3.2.3 模数转换器ADC0809按模拟量转换成数字量的原理，AD转换器可分为3种：双积分式、逐次逼近式及并行式A/D转换器。而该系统选用的是ADC0809，下面就具体的介绍一下ADC0809的工作原理。1、 C0809的介绍ADC0809就是一种CMOS单片逐次逼近式AD转换器，其内部结构如图2所示。该芯片由8路模拟开关、地址锁存与译码器、比较器、8位开关树型DA转换器、逐次逼近寄存器、三态输出锁存器等电路组成。因此，ADC0809可处理8路模拟量输入，且有三态输出能力。该器件既可与各种微处理器相连，也可单独工作。其输入输出与TTL兼容。ADC0809是8路8位AD转换器(即分辨率8位)，具有转换起停控制端，转换时间为100s采用单+5V电源供电，模拟输入电压范围为0+5V，且不需零点和满刻度校准，工作温度范围为-40+85功耗可抵达约15mW。它的引脚的排列及其功能，其引脚图见3.10图3.10 ADC0809的引脚图IN0IN7：8路模拟量输入端； D0D7：8位数字量输出端； ADDA、ADDB、ADDC：3位地址输入线，用于选通8路模拟输入中的一路； ALE：地址锁存允许信号，输入，高电平有效； START：AD转换启动信号，输入，高电平有效； EOC：AD转换结束信号，输出，当AD转换结束时，此端输出一个高电平(转换期间一直为低电平)； OE：数据输出允许信号，输入，高电平有效。当AD转换结束时，此端输入一个高电平才能打开输出三态门，输出为数字量； CLK：时钟脉冲输入端。要求时钟频率不高640kHz； REF(+)、REF(-)：基准电压； Vcc：电源，单一+5V； GND：地。 ADC0809工作时，首先输入3位地址，并使ALE为1，以将地址存入地址锁存器中。此地址经译码可选通8路模拟输入之一到比较器。START上升沿将逐次逼近寄存器复位；下降沿则启动AD转换，之后，EOC输出信号变低，以指示转换正在进行，直到AD转换完成，EOC变为高电平，指示AD转换结束，并将结果数据存入锁存器，这个信号也可用作中断申请。当OE输入高电平时，ADC的输出三态门打开，转换结果的数字量可输出到数据总线。2、ADC0809时序图及其接口电路ADC0809的时序图如图3.11所示： 图3.11 ADC0809的时序图其工作过程是：ALE的上升沿将A、B、C端选择的通道地址锁存到8位A/D转换器的输入端。START的下降验启动8位A/D转换器进行转换。A/D转换开始使EOC端输出低电平。A/D转换结束，EOC输出高电平。该信号通常可作为中断申请信号。OE为读出数据允许信号。OE端为高电平时，可以读出转换的数字量。硬件电路设计时，需根据时序关系及软件进行设计。ADC0809与AT89C52单片机的接口方式，如图3.12所示：图3.12 ADC0809与单片机的连接图由于ADC0809具有输出3态锁存器，其八位数据输出引脚可直接与数据总线相连。地址译码引脚A、B、C分别与地址总线低三位A0、A1、A2相连，以选通IN0IN7中的一个通道。在启动A/D转换时，由单片机的P3.4控制A/D转换器的地址锁存和转换启动，由于ALE和START连在一起，因此AD0809在锁存通道的同时，也启动了A/D转换器。在读取转换结果时，用低电平的读信号RD，产生的正脉冲作为OE信号，用以打开三态输出锁存器。将转换结果输出。而低电平的写信号WR则表示转换结束状态信号。第四章 软件部分4.1 简介KeilUvision2Keil2提供了包括C编译器、宏汇编、连接器、库管理和一个功能强大的仿真调试器等在内的完整开发方案，通过一个集成开发环境（UVISION）将这些组合在一起。Keil2有以下几个特点：1、 全功能的源代码编辑器；2、 器件库用来配置开发工具设置；3、 项目管理器用来创建和维护用户的项目；4、 集成的MAKE工具可以汇编、编译和连接用户嵌入式应用；5、 所有开发工具的设置都是对话框形式的；6、 真正的源代码级的对CPU和外围器件的调试器；7、 高级GDI(AGDI)接口用来在目标硬件上进行软件调试以及和Monitor-51进行通信其使用的过程为:首先打开KeilUvision2，在KEIL系统中，每做个独立的程序，都视为工程。首先从菜单中的工程中“新建工程”，建立我们将要做的工程项目：接下来Keil环境要求我们为12工程选择一个单片机型号；我们选择Ateml公司的89C52。“确定”后工程就算建立好了。立了工程项目以后现在就要为工程添加程序，点击“文件”中的新建，新建一个空白文档；这个空白文档就是我们编写单片机程序的场所。在这里可以进行编辑、修改等操作。根据题意，在文档中写入代码，写完后再检查一下，然后保存，然后再将保存好的文档添加到工程中，具体做法如下：程序文件添加完毕后，对其进行编译当前程序、编译修改过的文件并生成应用程序、重新编译所有文件并生成应用程序后，依次点击TARGET、Output键。接下来就是点击select folder for objects键，并将产生的HEX文件存储在E盘zh文件夹中。最后一步就是利用STC-ISP将HEX文件烧录到单片机里。4.2 主机程序设计本软件系统有一个主程序，五个子程序，五个子程序分别为向串口发送数据子程序putc_to_serialport（）、键盘扫描子程序Keys_Scan()、LED数据显示子程序Display_Result(int d)、延时子程序Delay()、主机串口接受中断子程序Serial_INT() interrupt 4。（1）主程序主程序对系统进行初始化，主要是进行定时/计数的初始化，然后调用键盘扫描程序Keys_Scan()，再根据按下的键来调用向串口发送数据子程序putc_to_serialport（）将相应的数据发送给串行口。当没有键按下时，则送一个数F给LED显示器。其流程图见图4.1（2）向串口发送数据子程序putc_to_serialport（） 该程序首先将数据发送到串行口，当T1=0时，表明传送结束。其流程图如4.2所示（3）键盘扫描子程序Keys_Scan() 该程序是先将行选好，然后再选定列就可以确定到具体的哪一个按键。其流程图如图4.3所示（4）LED显示程序Display_Result(int d)该子程序用的数码管动态显示方式。先将单片机的P2.7口选通进行位选,然后将位选的值发送给单片机P1口。接着将单片机的P2.6口选通进行段选，然后将要显示的数字的值发送给P0口。然后调用延时，接着将P2.7、P2.6口置0，下面是重复上面的过程，直到要显示的数字全部显示在数码上。其流程图如4.4所示。（5）主机串口接受中断子程序Serial_INT() interrupt 4。当RI =1时，接受串口过来的数据，并对该数据进行X*05H/0FFH的处理，接下来用处理过的数据调用LED显示程序Display_Result(int d)。如图4.4所示开始初始化启动定时器1开中断再根据扫描到的键盘号，发送相应的数据给串口，调用一个Display()在LED上显示F判断是否有按键按下YN图4.1主程序数据发送到串行口当T1=0时，则传送结束TI=0图4.2 向串口发送数据子程序putc_to_serialport（） 开始先将低4位置1选定4行然后判断该按键发生在哪一列是否有按键按下YN将列数赋给KeyNoKeyNo=16将高4位置1选定4列再判断发生在那一行03行分别附加起始值0，4，8，12返回图4.3键盘扫描子程序Keys_Scan()开始显示个位显示十分位显示百分位显示小数点结束图4.4 LED显示程序Display_Result(int d)开始接受数据对数据进行相关处理调用Display_Result(m)图4.5 主机串口接受中断子程序Serial_INT() int