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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：專業(yè)年級：指導(dǎo)老師：,設(shè)計(jì)主要內(nèi)容,引言AT89C51簡介系統(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)采集巡回檢測已成為日益重要的檢測技術(shù)，廣泛應(yīng)用于工農(nóng)業(yè)等需要同時(shí)檢測溫度、濕度和壓力等場合。數(shù)據(jù)采集是工業(yè)控制等系統(tǒng)中的重要環(huán)節(jié)，普通電路已無法滿足日常生活及工業(yè)的控制需求，通常采用一些功能相對獨(dú)立的單片機(jī)系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)，作為測控系統(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)，日益增大的市場需求，需要我們在這個(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)市場和潛在的市場要求。,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/擦除只讀存儲器的8位COMS微控制器，使用高密度，非易失存儲技術(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編程器對存儲器重復(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程序存儲器，使單片機(jī)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)更加簡單，也使其得到了廣泛的應(yīng)用。同時(shí)，它還具有高級語言編程的特點(diǎn)，指令豐富，軟件開發(fā)簡單綜上所述AT89C51單片機(jī)是一款性價(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：傳感器模擬信號采集調(diào)理模塊，A/D轉(zhuǎn)換模塊，鍵盤及顯示模塊，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,A/D轉(zhuǎn)換模塊,LED顯示器,多路模擬開關(guān),信號采集,3.1多路信號采集模塊,模擬信號放大電路,多路信號采集通道的選擇,多路模擬輸入電路圖,3.2A/D轉(zhuǎn)換模塊,為了把溫度、濕度等信號采集電路測出的模擬信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號送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)檢測的多路信號輸入，故選用多路選擇電子開關(guān)CD4051，可輸入多路模擬量。,多路模擬開關(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鍵盤控制電路,鍵盤控制電路由按鍵及其接口構(gòu)成，鍵盤是單片機(jī)最簡單的輸入設(shè)備。常用鍵盤分為獨(dú)立式鍵盤和矩陣式鍵盤。本系統(tǒng)的輸入控制簡單，采用獨(dú)立式鍵盤及接口電路。輸入電路由4個(gè)按鈕開關(guān)、4個(gè)10歐的限流電阻組成；鍵掃描識別采用軟件查詢的方法。,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器中保存；因?yàn)樵谟布Y(jié)構(gòu)時(shí)，就采用了獨(dú)立鍵盤
7、的結(jié)構(gòu)，所以鍵盤子程序采用查詢方式，以保證處理器始終都在監(jiān)視鍵盤的動(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。,信號采集子程序流程圖,鍵盤掃描子程序流程圖,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、流量等信號的采集、顯示、簡單的人機(jī)對話及報(bào)警功能。它的可測范圍廣，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，通過軟件編程實(shí)現(xiàn)控制功能擴(kuò)展。例如當(dāng)被測數(shù)據(jù)達(dá)到一定值時(shí)，通過軟件編程進(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)測控制越來越受到人們的重視，本產(chǎn)品將會有很好的市場推廣及應(yīng)用前景。,謝謝！,
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