10.3 单片机开发系统应用实例

第 10章单片机系统的开发与应用

10.3 单片机开发系统应用实例

10.3.1 数据采集与显示电路的设计 1 ．系统硬件电路的设计图 10-1 为数据采集与显示 AT89C51 单片机系统的

电路原理图。下面对各部分电路予以说明。


1) 模拟量采集电路 8 路模拟量采集由 A/D 转换器 ADC0809 完成，它

具有 8 路模拟输入端，传感器检测的信号经模拟电路( 略 ) 转换成 0 ～ 5 V 的直流信号后送给 ADC0809 ，地址线 (A 、 B 、 C 端 ) 决定对哪一路模拟输入作 A/D

转换。 2) 8 路开关故障信号检测 8 路开关量信号采用中断查询相结合的方法检测。


3) 显示电路正常的模拟量显示和故障信息显示采用 4 位共阳极

LED 数码显示电路，显示内容由串行口输出给串入并出移位寄存器 74LS164 ，驱动数码管显示，采用动态扫描方法逐位显示相关内容，显示的位数由 P3.3 ～ P3.

6 口控制。 4) 其它电路上电复位电路，外晶振电路如图 10-1 所示。


P1.0

P1.7

¡

VCC

P0.0

P0.7

¡

D0

D3

D7

¡ ¡

IN0

IN3

IN7

¡ ¡

140241 12

P2.5P2.4P2.3P2.2P2.1P2.0P3.7

OESTARTALECBAEOC

ALE CLK

VCC

V£«

GND

V£

5 V

5 V

Ä£ÄâÊäÈë (0¡«5 V)

ADC0809AT89C51

&

¡Ý1

¡Ý1

XTAL2

XTAL16MHz

30 F

30 F

Q0

Q6

abcdefg

abcdefg

abcdefg

abcdefg

¡ VCC

CLK5A8H

CLE

P3.3

P3.4P3.5P3.6RSTVSS

74LS1615.1 k 5.1 k 5.1 k 5.1 k

Í¨µÀºÅ °ÙÎ» Ê®Î» ¸öÎ» 510¡Á75 V

RXD

TXD

0INT

5 V

8.2 k

10 F

8Â·ÊäÈë¿ª¹ØÁ¿

图 10-1 数据采集显示电路原理图


2 ．系统软件设计 1) 主程序主程序完成的功能是初始化，然后循环调用显示

子程序和模拟量测量子程序，对每一通道的模拟量进行采集并循环显示通道号和采集数据，每个通道显示时间为 1 s 。其程序流程图如图 10-2 所示。


图 10-2 主程序流程图

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开中断INT0

µ÷ÏÔÊ¾×Ó³ÌÐò

µ÷²âÁ¿×Ó³ÌÐò


2) 中断服务子程序中断服务子程序主要用于判断故障源，并显示相应

的故障信息。故障信息只用数码管的后两位表示，故障信息码是固定的，存在于固定的内存单元中。其程序流程图如图 10-3 所示。


图 10-3 中断服务程序流程图


3) 显示子程序显示子程序功能是显示某一模拟量输入通道的通道

号和对应的采集数据，而并不显示开关量故障信息码。采用动态扫描法实现 4 位数码管的数据显示。采样所得的 A/D 转换数据存放在 60H ～ 67H 内存单元中，采集数据在显示时需转换成十进制 BCD 码，其个位、十位、百位分别存放在 68H ～ 6AH 内存单元中，对应通道号存放在 7BH 单元中。寄存器 R0 用作显示数据地址指针。动态扫描周期为 20 ms 。其程序流程图如图 10-4 所示。

第 10章单片机系统的开发与应用 ¿ª Ê¼

ÖÃÍ¨µÀºÅ£¬Êý¾ÝµØÖ·³õÖµ

ÏÔÊ¾Êý¾Ý×ª»»³ÉBCDÂë

ÖÃ¶¯Ì¬É¨ÃèÖÜÆÚ20 ms

4Î»LED¶¯Ì¬É¨ÃèÒ»´Î

20 msµ½·ñ £¿

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N

N

N

图 10-4 显示子程序流程图


4) 模拟量测量子程序模拟量测量子程序的功能是控制 A/D 转换器 0809 对

8 路模拟量输入电压信号进行 A/D 转换，并将转换数据存入 60H ～ 67H 单元中。其程序流程图如图 10-5 所示。

第 10章单片机系统的开发与应用 ¿ª Ê¼

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Y

Y

N

图 10-5 测量子程序


程序如下： ORG 0000H

AJMP INITZ ；跳至主程序 ORG 0003H ；外中断 0 中断入口地址 AJMP FLTRT ；转外中断 0 子程序 NOP

****** 主程序 ******


ORG 0052H

INITZ ： CLR A

MOV P2 ， A ； A/D 转换准备

MOV R0 ， #7FH ；内存循环清零 (00H ～ 7FH)

RAMX ： MOV @R0 ， A

DJNZ R0 ， RAMX

MOV TCON ， A ；定时器 0 停止计数

MOV TMOD ， #01H ；定时器 0 工作方式 1

MOV SCON ， #00H ；串行口工作在方式 0


MOV SP ， #15H ；置堆栈指针 SETB EA ；开中断 SETB EX0 ；允许外中断 0 中断 CLR IT0 ；外中断 0 为电平触发WAITX ： LCALL CLST ；循环测量一次 LCALL XSZC ；循环显示数据一次

AJMP WAITX ；返回 WAITX 循环

****** 测量子程序 ******


CLST ： CLR A

MOV R0 ， #60H ；测量值存放首址 MOV R7 ， #00H ；置初始通道号CLST1 ： MOV A ， R7

MOV P2 ， A ；输出通道地址 SETB P2.3 ；锁存通道地址 SETB P2.4 ； A/D 启动准备 NOP ；延时 2 μs

CLR P2.4 ； A/D 启动


JNB P3.7 ， $ ；等待转换结束 SETB P2.5 ；允许 0809 数据输出 MOV A ， P0 ；读入 A/D 转换值 MOV @R0 ， A ；存入内存 CLR P2.5 ；关闭 0809 输出 INC R0 ；内存地址，通道号增 1

INC R7

CJNE R7 ， #08H ， CLST1

；采集结束了吗？没有结束则采集下一个通道


MOV P2 ， #00H ；一次测量结束 RET ；子程序返回

****** 显示子程序 *******

XSZC ： MOV R0 ， #60H ；显示数据地址初值

MOV 6BH ， #00H ；置通道号初值


XSZC1 ： MOV R3 ， #32H ；扫描频率 MOV A ， @R0

；显示数据转换为三位 BCD 码 MOV B ， #100

DIV AB

MOV 6AH ， A ；百位 BCD 码存于 6AH 中


MOV A ， #10

XCH A ， B

DIV AB

MOV 69H ， A ；存十位 BCD 码

MOV 68H ， B ；存个位 BCD 码

XSZC2: MOV TH0 ， #27H ；扫描周期由 T0 定时 2

0 ms

MOV TL0 ， #10H

SETB TR0 ；启动 T0

SETB P3.6 ；关闭通道号显示位


MOV A ， 68H ；取出各位显示数据

MOV DPTR ， #MAB ；显示段码首址

MOVC A ， @A+DPTR

MOV SBUF ， A ；显示数据由串行口输出

JNB TI ， $ ；等待传送结束

CLR P3.3 ；显示个位

CLR TI ；清除 TI

LCALL YS1 ；调延时 1 ms 子程序

SETB P3.3 ；消去个位显示

MOV A ， 69H ；取十位显示数据显示


MOV A ， @A+DPTR

MOV SBUF ， A

JNB TI ， $

CLR P3.4

CLR TI

LCALL YS1

SETB P3.4

MOV A ， 6AH ；取百位显示数据显示

MOVC A ， @A+DPTR

MOV SBUF ， A


JNB TI ， $

CLR P3.5

CLR TI

LCALL YS1

SETB P3.5

MOV A ， 6BH ；取通道号显示 MOVC A ， @A+DPTR

MOV SBUF ， A

JNB TI ， $

CLR P3.6

CLR TI

LCALL YS1


SETB P3.6

JNB TF0 ， $ ；是否到 20 ms ？若不到则等待

CLR TR0 ；关闭定时器 T0

DJNZ R3 ， XSZC2 ； 1 s 不到继续显示该通道数据

INC R0 ；显示下一个通道数据

INC 6BH

MOV A ， 6BH

CJNE A ， #08H ， XSZC1

；八个通道显示一次吗？没有则继续

RET ；循环显示一次结束，返回


YS1 ： MOV R2 ， #0AH ； 1 ms 延时子程序YS11 ： MOV R6 ， #0CH

YS12 ： DJNZ R6 ， YS12

DJNZ R2 ， YS11

RET

****** 中断服务程序 ******


FLTRT ： CLR EX0 ；关中断 CLR EA

JNB P3.2 ， FLTRT1

；真的有中断请求吗？有，转移

JNB P3.2 ， FLTRT1

RETI ；没有中断，退出FLTRT1 ： MOV R0 ， #00H ；置故障码偏移地址 CLR TR0 ；关定时器 T0

CLR TI ；清除 TI 标志 JB P1.0 ， DLC1 ；判断故障源


INC R0 ；改变故障码偏移地址 INC R0

JB P1.1 ， DLC1

INC R0

INC R0

JB P1.6 ， DLC1

INC R0

INC R0


DLC1 ： MOV A ， R0 ；取出故障码偏移地址 SETB P3.5 ；关闭高两位数码管 SETB P3.6

MOV TH0 ， #27H ；定时器 T0 定时 20 ms

MOV TL0 ， #10H

SETB TRO ；启动 T0

MOV DPTR ， #MCD ；置故障信息段码首址 MOVC A ， @A+DPTR ；取出故障信息段码低位 MOV SBUF ， A ；输出故障信息段码


JNB TI ， $ ；等待输出结束 CLR P3.3 ；显示故障信息低位 CLR TI

LCALL YS1 ；延时 1 ms

SETB P3.3

INC R0

MOV A ， R0

MOVC A ， @A+DPTR ；取出故障信息段码高位


MOV SBUF ， A ；输出故障信息段码高位 JNB TI ， $

CLR P3.4 ；显示故障信息段码高位 CLR TI

LCALL YS1 ；延时 1 ms

SETB P3.4

JNB TF0 ， $ ；等待 20 ms 结束 CLR TR0 ；关闭 T0

AJMP DLC1 ；循环显示故障信息 END


LED数码显示管共阳段码表，分别对应 0～ 9。

CLR TR0 ；关闭 T0

AJMP DLC1 ；循环显示故障信息MAB ： DB 0C0H ， 0F9H ， 0A4H ， 0B0H

；共阳数码管段码表，分别对应 0～ 9

DB 99H ， 92H ， 82H ， 0F8H ， 80H ， 90H

MCD ： DB LED 数码显示管用故障信息段码表，根据需要编制 ( 略 )

END

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