毕业设计：多路数据采集系统 - 图文

都集成在一块集成电路芯片上，具有性能高、 速度快、体积小、价格低、应用广泛、通用性强等突出优点。通过不同的程序可实现不同的功能，尤其是特殊的独特的一些功能，但其稳定性和抗电磁干扰能力相较于PLC比较弱。

方案二中可编程控制器PLC抗干扰能力强，编程方便，可在现场修改程序，且PLC接口容易，编程语言易于为工程技术人员接受。但可编程控制器的价格高昂，在小型设备上应用PLC控制器会由于成本过高，且各种不同生产商的控制器通信协议互不兼容，造成产品推广性差。

本次设计考虑到产品的性价比、可实用性和推广性，决定选择方案一。原因有以下三点：

1） 单片机比PLC价格低，同样可以实现功能，故其性价比高。 2） 单片机的通讯较之PLC方便很多。单片机的通讯方式及协议有很多种，选择范围广，而PLC由于各种生产商的通讯协议互不兼容，给通讯造成了很大的障碍。

3） 单片机比PLC更易于推广。

第三章 系统的硬件设计

3.1单片机

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。

单片机按内部数据通道的宽度，可分为4位、8位、16位及32位单片机。它们被应用在不同领域里，8位单片机由于功能强大，被广泛的应用在工业控制、智能接口、仪表仪器等各个领域。8位单片机在中、小规模应用场合仍占主流地位，代表了单片机的发展方向，在单片机应用领域发挥越来越大的作用。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。纵观单片机的发展过程，可以预示单片机的发展趋势：

1、 微型单片化 2、 低功耗CMOS 3、与多品种共存

4、可靠性和应用水平越来越高

单片机有着微处理器所不具备的功能，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。

3.1.1AT89S52简介

单片机是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。

本设计选用的是AT89C528位单片机是MSC-51系列产品的升级版，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），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，AT89C52单片机在电子行业中有着广泛的应用。

它是由世界著名的半导体公司ATMEL在购买MSC-51设计结构后，利用自身优势技术一一（高密度、非易失性存储技术）闪存生产技术对就技术进行改进和扩展，同时使用新的半导体生产工艺，最终得到成型产品。与此同时，世界上其他的著名公司也通过基本片机。

AT89S52片内集成25的51内核，结合公司自身技术进行改进生产，推广一批如51F020等高性能单6字节程序运行空间、8K字节Flash存储空间，支持最大64K外部存储扩展，根据不同的运行速度和功耗的要求，时钟频率可以设置在0-33M之间。片内资源有4组I/O控制端口、3个定时器、8个中断、软件设置低能耗模式、看门狗和断电保护。可以在4V到5.5V宽电压范围内正常工作。不断发展的半导体工艺也让该单片机的功耗不断降低。同时，盖垫片及支持计算机并口下载，简单的数字芯片就可以支撑下载线，仅仅几块钱的价格让该型号单片机畅销10年不衰，其PIDP引脚图如下：

图3-1 PDIP封装的AT89S52引脚图

1.主要功能特性

1）兼容MCS51指令系统

2）8k可反复擦写(大于1000次）Flash ROM； 3）32个双向I/O口； 4）256x8bit内部RAM；

5）3个16位可编程定时/计数器中断； 6)时钟频率0-24MHz；

7)2个串行中断，可编程UART串行通道； 8)2个外部中断源，共8个中断源； 9)2个读写中断口线，3级加密位；

10)低功耗空闲和掉电模式，软件设置睡眠和唤醒功能；

11）有PDIP、PQFP、TQFP及PLCC等几种封装形式，以适应不同产品的需求。

2.引脚功能及管脚电压

AT89S52为8 位通用微处理器，采用工业标准的C51内核，在内部功能及管脚排布上与通用的8xc52 相同，其主要用于会聚调整时的功能控制。功能包括对会聚主IC 内部寄存器、数据RAM及外部接口等功能部件的初始化，会聚调整控制，会聚测试图控制，红外遥控信号IR的接收解码及与主板CPU通信等。主要管脚有：XTAL1（19 脚）和XTAL2（18 脚）为振荡器输入输出端口，外接12MHz 晶振。RST（9 脚）为复位输入端口，外接电阻电容组成的复位电路。Vcc（40 脚）和Vss（20 脚）为供电端口，分别接+5V电源的正负端。P0P3 为可编程通用I/O 脚，其功能用途由软件定义。 P0口