基于STC12C5616AD芯片的数据采集系统设计

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1、毕业设计论文标题：基于STC12C5616AD芯片的数据采集系统摘 要本文提出了一种基于MCU通信的实时数据采集系统方案,该系统由计算机处理单元,单片机单元,串行通讯单元,数据采集单元组成。计算机处理单元与现场采集器为点对点的串行通信方式,在数据处理单元部,各个通道的数据以并行通行方式进行处理；同时在采集单元与处理单元,处理单元与计算机之间采用RS-232总线进行数据的传送；对于采样的数据,通过数模转换来显示,筛选,转存。实际运用证明,该方案具有良好的实时性。关键词 数据采集处理系统；单片机MCU；串行通信；并行通信AbstractThe text brings forward a sort

2、of real-time data collecting system scheme,which is based on multi-MCU corresponding. The system consists of supervising computer cell, data processing cell, overall-insulating cell, incepting SCM and data collection cell. The data processing cell and the multi-field collectors are serial communicat

3、ion which are one point opposite one point. Within the data processing cell, every passage data are processed in double CPU merge-capable transmission fashion.Then, the processing results enter the supervising host computer in strand-capable fashion. At the same time,we transmit data with adopting R

4、S-232 bus between the collection cell and the processing cell,and also between the processing cell and the computer. As to the sampling data, we display the data by programming keyboard /displaying chip, as well as filtrating and depositing the data with transferring fashion. Practicality mobilizati

5、on proves this project has favorable real-time character. .Key words: data acquisition and processing system ; Microcontroller unit ;serial data communication ; parallel data communication 目 录第一章绪论1.1 数据采集系统的组成1.2 数据采集系统的应用领域及发展前景第二章 概述2.1 单片机的组成2.2 单片机的分类2.3 单片机的特点2.4 单片机的应用2.5 单片机的发展第三章 数据采集系统的硬件组

6、成83.1 原理图83.2 数据处理器83.3 I/O口配置10第四章串口124.1 RS232串口通信原理124.2 串口的引脚定义134.3 串口调试助手的使用174.4 AD转换模块18第五章 数据采集系统的软件实现195.1 串行通信195.2 程序19结束语27参考文献：28致29 / 32第一章 绪 论随着科学技术和生产的发展,需要对各种参数进行测量,温度是工业对象中主要的被控参数之一。在冶金工业,化工工业,电力工程,机械制造和食品加工等许多领域中,人们都需要对相应的温度进行实时监测控制。11数据采集系统的组成数据采集系统的主要容通常包含硬件连同单片微机在的全部电子线路,软件包括监

7、控管理程序及各功能模块应用软件及结构工艺等三部分组成。一般的数据采集系统由：数据采集单元,A/D转换单元,D/A转换单元,数据传输单元,数据处理单元,键盘/显示电路等几部分组成。12数据采集系统的应用领域及发展前景数据采集系统的应用围非常广泛。随着科学技术的发展,对有用信号进行数据的采集,分析,计算,提取等有较好的运用。一般的数据采集主要应用于：生物医学信号处理、多媒体技术与人机交互、导航与现代通信技术、遥感、遥测的应用、人工智能与模式识别、计算机视觉与可视化、雷达、声纳信号处理、微弱信号处理技术。随着数据采集系统被广泛的利用,在特定的行业要获得较精确的采样数据,都需要对该系统进行特殊的要求如

8、：由于工业现场环境恶劣,很多设备比如变频器都是对数据采集产生很大干扰的干扰源；而且一般的采集器都有多路信号输入,它们地线相连会导致干扰通过地线进入正在采集的信号,使得数据采集不准确,因此数据采集器的抗干扰设计十分重要。所以,在数据采集系统的发展过程中,为满足特定的要求,数据采集系统的发展方向主要由：1、系统抗干扰性：保证获得的数据较精确。如：可设计一个数据采集器,它除了正常的低 通滤波,RC滤波外,还可用PHOTOMOS光继电器对每路信号进行隔离,每路信号的地线都独立开来。2、实时通信：保证数据处理单元能较快的得到要处理的数据,提高了主机的运行效率,如：采集现场与处理单元距离短可用RS-232

9、总线,距离长可用RS-485总线。 3、高速数据采集:一般数字信号的获得需要对模拟信号进行采集,这就需要高速,高性能的A/D转换相适应。4、低功耗性:适合与电池供电和空间受限的工作环境以及便携式场合。第二章 概 述2.1单片机的组成所谓单片机就是单片微型计算机Single-chip Microcomputer,单片微型计算机的核心是微处理器MPU,与一般微型计算机所不同的是它将微处理器,存,I/O接口,中断逻辑,定时器/计数器等集成到一个集成电路芯片上,有的单片机还集成了A/D,D/A转换器等电路,如图21所示。这种结构特别使用于测控领域,因此,也称其为微控制器Microcontroller,

10、简写为MCU,但国大多数人习惯上都叫单片机。 外设图21单片机的组成框图2.2单片机的分类常用的单片机分类方法有两种,一是按字长分类,二是按用途分类。1、按字长分类: 根据单片机对各种基本操作处理的数据来看,单片机有4位单片机,8位单片机,32位单片机和64位单片机等。4位单片机：4位单片机的主要生产国是日本,如Sharp公司的SM系列,东芝公司的TCLS系列,NEC公司的uCOM75*系列等。此外,还有美国TI公司的TMS1000和NS公司的COP400系列。国也早已能够生产COP400系列的4位单片机。4位单片机的主要特点是价格便宜,但功能并不弱,只是CPU为4位。其片存储器有2KB RO

11、M,128B*4的RAM等。NEC公司的uPD75*的片ROM可达8KB,RAM为512B*4,还带有6位A/D转换。目前,4位单片机主要用于控制诸如洗衣机,微波炉等家用电器及高档电子玩具。8位单片机：8位单片机是目前单片机中的主流机型。在8位单片机中,一般把无串行I/O接口和只提供小围的寻址空间小于8KB的单片机称为低档的8位单片机,如Intel公司MCS-48系列和Faichild公司的F8就属于此类；把带有串行I/O接口或A/D转换以及进行64KB以上寻址的单片机,称为高档的8位单片机,如Intel公司的MCS-51系列,Motorala公司的MC6810,Zilog公司的Z8等。近年来

12、,在高档8位单片机的基础上又出现了超8位单片机,如Intel公司的UPI-452,83C152,Zilog公司的Super8,Motorola公司的MC68HC11等。它们不但进一步扩大了片ROM和RAM的容量,而且还增加了高级通信,DMA传送和高速I/O功能。另外,由于8位单片机的功能强,价格低廉,品种齐全,因而被广泛应用于各个领域。特别是高档单片机的主要机型。16位单片机：16位单片机主要有Thomoson公司的68200系列,Intel公司的MCS-96系列,NS公司HPC16040和NEC公司的783*等。而得到实际应用的16位单片机主要是Intel公司的MCS-96系列单片机。32位

13、单片机：32位单片机首推英国Inmos公司的IMS414DPJI,它是目前并行处理位数最高的单片机之一。64位单片机：64位单片机的处理能力是任何32位单片机都无法达到的。目前,SperH,MIPS Technologies东芝等厂商还是准备将64位单片机微处理器核推向嵌入式系统市场。2、按用途分类按用途分类,可将单片机分为通用型单片机和专用型单片机两种。3、通用型单片机：将资源全部提供给用户使用,如片寄存器,存储器,中断系统,定时器/计数器,I/O接口等。其适应性强,扩展容易,构建各种应用系统十分灵活,应用广泛。如MCS-51系列单片机。4、专用型单片机：针对各种特殊应用场合而专门设计的单片

14、机。如生产过程控制,数据采集与信号处理等。它们通常是微控制系统的集成化产品。TMS320系列就是专门用于数字信号处理的单片机也称DSP芯片,他的指令周期短,运算速度和精度高。2.3 单片机的特点：由于单片机是在一块大规模或超大规模集成电路芯片上集成了微型计算机的主要功能单元,本身就是具有一定规模的计算机,因此,其紧凑的结构,小巧的形体在许多应用场合是其他类型的计算机所不能比拟的,其特点归纳如下：1、形小体轻功耗低 如前所述,单片机就是一个计算机芯片,在这个芯片上集成了计算机的基本功能部件,甚至是构成技术应用系统的各功能部件。因此,其集成度相当高,而这个芯片的尺寸与普通的集成块是一样的,那么形小

15、体轻自然不用说了。而且,由于单片机大量用于便携式产品和家用电器,设计时专门考虑了低电压,低功耗环境。如许多单片机可在2.2V甚至1.2V或0.9V电压下工作,其功耗可降低至uA级,一颗纽扣电池供电可以使用很长时间。另外,由于集成度高,抗干扰能力强,其本身的可靠性也相当高。2、能强,运算速度快,性价比高单片机在构成测控系统,电器控制装置,智能仪器等方面与其他微型计机相比有特别明显的优势,在设计软件,硬件资源时充分考虑了这方面的功能,如指令系统中具有丰富的程序分支转移,布尔处理和逻辑控制命令,有定时器,中断系统,I/O接口,各种控制寄存器等丰富的硬件资源。单片机特有的结构形式,提高了运算速度。有的

16、单片机还采用了RISC和DSP技术,进一步改善了运行效率。随着各种新技术的不断发展,各厂商在提高单片机性能的同时进一步降低价格,性能价格比成为竞争焦点之一,因此,从总体上讲单片机优于普通的微处理器。而单片机价格可降低至0.5美元。3、应用系统研制周期短,软,硬件开发灵活方便由于单片机有丰富的存和I/O接口等功能单元,可直接与外围电路或芯片连接,编写简单程序就可以构成应用系统。而且利用简单的开发工具就可以在应用环境下进行软件,硬件调试,修改也十分方便。调试成功后即可成为实际的应用系统。因此,研制应用系统的时间可减到最短,其开放性的灵活扩展功能使软,硬件开发变得简单,也易于掌握。另外,为防止因突然

17、掉电造成信息丢失或损坏,单片机基本上都设计了备用电源引脚,可以很方便地接入备用电源,以利保护信息。2.4单片机的应用由于单片机的超小型结构和优越的性价比,使其应用领域十分广泛,这里列出一些主要的应用领域。1、工业控制：各种测试系统,机器人等。2、仪器仪表：智能仪器仪表,医疗仪器等。3、家电,玩具：各种游戏机,全自动家用电器,摄像机,激光盘驱动器,电子玩具等。4、计算机外设和通讯设备：各种计算机外设控制磁盘驱动器控制,打印机控制,键盘控制,调制调解器,智能线路运行控制等。5、数据处理：图形处理,数字信号处理DSP,数据采集与处理,复印机控制等。6、汽车控制： 点火系统控制,变速器控制,防滑刹车控

18、制,排气控制等。7、国防应用：鱼雷制导控制,导弹控制,智能武器控制,其他航空航天系统。随着单片机技术的发展,新的产品不断涌现,应用领域还将继续扩大。2.5单片机的发展1、单片机技术的发展特点：自单片机出现至今,单片机技术已走过了近20年的发展路程。纵观20年来单片机发展历程可以看出,单片机技术的发展以微处理器技术及超大规模集成电路技术的发展为先导,以广泛的应用领域拉动,表现出较微处理器更具个性的发展趋势。单片机长寿命 这里所说的长寿命,一方面指用单片机开发的产品可以稳定可靠地工作十年、二十年,另一方面是指与微处理器相比的长寿命。随着半导体技术的飞速发展,更新换代的速度越来越快,以386、486

19、、586为代表的,很短的时间就被淘汰出局,而传统的单片机如6805、8051等年龄已有15岁,产量仍是上升的。这一方面是由于其对相应应用领域的适应性,另一方面是由于以该类为核心,集成以更多/功能模块的新单片机系列层出不穷。可以预见,一些成功上市的相对年轻的核心,也会随着/功能模块的不断丰富,有着相当长的生存周期。新的类型的加盟,使单片机队伍不断壮大,给用户带来了更多的选择余地。2、8位、16位、32位单片机共同发展： 这是当前单片机技术发展的另一动向。长期以来,单片机技术的发展是以8位机为主的。随着移动通讯、网络技术、多媒体技术等高科技产品进入家庭,32位单片机应用得到了长足发展。以Motor

20、ola68为的32位单片机97年的销售量达8千万枚。过去认为由于8位单片机功能越来越强,32位机越来越便宜,使16位单片机生存空间有限,而16位单片机的发展无论从品种和产量方面,近年来都有较大幅度的增长。3、单片机速度越来越快： MPU发展中表现出来的速度越来越快是以时钟频率越来越高为标志的。而单片机则有所不同,为提高单片机抗干扰能力,降低噪声,降低时钟频率而不牺牲运算速度是单片机技术发展之追求。一些8051单片机兼容厂商改善了单片机的部时序,在不提高时钟频率的条件下,使运算速度提高了很多,Motorola单片机则使用了琐相环技术或部倍频技术使部总线速度大大高于时钟产生器的频率。68HC08单

21、片机使用4.9M外部振荡器而部时钟达32M,而M68系列32位单片机使用32的外部振荡器频率部时钟可达16MH以上。4、低电压与低功耗：自80年代中期以来,NMOS工艺单片机逐渐被CMOS工艺代替,功耗得以大幅度下降,随着超大规模集成电路技术由3工艺发展到1.5、1.2、0.8、0.5、0.35近而实现0.2工艺,全静态设计使时钟频率从直流到数十兆任选,都使功耗不断下降。Motorla最近推出任选的.CORE可在1.8电压下以50M/48MIPS全速工作,功率约为20。几乎所有的单片机都有Wait,Stop等省电运行方式。允许使用的电源电压围也越来越宽。一般单片机都能在3到6V围工作,对电池供

22、电的单片机不再需要对电源采取稳压措施。低电压供电的单片机电源下限已由2.7V降至2.2V、1.8V。0.9V供电的单片机已经问世。5、低噪声与高可靠性技术：为提高单片机系统的抗电磁干扰能力,使产品能适应恶劣的工作环境,满足电磁兼容性方面更高标准的要求,各单片机商家在单片机部电路中采取了一些新的技术措施。如美国国家半导体NS的COP8单片机部增加了抗EMI电路,增强了看门狗的性能。Motorola也推出了低噪声的LN系列单片机。随着半导体工艺技术的发展及系统设计水平的提高,单片机正在不断产生新的变化和进步,人们发现:单片机与微机系统之间的距离越来越小,甚至难以辨认。单片机在目前的发展形势下,表现

23、出以下几大趋势:1、可靠性及应用水平越来越高 和互联网的连接已是一种明显的走向。现在的新型单片机已经集成技术与蓝牙技术,对网络的连接支持功能越来越强。2、所集成的部件越来越多 单片机在部已集成了越来越多的部件,这些部件包括一般常用的电路,例如:定时器,比较器,/转换器,/转换器,串行通信接口,Watchdog电路,LCD控制器等。有的单片机为了构成控制网络或形成局部网,部含有局部网络控制模块。3、功耗越来越低 现在新的单片机的功耗越来越小,特别是很多单片机都设置了多种工作方式,这些工作方式包括等待,暂停,睡眠,空闲,节电等工作方式。零功耗系统正是当前设计的追求目标。4、和模拟电路结合越来越多

24、单片机正被广泛的嵌入到各种应用系统中。单片机的另外一个名称就是嵌入式微控制器,原因在于它可以嵌入到任何微型或小型仪器或设备中。5、可靠性越来越高在单片机应用中,可靠性是首要的因素,单片机自身的可靠性技术正在不断发展。第三章 数据采集系统的硬件组成3.1 原理图图313.2数据处理器1、高速：1 个时钟/ 机器周期,增强型8051 核,速度比普通8051 快812 倍2、宽电压：5.53.3V,2.23.6VSTC12LE5A60S2 系列3、 增加第二复位功能脚高可靠复位,可调整复位门槛电压,频率12MHz 时,无需此功能4、增加外部掉电检测电路,可在掉电时,及时将数据保存进EEPROM,正常

25、工作时无需操作EEPROM低功耗设计：空闲模式,可由任意一个中断唤醒5、低功耗设计：掉电模式可由外部中断唤醒,可支持下降沿/ 上升沿和远程唤醒6、工作频率：035MHz,相当于普通8051：0420MHz7、时钟：外部晶体或部RC 振荡器可选,在ISP 下载编程用户程序时设置8、 8/16/20/32/40/48/52/56/60/62K 字节片Flash 程序存储器,擦写次数10 万次以上9、 1280 字节片RAM 数据存储器10、芯片EEPROM 功能,擦写次数10 万次以上11、 ISP / IAP,在系统可编程/在应用可编程,无需编程器/ 仿真器12、 8 通道,10 位高速ADC,

26、速度可达25 万次/ 秒,2 路PWM 还可当2 路D/A 使用13、 2 通道捕获/ 比较单元PWM/PCA/CCP,也可用来再实现2 个定时器或2 个外部中断支持上升沿/ 下降沿中断14、 4 个16 位定时器,兼容普通8051 的定时器T0/T1,2 路PCA 实现2 个定时器15、可编程时钟输出功能,T0 在P3.4 输出时钟,T1 在P3.5 输出时钟,BRT 在P1.0 输出时钟16、硬件看门狗W D T 17、高速SPI 串行通信端口18、全双工异步串行口,兼容普通8051 的串口19、先进的指令集结构,兼容普通8051 指令集,有硬件乘法/ 除法指令20、通用I/O 口36/4

27、0/44 个,复位后为：准双向口/ 弱上拉普通8051 传统I/O 口可设置成四种模式：准双向口/ 弱上拉,推挽/ 强上拉,仅为输入/ 高阻,开漏21、每个I/O 口驱动能力均可达到20mA,但整个芯片最大不得超过100mA图323.3 I/O 口配置1、STC12C5616AD 系列单片机其所有I/O 口均可由软件配置成4 种工作类型之一,如下表所示。4 种类型分别为：准双向口标准8 0 5 1 输出模式、推挽输出、仅为输入高阻或开漏输出功能。每个口由2个控制寄存器中的相应位控制每个引脚工作类型。STC12C5624AD 系列单片机上电复位后为准双向口传统8051 的I/O 口模式。2V 以

28、上时为高电平,0.8V 以下时为低电平。2、I/O 口工作类型设定：P 3 M 0 7 ： 0 P 3 M 1 7 ： 0 I/O 口模式准双向口传统8051 I/O 口模式,灌电流可达20mA , 拉电流为230A ,由于制造误差,实际为250uA150uA0 1 推挽输出强上拉输出,可达20mA,要加限流电阻1 0 仅为输入高阻1 1 开漏 ,部上拉电阻断开,要外加P1M07：0P1M17：0I/O 口模式P1.x 如做A/D使用,需先将其设置成开漏或高阻输入0 0准双向口传统8051 I/O 口模式,灌电流可达20mA , 拉电流为230A ,由于制造误差,实际为250uA150uA0

29、1 推挽输出强上拉输出,可达20mA,要加限流电阻1 0 仅为输入高阻,如果该I/O口需作为A/D使用,可选此模式1 1 开漏 ,如果该I/O口需作为A/D使用,可选此模式P3 口设定 P2 口设定 P1 口设定 P0 口设定 举例: MOV P1M0, #11000000BMOV P1M1, #10100000B;P1.7 为开漏,P1.6 为高阻输入,P1.5 为强推挽输出,P1.4/P1.3/P1.2/P1.1/P1.0 为弱上拉P2M07： 0P2M17： 0I/O 口模式0 0准双向口传统8051 I/O 口模式,灌电流可达20mA , 拉电流为230A ,由于制造误差,实际为250

30、uA150uA0 1 推挽输出强上拉输出,可达20mA,要加限流电阻1 0 仅为输入高阻1 1 开漏,部上拉电阻断开,要外加P0M07： 0P0M17： 0I/O 口模式0 0准双向口传统8051 I/O 口模式,灌电流可达20mA , 拉电流为230A ,由于制造误差,实际为250uA150uA0 1 推挽输出强上拉输出,可达20mA,要加限流电阻1 0 仅为输入高阻1 1 开漏,部上拉电阻断开,要外加虽然每个I/O 口在弱上拉时都能承受20mA 的灌电流,在强推挽输出时都能输出20mA 的拉电流也要加限流电阻,但整个芯片的工作电流推荐不要超过55mA。即从MCU-VCC 流入的电流不超过5

31、5mA,从MCU-Gnd 流出电流不超过55mA,整体流入/ 流出电流都不能超过55mA.第四章 串口4.1 RS232串口通信原理串口是计算机上一种非常通用设备通信的协议不要与通用串行总线Universal Serial Bus或者USB混淆。大多数计算机包含两个基于RS232的串口。串口同时也是仪器仪表设备通用的通信协议；很多GPIB兼容的设备也带有RS-232口。同时,串口通信协议也可以用于获取远程采集设备的数据。 串口通信的概念非常简单,串口按位bit发送和接收字节。尽管比按字节byte的并行通信慢,但是串口可以在使用一根线发送数据的同时用另一根线接收数据。它很简单并且能够实现远距离通

32、信。比如IEEE488定义并行通行状态时,规定设备线总常不得超过20米,并且任意两个设备间的长度不得超过2米；而对于串口而言,长度可达1200米。 典型地,串口用于ASCII码字符的传输。通信使用3根线完成：1地线,2发送,3接收。由于串口通信是异步的,端口能够在一根线上发送数据同时在另一根线上接收数据。其他线用于握手,但是不是必须的。串口通信最重要的参数是波特率、数据位、停止位和奇偶校验。对于两个进行通行的端口,这些参数必须匹配： a,波特率：这是一个衡量通信速度的参数。它表示每秒钟传送的bit的个数。例如300波特表示每秒钟发送300个bit。当我们提到时钟周期时,我们就是指波特率例如果协

33、议需要4800波特率,那么时钟是4800Hz。这意味着串口通信在数据线上的采样率为4800Hz。通常线的波特率为14400,28800和36600。波特率可以远远大于这些值,但是波特率和距离成反比。高波特率常常用于放置的很近的仪器间的通信,典型的例子就是GPIB设备的通信。 b,数据位：这是衡量通信中实际数据位的参数。当计算机发送一个信息包,实际的数据不会是8位的,标准的值是5、7和8位。如何设置取决于你想传送的信息。比如,标准的ASCII码是01277位。扩展的ASCII码是02558位。如果数据使用简单的文本标准 ASCII码,那么每个数据包使用7位数据。每个包是指一个字节,包括开始/停止

34、位,数据位和奇偶校验位。由于实际数据位取决于通信协议的选取,术语包指任何通信的情况。 c,停止位：用于表示单个包的最后一位。典型的值为1,1.5和2位。由于数据是在传输线上定时的,并且每一个设备有其自己的时钟,很可能在通信中两台设备间出现了小小的不同步。因此停止位不仅仅是表示传输的结束,并且提供计算机校正时钟同步的机会。适用于停止位的位数越多,不同时钟同步的容忍程度越大,但是数据传输率同时也越慢。 d,奇偶校验位：在串口通信中一种简单的检错方式。有四种检错方式：偶、奇、高和低。当然没有校验位也是可以的。对于偶和奇校验的情况,串口会设置校验位数据位后面的一位,用一个值确保传输的数据有偶个或者奇个

35、逻辑高位。例如,如果数据是011,那么对于偶校验,校验位为0,保证逻辑高的位数是偶数个。如果是奇校验,校验位位1,这样就有3个逻辑高位。高位和低位不真正的检查数据,简单置位逻辑高或者逻辑低校验。这样使得接收设备能够知道一个位的状态,有机会判断是否有噪声干扰了通信或者是否传输和接收数据是否不同步.4.2 串口的引脚定义9芯信号方向来自缩写描述1调制解调器CD载波检测2调制解调器RXD接收数据3PCTXD发送数据4PCDTR数据终端准备好5GND信号地6调制解调器DSR通讯设备准备好7PCRTS请求发送8调制解调器CTS允许发送9调制解调器RI响铃指示器两个串口连接时,接收数据针脚与发送数据针脚相

36、连,彼此交叉,信号地对应相接即可。1、串口的电气特性：1RS-232串口通信最远距离是50英尺2RS232可做到双向传输,全双工通讯,最高传输速率20kbps3RS-232C上传送的数字量采用负逻辑,且与地对称逻辑1：-3 -15V逻辑0：+3+15V所以与单片机连接时常常需要加入电平转换芯片：2、串口通信参数：1波特率：RS-232-C标准规定的数据传输速率为每秒50、75、 100、150、300、600、1200、2400、4800、9600、19200波特。2数据位：标准的值是5、7和8位,如何设置取决于你想传送的信息。比如,标准的ASCII码是01277位；扩展的ASCII码是025

37、58位。3停止位：用于表示单个包的最后一位,典型的值为1,1.5和2位。由于数是在传输线上定时的,并且每一个设备有其自己的时钟,很可能在通信中两台设备间出现了小小的不同步。因此停止位不仅仅是表示传输的结束,并且提供计算机校正时钟同步的机会。4奇偶校验位：在串口通信中一种简单的检错方式。对于偶和奇校验的情况,串口会设置校验位数据位后面的一位,用一个值确保传输的数据有偶个或者奇个逻辑高位。例如,如果数据是011,那么对于偶校验,校验位为0,保证逻辑高的位数是偶数个。如果是奇校验,校验位位1,这样就有3个逻辑高位。3、串口通信的传输格式：串行通信中,线路空闲时,线路的TTL电平总是高,经反向RS23

38、2的电平总是低。一个数据的开始RS232线路为高电平,结束时Rs232为低电平。数据总是从低位向高位一位一位的传输。示波器读数时,左边是数据的高位。例如,对于16进制数据55aaH,当采用8位数据位、1位停止位传输时,它在信号线上的波形如图1和图2所示。55H=01010101B,取反后10101010B,加入一个起始位1,一个停止位0,55H的数据格式为1010101010B；aaH=10101010B,取反后01010101B,加入一个起始位1,一个停止位0,55H的数据格式为1101010100B；4、串口通信的接收过程：异步通信：接收器和发送器有各自的时钟；同步通信：发送器和接收器由同

39、一个时钟源控制。RS232是异步通信1开始通信时,信号线为空闲逻辑1,当检测到由1到0的跳变时,开始对接收时钟计数。2当计到8个时钟时,对输入信号进行检测,若仍为低电平,则确认这是起始位,而不是干扰信号。3接收端检测到起始位后,隔16个接收时钟,对输入信号检测一次,把对应的值作为D0位数据。若为逻辑1, 作为数据位1；若为逻辑0,作为数据位0。4再隔16个接收时钟,对输入信号检测一次,把对应的值作为D1位数据。.,直到全部数据位都输入。5检测校验位P如果有的话。6接收到规定的数据位个数和校验位后,通信接口电路希望收到停止位S,若此时未收到逻辑1,说明出现了错误,在状态寄存器中置帧错误标志。若没

40、有错误,对全部数据位进行奇偶校验,无校验错时,把数据位从移位寄存器中送数据输入寄存器。若校验错,在状态寄存器中置奇偶错标志。7本幀信息全部接收完,把线路上出现的高电平作为空闲位。8当信号再次变为低时,开始进入下一幀的检测。5、单片机常用11.0592M的的晶振,这个奇怪数字是有来历的：波特率为9600BPS每位位宽t1=1/9600s晶振周期t2=1/11.0592/1000000S单片机机器周期t3=12*t2t1/t3=96即对于9600BPS的串口,单片机对其以96倍的速率进行采样。如果单片机晶振用的不正确,会对串口接受产生误码。4.3串口调试助手的使用串口中断程序,中断程序里把接收的数

41、据放在一个数组中就行。调试助手设置好串口的波特率,写好要发送的数据,直接发送。串口只是收发二进制或十六进制文件,也就是说只能传送机器码,英文字符在串口中的传送是通过计算机里自带的ASCII码来进行编译和解码的,而单片机本身没有带汉字的编码以及解码器的,所以直接输出汉字是不显示的。除非将每个汉字都相应的编一下码像ASCII码类似的方法,一个汉字对应一个二进制数,然后将这个二进制数通过串口传送。串口调试助手是专门测试串口通信用的,比如说有设备要发送数据到pc处理或保存,这时候就可以直接用串口调试助手接收查看发送来的数据,供分析用！在调试设备时也可以用串口调试助手通过pc,发送命令或数据到设备测试其

42、是不是正确！在一些开发上位机通信,多机通信时这是很有用的,可以直接知道发出或接收的数据是不是正确的。射频开发板ZLG500B与keilc51：keilc51是一个编绎调试mcu系列的软件,把编好的程序译成机器码, / 单片机串行口发送/接收程序,每接收到字节即发送出去/ 和微机相接后键入的字符回显示在屏幕上/ 可用此程序测试#include #define XTAL 11059200 / CUP 晶振频率#define baudrate 9600 / 通信波特率void main unsigned char c; TH1=256 - XTAL / ; TL1=256 - XTAL / ; /

43、定时器0赋初值SCON = 0x50; PCON = 0x00; TR1 = 1; IE = 0x00; / 禁止任何中断while while; RI = 0; c = SBUF; / 从缓冲区中把接收的字符放入c中SBUF = c; / 要发送的字符放入缓冲区while; TI = 0; 支持各种串口设置,如波特率,校验位、数据位和停止位等等。支持ASCII/Hex发送,发送和接收的数据可以在16进制和AscII码之间任意转换。可以自动在发送的数据尾增加校验位,支持多种校验格式。支持间隔发送,循环发送,批处理发送,输入数据可以从外部文件导入,并且能够自动将接收到的数据保存到磁盘文件。4.4

44、AD转化模块STC12C5616AD 系列带A/D 转换的单片机的A/D 转换口在P1 口,有8 路10 位高速A/D 转换器,速度均可达到100KHz。8 路电压输入型A/D,可做温度检测、电池电压检测、按键扫描、频谱检测等。上电复位后P1 口为弱上拉型I/O 口,用户可以通过软件设置将8 路中的任何一路设置为A/D 转换,不需作为A/D 使用的口可继续作为I/O 口使用。第五章 数据采集系统的软件实现5.1串行通信实现单片机往计算机中发送数据,学会使用串口调试助手串行口工作之前,应对其进行初始化,主要是设置产生波特率的定时器1、串行口控制和中断控制。具体步骤如下： 确定T1的工作方式编程T

45、MOD寄存器； 计算T1的初值,装载TH1、TL1； 启动T1编程TCON中的TR1位； 确定串行口控制编程SCON寄存器；串行口在中断方式工作时,要进行中断设置编程IE、IP寄存器5.2程序1、串行通信的调试通信程序1发送一个字符设置9600,n,8,1格式用子程序设计/*初始化*/ORG 0MOV TMOD, #20HMOV TL1, #0FAHMOV PCON, #0MOV SCON, #40HCLR TISETB TR1/*主程序*/MOV A, #30H/字符0的asc码值NEXT: ACALL SENDC INC A CJNE A, #3AH, NEXT MOV A, #30H A

46、JMP NEXT /*发送子程序*/SENDC: MOV SBUF, A JNB TI, $ CLR TI RET END2改成自动显示ABCDZ要求在上一程序的基础上修改3字符串：在上一程序的基础上,得出如下程序：/*初始化*/ORG 0MOV TMOD, #20HMOV TL1, #0FAHMOV PCON, #0MOV SCON, #40HCLR TISETB TR1AJMP MAIN/*发送子程序*/SENDC: MOV SBUF, A JNB TI, $ CLR TI RET/*发送字符串子程序*/ SENDS:CJNE R0, 0, NEXTCRETNEXTC:MOV A, R0A

47、CALL SENDCINC R0AJMP SENDS/*主程序*/MAIN:MOV 30H, #AMOV 31H, #BMOV 32H, #CMOV 33H, 0MOV R0, #30HACALL SENDSAJMP $END4实现显示一个10进制转16进制数/*初始化*/ORG 0MOV TMOD, #20HMOV TL1, #0FAHMOV PCON, #0MOV SCON, #40HCLR TISETB TR1AJMP MAIN/*子程序*/H2A:CJNE A, #10, HTTHTT:JC LE10ADD A, #37HRETLED:ADD A, #30HRET/*发送子程序*/SE

48、NDC: MOV SBUF, A JNB TI, $ CLR TI RET/*主程序*/MAIN:MOV A, #9/换为10,15,0,1等去测试ACALL H2AACALL SENDCAJMP $END5显示一个字节/*初始化*/ORG 0MOV TMOD, #20HMOV TL1, #0FAHMOV PCON, #0MOV SCON, #40HCLR TISETB TR1AJMP MAIN/*子程序*/H2A:CJNE A, #10, HTTHTT:JC LE10ADD A, #37HRETLED:ADD A, #30HRET/*发送子程序*/SENDC: MOV SBUF, A JNB

49、 TI, $ CLR TI RET/*主程序*/MAIN:MOV A, #3FH/换为0FFH,0F0H等去测试MOV B, AANL A, #0F0HSWAP AACALL H2AACALL SENDCMOV A, BANL A, #0FHACALL H2AACALL SENDCAJMP $ENDAD采样并发送程序1利用片上A/D对输入电压进行转换2将采样结果发送到串口/*初始化*/ORG 0MOV TMOD, #20HMOV TL1, #0FAHMOV PCON, #0MOV SCON, #40HCLR TISETB TR1AJMP MAIN/*转化ASC码的子程序*/H2A:CJNE A

50、, #10, HTTHTT:JC LE10ADD A, #37HRETLED:ADD A, #30HRET/*发送子程序*/SENDC: MOV SBUF, A JNB TI, $ CLR TI RET/*发送字符串子程序*/ SENDS:CJNE R0, 0, NEXTCRETNEXTC:MOV A, R0ACALL SENDCINC R0AJMP SENDS/*主程序*/MAIN:ACALLADC_ONACALLSETODACALLSETADCHACALLGETADACALLSENDADACALLSETNORMAJMP$ADC_ON: ORL0C5H, #80HMOV A, #20HACA

51、LL DELYRETSETOD:MOV A,#00000001BORL 91H, AORL 92H, ARETSETNORM:MOV A, #11111110BANL 91H, AANL 92H, ARETSETADCH:MOV 0C5H, #0E0HMOV A, #05HACALL DELYRETGETAD:MOV 0C6H, #0ORL 0C5H, #08HWAD:MOV A, #10HANL A, 0C5HJZ WADANL 0C5H, #0E7HMOV A, 0C6HRETDELY:MOV R4, ADLY0:MOV R3, #200DLY1:MOV R2, #249DLY:DJNZ

52、R2, DLYDJNZ R3, DLY1DJNZ R4, DLY0RETSENTAD:MOV B, AANL A, #0F0HSWAP AACALL H2AACALL SENDCMOV A, BANL A, #0FHACALL H2AACALL SENDCRETEND结束语本文提出的数据采集系统是数模转换的一个过程。用STC12C5616AD单片机构成可做电池电压检测、按键扫描。本方案较好的运用了数模的相互转换,在此方案中,现场数据采集器以CPU为核心数字系统。数据处理单元与现场采集器采用点对点的通信连接方式,在数据处理单元部,各路数据以串行通讯方式进行处理,较好的解决了采集系统的实时性,并且

53、某一路的故障不会影响到其它通道的工作,其次便于与计算机通信,使数据记录,存储,显示更加方便,便于管理。参考文献1贾金玲,娅川。单片机原理及应用。：电子科技大学,2004.82朱定华,戴汝平。单片微机原理与运用。：清华大学,北方交通大学,2003.83周明德。微型计算机系统原理及应用。：清华大学,1998.84高锋。单片微机应用系统设计及实用技术。：机械工业,2004,15宗光华,大寨。多单片机系统应用技术。：国防工业,2003.10清源计算机工作室。Protel 99SE 原理图与PCB及仿真。：机械工业,2001.16卫兵.单片机自身的可靠性技术发展.微电子技术,2003,8,Vol.31,

54、7段晨东,丽,富禄,何正嘉。工业仪表与自动化,2003.58段晨东,王俭,文革。智能化住宅小区监控系统设计J .电气自动化,2001,4,Vol.23,58-619. 虞鹤松,武自芳 。微机控制技术M .：交通大学,1998,6-12。10邵贝贝 。 专家论谈。 清华大学工物系,1998,12,19.致 我所有的论文撰写工作,都是在凯老师的悉心指导和严格要求下完成的。凯渊博的知识,求真务实、严谨周密的治学态度和对学科精辟、透彻的见解,使我受益非浅。在此,谨向我尊敬的凯老师表示衷心的敬意和诚挚的感并祝愿凯老师家庭幸福,永远快乐。 同样感物理科技技术学院教研室的全体老师。在你们的辛勤教导下,让我学到了很多书本上的知识和动手实际操作的能力。你们渊博的知识给留下了深刻的印象。感大学给了我一个在大学四年学习更多学习知识的机会,祝愿大学明天更美好。衷心感我的父母,他们不仅为我学业的完成提供了经济支持,而且给了我莫大的鼓励和精神动力。没有他们就没有我的今天。感所有关心和帮助我的同学和朋友们！