畢業(yè)論文--單片機數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)

1、<p><b>　　摘 要</b></p><p>　　本文提出了一種基于多個MCU通信的實時數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)方案，該系統(tǒng)由監(jiān)控計算機單元，數(shù)據(jù)處理單元，總線隔離器單元，接收單片機，數(shù)據(jù)采集單元組成。數(shù)據(jù)處理單元與多個現(xiàn)場采集器為點對點的串行通信方式，在數(shù)據(jù)處理單元內(nèi)部，各個通道的數(shù)據(jù)以雙CPU并行通行方式進行處理，處理的結果以串行方式送入監(jiān)控主機；同時在采集單元與處理單元，

2、處理單元與計算機之間采用RS-485總線進行數(shù)據(jù)的傳送；對于采樣的數(shù)據(jù)，通過可編程鍵盤/顯示接口8279芯片對數(shù)據(jù)進行顯示，篩選，轉存。實際運用證明，該方案具有良好的實時性。</p><p>　　[關鍵詞] 數(shù)據(jù)采集處理系統(tǒng)；單片機（MCU）；串行通信；并行通信</p><p><b>　　Abstract</b></p><p>　　Th

3、e text brings forward a sort 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, inceptin

4、g SCM and data collection cell. The data processing cell and the multi-field collectors are serial communication which are one point opposite one point. Within the data processing cell, every passage data are processed i

5、n double CPU merge-capable transmission fashion. Then, the</p><p><b>　　.</b></p><p>　　Key words: data acquisition and processing system ; Microcontroller unit ;</p><p&

6、gt;　　serial data communication ; parallel data communication </p><p><b>　　目 錄</b></p><p>　　摘 要I</p><p>　　AbstractII</p><p>　　目 錄III</p

7、><p>　　CATALOGIV</p><p>　　第一章 引 言１</p><p>　　1.1 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的組成１</p><p>　　1.2 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的應用領域及發(fā)展前景１</p><p>　　第二章 概 述３</p><p>　　

8、2.1 單片機的組成３</p><p>　　2.2 單片機的分類３</p><p>　　2.3 單片機的特點５</p><p>　　2.4 單片機的應用６</p><p>　　2.5 單片機的發(fā)展６</p><p>　　第三章 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的硬件組成１０</p&g

9、t;<p>　　3.1 集散式數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的結構１０</p><p>　　3.2 數(shù)據(jù)處理器１３</p><p>　　3.3 3-8譯碼器１７</p><p>　　3.4 74LS244 隔離器１９</p><p>　　3.5 RS-485總線１９</p><p>

10、　　3.6 鍵盤/顯示控制器8279２１</p><p>　　3.7 鍵盤，顯示器工作原理２３</p><p>　　第四章 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的軟件實現(xiàn)２６</p><p>　　4.1 數(shù)據(jù)接收器接收，發(fā)送數(shù)據(jù)２６</p><p>　　4.2 數(shù)據(jù)處理器接收數(shù)據(jù)２９</p><p>

11、　　4.3 主處理器執(zhí)行中斷２９</p><p>　　4.4 鍵盤顯示電路３２</p><p>　　結 束 語３９</p><p>　　參 考 文 獻：４０</p><p>　　致 謝４１</p><p>　　附 圖４２</p><p>&l

12、t;b>　　CATALOG</b></p><p>　　AbstractII</p><p>　　Chapter 1 Foreword１</p><p>　　1.1 The consitute of data collecting system１</p><p>　　1.2 The applied

13、realm and development foregrounds of data collecting system１</p><p>　　Chapter 2 Summarize３</p><p>　　2.1 Consitute of singlechip３</p><p>　　2.2 Sorts of singlechip３</p&

14、gt;<p>　　2.3 Specialty of singlechip５</p><p>　　2.4 Application of singlechip６</p><p>　　2.5 Development of singlechip６</p><p>　　Chapter 3 Hardware constitute of d

15、ata collecting system１０</p><p>　　3.1 Structure of gather to spread data collecting system１０</p><p>　　3.2 Data processor１３</p><p>　　3.3 3-8 encoder１７</p><p>

16、;　　3.4 74LS244 snsulation machine１９</p><p>　　3.5 RS-485 BUS１９</p><p>　　3.6 Keyboard/Display controller 8279２１</p><p>　　3.7 Work principle of Keyboard and display２３&l

17、t;/p><p>　　Chapter 4 Software realization of data collecting system２６</p><p>　　4.1 Receive and send data by data receiver２６</p><p>　　4.2 Receive data by data processor ..

18、............................... ２９</p><p>　　4.3 Perform halt by main processor..................................... ２９</p><p>　　4.4 Keyboard and display circuit３２</p><p>&l

19、t;b>　　Tag３９</b></p><p>　　Reference literature４０</p><p>　　Thankfulness４１</p><p>　　Refence map.....................................................................4 2

20、 </p><p>　　第一章 引 言</p><p>　　隨著科學技術和生產(chǎn)的發(fā)展，需要對各種參數(shù)進行測量，溫度是工業(yè)對象中主要的被控參數(shù)之一。在冶金工業(yè)，化工工業(yè)，電力工程，機械制造和食品加工等許多領域中，人們都需要對相應的溫度進行實時監(jiān)測控制。</p><p

21、>　　1．1 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的組成</p><p>　　數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的主要內(nèi)容通常包含硬件（連同單片微機在內(nèi)的全部電子線路），軟件（包括監(jiān)控管理程序及各功能模塊應用軟件）及結構工藝等三部分組成。一般的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)由：數(shù)據(jù)采集單元，A/D轉換單元，D/A轉換單元，數(shù)據(jù)傳輸單元，數(shù)據(jù)處理單元，鍵盤/顯示電路等幾部分組成。</p><p>　　1．2 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的應用領域及

22、發(fā)展前景</p><p>　　數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的應用范圍非常廣泛。隨著科學技術的發(fā)展，對有用信號進行數(shù)據(jù)的采集，分析，計算，提取等有較好的運用。一般的數(shù)據(jù)采集主要應用于：</p><p><b>　　生物醫(yī)學信號處理</b></p><p>　　多媒體技術與人機交互</p><p><b>　　導航與現(xiàn)代通信技術&

23、lt;/b></p><p><b>　　遙感，遙測的應用</b></p><p>　　人工智能與模式識別，計算機視覺與可視化</p><p><b>　　雷達，聲納信號處理</b></p><p><b>　　微弱信號處理技術</b></p><p&

24、gt;　　隨著數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)被廣泛的利用，在特定的行業(yè)要獲得較精確的采樣數(shù)據(jù)，都需要對該系統(tǒng)進行特殊的要求如：由于工業(yè)現(xiàn)場環(huán)境惡劣，很多設備（比如變頻器）都是對數(shù)據(jù)采集產(chǎn)生很大干擾的干擾源；而且一般的采集器都有多路信號輸入，它們地線相連會導致干擾通過地線進入正在采集的信號，使得數(shù)據(jù)采集不準確，因此數(shù)據(jù)采集器的抗干擾設計十分重要。</p><p>　　所以，在數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的發(fā)展過程中，為滿足特定的要求，數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的

25、發(fā)展方向主要由：</p><p>　　系統(tǒng)抗干擾性 保證獲得的數(shù)據(jù)較精確。如：可設計一個數(shù)據(jù)采集器，它除了正常的低 通濾波，RC濾波外，還可用PHOTOMOS光繼電器對每路信號進行隔離，每路信號的地線都獨立開來。</p><p>　　實時通信 保證數(shù)據(jù)處理單元能較快的得到要處理的數(shù)據(jù)，提高了主機的運行效率，如：采集現(xiàn)場與處理單元距離短可用RS-232總線，距離長可用RS-485總線。

26、</p><p>　　3）高速數(shù)據(jù)采集 一般數(shù)字信號的獲得需要對模擬信號進行采集，這就需要高</p><p>　　速，高性能的A/D轉換相適應。</p><p>　　4）低功耗性 適合與電池供電和空間受限的工作環(huán)境以及便攜式場合。</p><p>　　第二章 概 述</p><p>　　2.1

27、 單片機的組成</p><p>　　所謂單片機就是單片微型計算機（Single-chip Microcomputer）,單片微型計算機的核心是微處理器MPU，與一般微型計算機所不同的是它將微處理器，內(nèi)存，I/O接口，中斷邏輯，定時器/計數(shù)器等集成到一個集成電路芯片上，有的單片機還集成了A/D，D/A轉換器等電路，如圖2—1所示。這種結構特別使用于測控領域，因此，也稱其為微控制器（Microcontrolle

28、r）,簡寫為MCU，但國內(nèi)大多數(shù)人習慣上都叫單片機。</p><p>　　圖2—1單片機的組成框圖</p><p>　　2.2 單片機的分類</p><p>　　常用的單片機分類方法有兩種，一是按字長分類，二是按用途分類。</p><p>　　2．2．1 按字長分類</p><p>　　根據(jù)單片機對各種基本操作處

29、理的數(shù)據(jù)來看，單片機有4位單片機，8位單片機，32位單片機和64位單片機等。</p><p><b>　　4位單片機</b></p><p>　　4位單片機的主要生產(chǎn)國是日本，如Sharp公司的SM系列，東芝公司的TCLS系列，NEC公司的uCOM75**系列等。此外，還有美國TI公司的TMS1000和NS公司的COP400系列。國內(nèi)也早已能夠生產(chǎn)COP400系列的4

30、位單片機。4位單片機的主要特點是價格便宜，但功能并不弱，只是CPU為4位。其片內(nèi)存儲器有2KB ROM，128B*4的RAM等。NEC公司的uPD75**的片內(nèi)ROM可達8KB，RAM為512B*4，還帶有6位A/D轉換。目前，4位單片機主要用于控制諸如洗衣機，微波爐等家用電器及高檔電子玩具。</p><p><b>　　8位單片機</b></p><p>　　8位單

31、片機是目前單片機中的主流機型。在8位單片機中，一般把無串行I/O接口和只提供小范圍的尋址空間（小于8KB）的單片機稱為低檔的8位單片機，如Intel公司MCS-48系列和Faichild公司的F8就屬于此類；把帶有串行I/O接口或A/D轉換以及進行64KB以上尋址的單片機，稱為高檔的8位單片機，如Intel公司的MCS-51系列，Motorala公司的MC6810，Zilog公司的Z8等。近年來，在高檔8位單片機的基礎上又出現(xiàn)了超8位單

32、片機，如Intel公司的UPI-452，83C152，Zilog公司的Super8，Motorola公司的MC68HC11等。它們不但進一步擴大了片內(nèi)ROM和RAM的容量，而且還增加了高級通信，DMA傳送和高速I/O功能。另外，由于8位單片機的功能強，價格低廉，品種齊全，因而被廣泛應用于各個領域。特別是高檔單片機的主要機型。</p><p><b>　　16位單片機</b></p>

33、;<p>　　16位單片機主要有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。而得到實際應用的16位單片機主要是Intel公司的MCS-96系列單片機。</p><p><b>　　32位單片機</b></p><p>　　32位單片機首推英國Inmos公司的IMS414DPJ

34、I，它是目前并行處理位數(shù)最高的單片機之一。</p><p><b>　　64位單片機</b></p><p>　　64位單片機的處理能力是任何32位單片機都無法達到的。目前，SperH，MIPS Technologies東芝等廠商還是準備將64位單片機微處理器內(nèi)核推向嵌入式系統(tǒng)市場。</p><p>　　2．2．2 按用途分類</p>

35、;<p>　　按用途分類，可將單片機分為通用型單片機和專用型單片機兩種。</p><p><b>　　通用型單片機</b></p><p>　　將資源全部提供給用戶使用，如片內(nèi)寄存器，存儲器，中斷系統(tǒng)，定時器/計數(shù)器，I/O接口等。其適應性強，擴展容易，構建各種應用系統(tǒng)十分靈活，應用廣泛。如MCS-51系列單片機。</p><p>

36、;<b>　　專用型單片機</b></p><p>　　針對各種特殊應用場合而專門設計的單片機。如生產(chǎn)過程控制，數(shù)據(jù)采集與信號處理等。它們通常是微控制系統(tǒng)的集成化產(chǎn)品。TMS320系列就是專門用于數(shù)字信號處理的單片機（也稱DSP芯片），他的指令周期短，運算速度和精度高。</p><p>　　2.3 單片機的特點</p><p>　　由于單

37、片機是在一塊大規(guī)模或超大規(guī)模集成電路芯片上集成了微型計算機的主要功能單元，本身就是具有一定規(guī)模的計算機，因此，其緊湊的結構，小巧的形體在許多應用場合是其他類型的計算機所不能比擬的，其特點歸納如下：</p><p><b>　　1.形小體輕功耗低</b></p><p>　　如前所述，單片機就是一個計算機芯片，在這個芯片上集成了計算機的基本功能部件，甚至是構成技術應用系

38、統(tǒng)的各功能部件。因此，其集成度相當高，而這個芯片的尺寸與普通的集成塊是一樣的，那么形小體輕自然不用說了。而且，由于單片機大量用于便攜式產(chǎn)品和家用電器，設計時專門考慮了低電壓，低功耗環(huán)境。如許多單片機可在2.2V甚至1.2V或0.9V電壓下工作，其功耗可降低至uA級，一顆紐扣電池供電可以使用很長時間。另外，由于集成度高，抗干擾能力強，其本身的可靠性也相當高。</p><p>　　2.能強，運算速度快，性價比高<

39、;/p><p>　　單片機在構成測控系統(tǒng)，電器控制裝置，智能儀器等方面與其他微型計機相比有特別明顯的優(yōu)勢，在設計軟件，硬件資源時充分考慮了這方面的功能，如指令系統(tǒng)中具有豐富的程序分支轉移，布爾處理和邏輯控制命令，有定時器，中斷系統(tǒng)，I/O接口，各種控制寄存器等豐富的硬件資源。</p><p>　　單片機特有的結構形式，提高了運算速度。有的單片機還采用了RISC和DSP技術，進一步改善了運行效率

40、。隨著各種新技術的不斷發(fā)展，各廠商在提高單片機性能的同時進一步降低價格，性能價格比成為競爭焦點之一，因此，從總體上講單片機優(yōu)于普通的微處理器。而單片機價格可降低至0.5美元。</p><p>　　3.應用系統(tǒng)研制周期短，軟，硬件開發(fā)靈活方便</p><p>　　由于單片機有豐富的內(nèi)存和I/O接口等功能單元，可直接與外圍電路或芯片連接，編寫簡單程序就可以構成應用系統(tǒng)。而且利用簡單的開發(fā)工具就

41、可以在應用環(huán)境下進行軟件，硬件調(diào)試，修改也十分方便。調(diào)試成功后即可成為實際的應用系統(tǒng)。因此，研制應用系統(tǒng)的時間可減到最短，其開放性的靈活擴展功能使軟，硬件開發(fā)變得簡單，也易于掌握。另外，為防止因突然掉電造成信息丟失或損壞，單片機基本上都設計了備用電源引腳，可以很方便地接入備用電源，以利保護信息。</p><p>　　2.4 單片機的應用 </p><p>　　由于單片機的超小型結構和

42、優(yōu)越的性價比，使其應用領域十分廣泛，這里列出一些主要的應用領域。</p><p>　?。?） 工業(yè)控制：各種測試系統(tǒng)，機器人等。</p><p>　?。?） 儀器儀表：智能儀器儀表，醫(yī)療儀器等。</p><p>　　（3） 家電，玩具：各種游戲機，全自動家用電器，攝像機，激光盤驅(qū)動器，電子玩具等。</p><p>　?。?）計算機外設和通訊設

43、備：各種計算機外設控制（磁盤驅(qū)動器控制，打印機控制，鍵盤控制），調(diào)制調(diào)解器，智能線路運行控制等。</p><p>　?。?）數(shù)據(jù)處理：圖形處理，數(shù)字信號處理（DSP），數(shù)據(jù)采集與處理，復印機控制等。</p><p>　　（6）汽車控制： 點火系統(tǒng)控制，變速器控制，防滑剎車控制，排氣控制等。</p><p>　?。?）國防應用：魚雷制導控制，導彈控制，智能武器控制，其

44、他航空航天系統(tǒng)。</p><p>　　隨著單片機技術的發(fā)展，新的產(chǎn)品不斷涌現(xiàn)，應用領域還將繼續(xù)擴大。</p><p>　　2.5 單片機的發(fā)展</p><p>　　2．5．1單片機技術的發(fā)展特點</p><p>　　自單片機出現(xiàn)至今,單片機技術已走過了近20年的發(fā)展路程?？v觀20年來單片機發(fā)展歷程可以看出,單片機技術的發(fā)展以微處理器(Ｍ

45、ＰＵ)技術及超大規(guī)模集成電路技術的發(fā)展為先導,以廣泛的應用領域拉動,表現(xiàn)出較微處理器更具個性的發(fā)展趨勢。</p><p>　　單片機長壽命　 </p><p>　　這里所說的長壽命,一方面指用單片機開發(fā)的產(chǎn)品可以穩(wěn)定可靠地工作十年、二十年,另一方面是指與微處理器相比的長壽命。隨著半導體技術的飛速發(fā)展,ＭＰＵ更新?lián)Q代的速度越來越快,以386、486、586為代表的ＭＰＵ,很

46、短的時間內(nèi)就被淘汰出局,而傳統(tǒng)的單片機如68ＨＣ05、8051等年齡已有15歲,產(chǎn)量仍是上升的。這一方面是由于其對相應應用領域的適應性,另一方面是由于以該類ＣＰＵ為核心,集成以更多Ｉ/Ｏ功能模塊的新單片機系列層出不窮?？梢灶A見,一些成功上市的相對年輕的ＣＰＵ核心,也會隨著Ｉ/Ｏ功能模塊的不斷豐富,有著相當長的生存周期。新的ＣＰＵ類型的加盟,使單片機隊伍不斷壯大,給用戶帶來了更多的選擇余地。</p><p>　　8

47、位、16位、32位單片機共同發(fā)展　 </p><p>　　這是當前單片機技術發(fā)展的另一動向。長期以來,單片機技術的發(fā)展是以8位機為主的。隨著移動通訊、網(wǎng)絡技術、多媒體技術等高科技產(chǎn)品進入家庭,32位單片機應用得到了長足發(fā)展。以Motorola68Ｋ為ＣＰＵ的32位單片機97年的銷售量達8千萬枚。過去認為由于8位單片機功能越來越強,32位機越來越便宜,使16位單片機生存空間有限,而16位單片機的發(fā)展

48、無論從品種和產(chǎn)量方面,近年來都有較大幅度的增長。</p><p>　　單片機速度越來越快　 </p><p>　　MPU發(fā)展中表現(xiàn)出來的速度越來越快是以時鐘頻率越來越高為標志的。而單片機則有所不同,為提高單片機抗干擾能力,降低噪聲,降低時鐘頻率而不犧牲運算速度是單片機技術發(fā)展之追求。一些8051單片機兼容廠商改善了單片機的內(nèi)部時序,在不提高時鐘頻率的條件下,使運算速

49、度提高了很多,Motorola單片機則使用了瑣相環(huán)技術或內(nèi)部倍頻技術使內(nèi)部總線速度大大高于時鐘產(chǎn)生器的頻率。68HC08單片機使用4.9M外部振蕩器而內(nèi)部時鐘達32M,而M68Ｋ系列32位單片機使用32Ｋ的外部振蕩器頻率內(nèi)部時鐘可達16MHｚ以上。</p><p><b>　　低電壓與低功耗　</b></p><p>　　自80年代中期以來,NMOS工藝單片機逐漸被C

50、MOS工藝代替,功耗得以大幅度下降,隨著超大規(guī)模集成電路技術由3μｍ工藝發(fā)展到1.5、1.2、0.8、0.5、0.35近而實現(xiàn)0.2μｍ工藝,全靜態(tài)設計使時鐘頻率從直流到數(shù)十兆任選,都使功耗不斷下降。Motorla最近推出任選的Ｍ.CORE可在1.8Ｖ電壓下以50M/48MIPS全速工作,功率約為20ｍＷ。幾乎所有的單片機都有Wait，Stop等省電運行方式。允許使用的電源電壓范圍也越來越寬。一般單片機都能在3到6V范圍內(nèi)工作,對電池供

51、電的單片機不再需要對電源采取穩(wěn)壓措施。低電壓供電的單片機電源下限已由2.7V降至2.2V、1.8V。0.9V供電的單片機已經(jīng)問世。</p><p>　　低噪聲與高可靠性技術　</p><p>　　為提高單片機系統(tǒng)的抗電磁干擾能力,使產(chǎn)品能適應惡劣的工作環(huán)境,滿足電磁兼容性方面更高標準的要求,各單片機商家在單片機內(nèi)部電路中采取了一些新的技術措施。如美國國家半導體NS的COP8單片機內(nèi)部增加了

52、抗EMI電路,增強了“看門狗”的性能。Motorola也推出了低噪聲的LN系列單片機。</p><p><b>　　OTP與掩膜　</b></p><p>　　OTP是一次性寫入的單片機。過去認為一個單片機產(chǎn)品的成熟是以投產(chǎn)掩膜型單片機為標志的。由于掩膜需要一定的生產(chǎn)周期,而OTP型單片機價格不斷下降,使得近年來直接使用OTP完成最終產(chǎn)品制造更為流行。它較之掩膜具有生

53、產(chǎn)周期短、風險小的特點。近年來,OTP型單片機需量大幅度上揚,為適應這種需求許多單片機都采用了在片編程技術(In System Programming)。未編程的OTP芯片可采用裸片Bonding技術或表面貼技術,先焊在印刷板上,然后通過單片機上引出的編程線、串行數(shù)據(jù)、時鐘線等對單片機編程。解決了批量寫OTP芯片時容易出現(xiàn)的芯片與寫入器接觸不好的問題。使OTP的裸片得以廣泛使用,降低了產(chǎn)品的成本。編程線與Ｉ/Ｏ線共用,不增加單片機的額外

54、引腳。而一些生產(chǎn)廠商推出的單片機不再有掩膜型,全部為有ISP功能的OTP。</p><p>　　MTP向OTP挑戰(zhàn)　</p><p>　　MTP是可多次編程的意思。一些單片機廠商以ＭＴＰ的性能，ＯＴＰ的價位推出他們的單片機,如ATMEL AVR單片機,片內(nèi)采用FLASH,可多次編程。華邦公司生產(chǎn)的與8051兼容的單片機也采用了MTP性能,OTP的價位。這些單片機都使用了ISP技術,等安裝到

55、印刷線路板上以后再下載程序。</p><p>　　2．5．2單片機的發(fā)展趨勢</p><p>　　隨著半導體工藝技術的發(fā)展及系統(tǒng)設計水平的提高,單片機正在不斷產(chǎn)生新的變化和進步,人們發(fā)現(xiàn):單片機與微機系統(tǒng)之間的距離越來越小,甚至難以辨認。單片機在目前的發(fā)展形勢下,表現(xiàn)出以下幾大趨勢:</p><p>　　(1) 可靠性及應用水平越來越高 </p>&l

56、t;p>　　和互聯(lián)網(wǎng)的連接已是一種明顯的走向?，F(xiàn)在的新型單片機已經(jīng)集成ＩＰ技術與藍牙技術,對網(wǎng)絡的連接支持功能越來越強。</p><p>　　(2) 所集成的部件越來越多 </p><p>　　單片機在內(nèi)部已集成了越來越多的部件,這些部件包括一般常用的電路,例如:定時器,比較器,Ａ/Ｄ轉換器,Ｄ/Ａ轉換器,串行通信接口,Watchdog電路,LCD控制器等。有的單片機為了構成控制網(wǎng)絡

57、或形成局部網(wǎng),內(nèi)部含有局部網(wǎng)絡控制模塊ＣＡＮ。ＮＳ(美國國家半導體)公司的單片機已把語音、圖象部件也集成到單片機中,如果從功能上講它可以是萬用機,原因是其內(nèi)部已集成上各種應用電路。</p><p>　　(3) 功耗越來越低 </p><p>　　現(xiàn)在新的單片機的功耗越來越小,特別是很多單片機都設置了多種工作方式,這些工作方式包括等待,暫停,睡眠,空閑,節(jié)電等工作方式。零功耗系統(tǒng)正是當前設計

58、的追求目標。</p><p>　　(4) 和模擬電路結合越來越多 </p><p>　　單片機正被廣泛的嵌入到各種應用系統(tǒng)中。單片機的另外一個名稱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儀器或設備中。</p><p>　　(5) 可靠性越來越高</p><p>　　在單片機應用中,可靠性是首要的因素,單片機自身的可靠性技術正在不

59、斷發(fā)展。</p><p>　　第三章 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的硬件組成</p><p>　　3.1 集散式數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的結構</p><p>　　圖3-1為89C51單片機構成的主從式數(shù)據(jù)采集處理系統(tǒng)。該系統(tǒng)應用于印染系統(tǒng)的水分及特定點的溫度等的測量過程。</p><p>　　圖3-1 以89C51單片機構成的主從式數(shù)據(jù)采集處理系統(tǒng)<

60、/p><p>　　在實際應用中，采用波特率為9600bps，數(shù)據(jù)楨為：</p><p>　　1位起始位+8位數(shù)據(jù)位+1位停止位</p><p>　　數(shù)據(jù)交換時，主機呼叫從機地址，從機向主機發(fā)送本機數(shù)據(jù)。主機呼叫時，發(fā)出長度為1個字節(jié)數(shù)據(jù)（即從機地址），從機應答時向上傳送3個雙字節(jié)數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)格式為如圖（3-2）：</p><p><b>

61、　　AA+數(shù)據(jù)，</b></p><p>　　圖3-2 數(shù)據(jù)格式</p><p>　　即7個字節(jié)。假定在理想情況下，主機呼叫，從機立即回應，則主機完成與一個從機的數(shù)據(jù)交換最少需 ：（7+1）*10*1/9600=8.333ms （忽略數(shù)據(jù)楨之間的間隔和從機的地址判斷即通信轉移時間）。假設采集系統(tǒng)中有4個采集單元，那么主機遍歷一次所有采集單元至少需要33.332ms。當

62、傳送數(shù)據(jù)長度增加或數(shù)據(jù)采集單元增加時，遍歷時間延長。實際上，在程序運行過程中數(shù)據(jù)交換所花費的時間遠遠大于理論計算植，這樣就使主機的實時性降低。當主機接收數(shù)據(jù)采用中斷方式實現(xiàn)的，會造成程序運行效率低，甚至造成“假死機現(xiàn)象”：運行-----長時間停滯-----再運行，致使采集處理系統(tǒng)無法正常運轉。</p><p>　　3．1．1 主從式結構</p><p>　　為了克服上述方案中的缺陷，此

63、方法提出了圖3-3方案：</p><p>　　分散采樣，集中處理 </p><p>　　該方案較好地解決了系統(tǒng)的實時性問題 即主從式結構 從機：工作在現(xiàn)場狀態(tài)的數(shù)據(jù)采集單元仍然是以CPU為核心的智能單元，實現(xiàn)對現(xiàn)場模擬量（水分，溫度等） 或現(xiàn)場狀態(tài)的檢測和采集，經(jīng)過相應的預處理，如濾波，編碼之后，以串行方式發(fā)給數(shù)據(jù)處理單元；主機：主機的任務是系統(tǒng)管理，初值設定，通過串行通訊接口向

64、從機發(fā)送各種命令和初值，接收從機發(fā)送來來的數(shù)據(jù)，對數(shù)據(jù)進行運算處理，輸出最終結果。</p><p>　　數(shù)據(jù)處理單元與每個采集單元之間以點對點的方式收發(fā)數(shù)據(jù)，每一路數(shù)據(jù)有一個獨立的收發(fā)單片機（89c51），以并行傳送方式與數(shù)據(jù)處理單元主處理器（89C52）進行信息交換。由于各路數(shù)據(jù)收發(fā)獨立，且并行傳送時間短（一般為幾十個us），由前端數(shù)據(jù)采集單元的數(shù)據(jù)到數(shù)據(jù)處理單元的傳送時間主要取決于串行通信所用的時間，以960

65、0bps傳送7個字節(jié)數(shù)據(jù)的時間 7*10*1/9600=7.292ms，各路傳送并行工作，主處理器幾乎可以同時獲取數(shù)據(jù)，當數(shù)據(jù)采集器采樣間隔不低于20ms時，該方案的數(shù)據(jù)處理具有較好的實時性。</p><p>　　數(shù)據(jù)處理單元與監(jiān)控計算機（PC機）之間采用串行通信方式傳輸信息的形式有兩種：實時和隨機。數(shù)據(jù)處理單元接收到采樣數(shù)據(jù)后，進行相應的處理，如工程量轉換，顯示，報警，定時將工程量測量值上傳給監(jiān)控計算機，當出

66、現(xiàn)異常情況如測量值超過報警值或采樣系統(tǒng)出現(xiàn)故障等情況時，即刻上傳故障信息。在監(jiān)控計算機上對數(shù)據(jù)進行記錄，存儲，分類及實時監(jiān)控。</p><p>　　在系統(tǒng)中，為了適應生產(chǎn)車間測量點分散，距離長的特點，采集單元與處理單元，處理單元與計算機之間采用RS—485總線，在9600bps速率下，使通信距離不小于500m。</p><p>　　3. 1. 2 硬件組成</p><

67、;p>　　如圖3-3所示，集散式數(shù)據(jù)采集處理系統(tǒng)由：監(jiān)控計算機單元，數(shù)據(jù)處理單元，總線隔離器單元，接收單片機，數(shù)據(jù)采集單元組成。</p><p>　　監(jiān)控計算機單元：一般指工業(yè)PC，即配制有滿足通信傳輸?shù)慕涌?，如RS-485接口。監(jiān)控計算機通過并行口（COM1/COM2）接收主處理器定時發(fā)送的測量值，并對數(shù)據(jù)進行記錄，曲線顯示，數(shù)據(jù)存儲等。采用軟件VB6.0開發(fā)。接收數(shù)據(jù)時，采用VB的Mscomm控件，他具

68、有完善的 收發(fā)功能，在程序中通過事件驅(qū)動方式接收數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)幀格式與圖2-2相同。監(jiān)控軟件在執(zhí)行過程中，也實現(xiàn)實時曲線顯示，并自動創(chuàng)建數(shù)據(jù)庫，根據(jù)需要可生成報表輸出。</p><p>　　數(shù)據(jù)采集單元： 現(xiàn)場的數(shù)據(jù)采樣和濾波處理由AT89C51和14位AD679組成的數(shù)據(jù)采集單元完成。經(jīng)過預處理的數(shù)據(jù)，按照圖2-2所示的數(shù)據(jù)格式，由串行口發(fā)送端TXD發(fā)出，在硬件上要用MAX488將彈片機輸出的TTL信號轉換成RS-

69、485總線信號規(guī)則進行遠程傳送。</p><p>　　接收單片機：數(shù)據(jù)接收器采用AT89C2051單片機，與現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集單元以串行通信方式1模式工作。</p><p>　　數(shù)據(jù)處理單元：數(shù)據(jù)處理單元采用AT89C52單片機，它具有8K的FLASH ROM ，可以滿足鍵盤管理，測量計算值顯示，工程量轉換以及通信管理等程序容量的要求。主處理器與數(shù)據(jù)接受器的信息交換書通過中斷方式進行的。<

70、/p><p>　　數(shù)據(jù)隔離器：數(shù)據(jù)隔離器采用芯片74LS244 ， 74LS244是一種三態(tài)輸出的八緩沖器和線驅(qū)動器，主要用于三態(tài)輸出的存儲地址驅(qū)動器、時鐘驅(qū)動器和總線定向接收器和定向發(fā)送器等</p><p>　　RS-485總線： MCS-51系列單片機帶有的一個全雙工串行通行口提高了單片機與外部計算機，以及帶串行口的外設的數(shù)據(jù)交換能力。單片機串行口輸出電平TTL電平兼容且單線傳輸（對地而言

71、）導致傳輸距離短（小于5m）和通信速率慢（不超過20kb/s），等缺點。為克服這些缺點，所以在單片機串行通信系統(tǒng)中采用RS-485通信方式。</p><p>　　鍵盤顯示單元：用可編程鍵盤/顯示接口8279芯片與鍵盤，七段數(shù)碼管顯示器的連接實現(xiàn)對采集的數(shù)據(jù)進行顯示，對符合標準的采集的數(shù)據(jù)進行存儲。</p><p>　　3.2 數(shù)據(jù)處理器</p><p>　　在

72、本數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)中，采用了MCS-51系列：AT89C51和89C2051兩片數(shù)據(jù)處理器芯片。MCS-51單片機芯片的引線有兩種：40條引線的8031（8032），8051/52，8751/52，89C51/52和20條引線的89C2051，89C1051。</p><p>　　3．2．1 AT89C52處理器</p><p>　　數(shù)據(jù)處理器采用AT89C52單片機。如圖3-4所示：&l

73、t;/p><p>　　圖3-4 AT89C52單片機引腳圖</p><p>　　兼容標準MCS-51指令系統(tǒng)的AT89C52單片機是一個低電壓，高性能CMOS 8位單片機，片內(nèi)含8k bytes的可反復擦寫的只讀程序存儲器（PEROM）和256 bytes的隨機存取數(shù)據(jù)存儲器（RAM），器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存儲技術生產(chǎn)，片內(nèi)置通用8位中央處理器和Flash存儲單元，功能

74、強大的AT89C52單片機可以提供許多高性低比的系統(tǒng)控制應用領域。 AT89C52有40個引腳，32個外部雙向輸入/輸出（I/O）端口，同時內(nèi)含2個外中斷口，3個16位可編程定時計數(shù)器,2個全雙工串行通信口，2個讀寫口線，AT89C52可以按照常規(guī)方法進行編程，也可以在線編程。其將通用的微處理器和Flash存儲器結合在一起，特別是可反復擦寫的Flash存儲器可有效地降低開發(fā)成本。</p><p>　　AT89

75、C52有PDIP、PQFP/TQFP及PLCC等三種封裝形式，以適應不同產(chǎn)品的需求。</p><p>　　1 . I/O引腳和I/O端口</p><p>　　P0.7～p0.0 : P0口是一個漏極開路型準雙向I/O口。在訪問外部存儲器時，它是數(shù)據(jù)總線和地址總線低8位分時復用的接口；在EPROM編程是，他接收指令字節(jié)；在驗證程序時，輸出指令字節(jié)，并要求外接上拉電阻。</p>

76、<p>　　P1.7～P1.0： P1口是帶有內(nèi)部上拉電阻的雙向I/O口，它是通過I/O端口。在EPROM編程和程序驗證時，它接收底8位地址。</p><p>　　P2.7～P2.0： P2口是帶有內(nèi)部上拉電阻的8位雙向I/O口。在訪問外部存儲器時，它輸出高8位地址；在對EPROM編程和程序驗證時，他接收高8位地址。</p><p>　　P3.7～P3.0: P3

77、口是帶內(nèi)部上拉電阻的8位雙向I/O口，它是雙功能I/O端口。除基本輸入/輸出功能外，每個引腳還有專用功能。其專用引腳功能見表3-1所示。 </p><p>　　表3-1 P3口引 腳 專用功能</p><p><b>　　2 . 復位引腳</b></p><p>　　復位操作是計算機系統(tǒng)經(jīng)常進行的操作，即使其軟，硬件回到初始狀態(tài)，準備工作

78、。</p><p><b>　　復位引腳RESET</b></p><p>　　復位功能RST：單片機的復位是靠外部電路實現(xiàn)的。在震蕩信號正常運行情況下，只要RST引腳保持兩個機器周期以上的高電平，系統(tǒng)就能復位。理論上按主頻2MHZ～12MHZ計算，復位高電品持續(xù)時間≧t。</p><p>　　t= ～ =2µs～12µs&

79、lt;/p><p><b>　　復位狀態(tài)</b></p><p>　　復位狀態(tài)就是單片機復位后內(nèi)部寄存器及引腳的初始數(shù)據(jù)或初始電平。MCS-51系列彈片機復位后內(nèi)部各寄存器的狀態(tài)如表3-2所列。</p><p>　　表3-2 MCS-51系列單片機復位后內(nèi)部寄存器的內(nèi)容</p><p>　　另外，復位時，ALE和 配置為輸入

80、狀態(tài)，即ALE=1，=1。內(nèi)部RAM不受復位的影響。</p><p><b>　　3．控制引腳</b></p><p>　　MCS-51系列單片機的控制引腳有一部分占用P3口線，前面已經(jīng)介紹，另一部分是單獨的引腳，介紹如下。</p><p>　　1．ALE/：地址鎖存/編程脈沖引腳，輸入/輸出</p><p>　　(1)

81、 ALE功能：地址鎖存信號，輸出。給應用系統(tǒng)中的地址鎖存器提供鎖存控制信號，實現(xiàn)地址/數(shù)據(jù)分時復用。</p><p>　　時序圖中已表明，在每一個機器周期（MOVX指令除外）出現(xiàn)兩個ALE正脈沖，當ALE為高電平時，地址鎖存器的輸出隨輸入變化（這時P0口輸出的是低八位地址信息）；當ALE由高電平變成低電平時，鎖存器將地址鎖定，即輸出不再隨輸入變化（P0口可傳送數(shù)據(jù)信息）。</p><p>

82、;　　另外，ALE信號還可作為應用系統(tǒng)中頻率要求較低的其他部件的時鐘信號，計數(shù)信號等（但要注意：若程序中執(zhí)行了MOVX指令，ALE會出現(xiàn)不均勻的情況）。</p><p>　　(2) 功能：片內(nèi)程序存儲器編程脈沖，輸入。對于EPROM型單片機，在對片內(nèi)程序</p><p>　　存儲器編程時，該引腳輸入編程脈沖信號。</p><p>　　2. ：外部程序存儲器讀信

83、號，輸出，低電平有效</p><p>　　由于MCS-51系列單片機外部程序存儲空間和外部數(shù)據(jù)存儲空間是獨立的，但地址是重疊的，因此除了在指令上加以區(qū)分外，控制信號也有所不同。前面介紹的RD，WR是用于讀/寫數(shù)據(jù)存儲器的，而PSEN是用于讀程序代碼的，它在應用系統(tǒng)中接程序存儲器的讀控制端。在訪問外部程序存儲器時，在每個機器周期，PSEN兩次有效。</p><p>　　/Vpp：內(nèi)部程序存儲

84、器選擇/編程電壓引腳，輸入。這是一個雙功能引腳</p><p>　　(1) 功能：內(nèi)，外程序存儲器選擇信號。當訪問該地址范圍的存儲單元時，由于MCS-51系列單片機的片內(nèi)程序存儲器與片外程序存儲器低端地址是重疊的，所以用引腳電平來區(qū)分是訪問內(nèi)部程序存儲器，還是訪問外部程序存儲器。當 =“1”時選擇訪問單片機內(nèi)部的程序存儲器；當 =“0”時選擇訪問外部的程序存儲器。但應注意，8031，8032，80C31等幾個型號

85、的單片機無片內(nèi)程序存儲器，使用它們時應接地。</p><p>　　Vpp功能：片內(nèi)程序存儲器編程電壓。對于EPROM型單片機，在對片內(nèi)EPROM編程</p><p>　　時Vpp引腳輸入21V的編程電源電壓。</p><p><b>　　4．主電源引腳</b></p><p>　　Vcc：+5V工作電壓。正常工作時Vcc

86、引腳接+5V電源電壓。</p><p>　　Vss：接地端。正常工作時Vss引腳接地。</p><p><b>　　5．時鐘引腳</b></p><p>　　XTAL1和XTAL2 ：是MCS-51系列單片機的時鐘引腳，兩引腳連接于單片機內(nèi)部的一個高增益反向放大器，用于與外部震蕩源一起構成震蕩電路，其中XTAL1為該放大器的輸入引腳，XTAL2

87、為該放大器的輸出引腳。 </p><p>　　表 3.3 主要功能特性</p><p>　　3．2．2 89C2051處理器</p><p>　　89C2051，AT89C52與MCS-51系列單片機指令系統(tǒng)完全兼容，引腳功能相同。如圖所示， 20條引腳的MCS-51系列的2051和1051沒有P0口和P2口，不能進行外部擴展。它們的內(nèi)部有一

88、個模擬比較器，相比較的模擬信號由P1.0（AIN0）和P1.1（AIN1）輸入，模擬比較器的輸出（在內(nèi)部與P3.6相連）由P3.6輸入。</p><p>　　圖 3-5 89C2051的引腳圖</p><p>　　3.3 3-8譯碼器</p><p>　　74LS138為3—8譯碼器，如圖3-5所示為74LS138的引腳圖</p><

89、p>　　圖3-5 74LS138引腳</p><p>　　74LS138在編碼時，每一種使用了的二進制碼狀態(tài)，都賦予了特定的含義，即表示了一個確定的信號或者對象。把代碼的特定含義即表示了一個確定的信號或者對象。把代碼的特定含義“翻譯”出來的過程叫做譯碼，實現(xiàn)譯碼操作的電路稱為譯碼器。或者說，譯碼器可以將輸入代碼的狀態(tài)翻譯或相應的輸出信號，以表示其原意，譯碼器是多輸入，多輸出的組合邏輯電路。</p&g

90、t;<p>　　譯碼器輸入為3位2進制數(shù)，C，B，A，輸出為8個2進制數(shù)，分別對應輸入的8種狀態(tài)組合，另外設有使能控制端，E3，E2，E1，當E3=1，E2=0，E1=0時，譯碼器正常譯碼。否則，譯碼器不實現(xiàn)譯碼，即不管譯碼輸入C，B，A為何值8個譯碼輸出～均為高電平。 在實際的應用中，有時使能控制端也可以用作復位端，實現(xiàn)3-8譯碼器的“清零”，在該數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)中，后面將用到這方面的知識。 由真值表，表2-4可知：

91、 對應每個輸入狀態(tài)，僅有一個輸出為0，其余皆為1，輸出為低電平有效。例如： CBA=000時，僅Y0=0，即Y0是輸入代碼000的譯碼器輸出。8個輸出對應8個最小項的非。</p><p>　　表3-4 74LS138真值表</p><p>　　3.4 74LS244 隔離器</p><p>　　74LS244是8位3態(tài)總線驅(qū)動器，如圖 3-6 。外設輸

92、入的數(shù)據(jù)和狀態(tài)信號，可以通過數(shù)據(jù)輸入 3態(tài)緩沖器或3態(tài)總線驅(qū)動器經(jīng)數(shù)據(jù)總線傳送給微處理器。8個數(shù)據(jù)輸出端1Y1～1Y4，2Y1～2Y4與微型計算機的數(shù)據(jù)總線相連，8個數(shù)據(jù)輸入端1A1～1A4，2A1～2A4與外設相連。加到輸出允許1G和2G的負脈沖將數(shù)據(jù)輸入端的數(shù)據(jù)送至數(shù)據(jù)輸出端。執(zhí)行MOVX（IN）</p><p>　　指令時，微處理器發(fā)出讀寄存器信號，該信號通常是端口地址和讀信號RD產(chǎn)生的。將讀寄存器信號接至

93、74LS244的輸出允許端，MOVX指令就把3態(tài)緩沖器74LS244數(shù)據(jù)輸入端的數(shù)據(jù)，經(jīng)數(shù)據(jù)總線輸入到累加器A中。</p><p>　　圖3-6 74LS244三態(tài)總線驅(qū)動器 </p><p>　　表3-5 引腳功能</p><p>　　3.5 RS-485總線

94、 </p><p>　　單片微機應用系統(tǒng)中，相互通道接口主要采用串行通信方式，在設計應用系統(tǒng)通信接口時，主要考慮的是串行標準通信接口，傳輸介質(zhì)，電平轉換等。目前，許多廠家生產(chǎn)了各種集成芯片，能滿足單片微機的TTL或CMOS電平與RS-232，RS-485，20mA電流環(huán)

95、各自規(guī)定的電氣標準之間的匹配及轉換。</p><p>　　3.5.1 RS-485總線</p><p>　　在許多工業(yè)環(huán)境中，為了使設備簡單和維護方便，總希望用最少的信號線來完成遠程數(shù)據(jù)的采集與控制。在RS-485發(fā)送端，驅(qū)動器將TTL電平信號轉換成差分信號輸出，在接收端將差分信號還原成TTL信號，所以RS-485有很強和很高的抗共模干擾能力和接收靈敏度。在傳送數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)達100kb/s，

96、RS-485的通信距離可1200m，在傳輸距離過長的情況下，可用中繼器來增加傳輸距離。</p><p>　　3.5.2 MAX485</p><p>　　這是用于RS-485和RS-422通信的底功耗收發(fā)器。MAX485的驅(qū)動器轉換率沒有限制，因此允許它以2.5Mbit/s的速率進行傳輸?？晌?20～500uA之間的電流，另外，MAX485有一種低電流關機模式，該模式下僅消耗0.1uA

97、電流。所有這些器件均由一個5V電源供電。驅(qū)動器設有短路電流限制，當過熱時，關機電路可將驅(qū)動器輸出置成一種高阻狀態(tài)；接收器輸入有一種防故障功能，這種功能保證輸入在開路狀態(tài)下為邏輯高電平輸出。</p><p>　　3.5.3 MAX485管腳功能介紹：</p><p>　?。?）R0 接收器輸出端 若A比B大200mA；若A比B小200mA，R0為低。</p>&

98、lt;p>　?。?）RE 接收器輸出使能端 RE為低時，R0有效；RE為高時，R0為高阻狀態(tài)</p><p>　?。?）DE 驅(qū)動器輸出使能端 若DE為高，驅(qū)動器輸出A（Y）和B（Z）有效；若DE為低，它們?yōu)楦咦锠顟B(tài)。若驅(qū)動器輸出有效，器件作為線驅(qū)動器用；若為高阻狀態(tài)時，RE為低，器件作為線接收器用</p><p>　?。?）DI 驅(qū)動器輸入端 DI為低，將使輸出A為低，輸

99、出B為高；若DI為高，將使輸出A為高，B為低</p><p>　?。?）GND 接地。</p><p>　?。?）Y 不倒相驅(qū)動器輸出。</p><p>　　（7）Z 倒相驅(qū)動器輸出。 </p><p>　?。?）A 同相接收器輸入和同相驅(qū)動器輸出。</p><p>　?。?）B 反相接收器輸入和反相

100、驅(qū)動器輸出。</p><p>　?。?0）Vcc 電源正極，一般接+5V。</p><p>　?。?1）NC 無內(nèi)部連接。 </p><p>　　圖3-7 80C51串行口與RS-485的接口</p><p>　　3.6 鍵盤/顯示控制器8279</p><p>　　鍵盤和7段顯示器可以直接使用單

101、片機89C51的并行口或者用74LS273和74LS244，并行接口芯片8255或多功能接口芯片8155與微型計算機接口。用上述接口方法，對鍵盤和顯示器的掃描是由軟件實現(xiàn)的，不但程序比較復雜，更不利的是占用CPU很多時間。若采用專用的可編程鍵盤/顯示控制器8279與微型計算機接口，則由8279對鍵盤和顯示器進行自動掃描，可充分提高CPU的工作效率。</p><p>　　3.6.1 8279的主要功能</p

102、><p>　　Intel8279可以顯示8位或16位LED顯示器，可以和具有64個按鍵或傳感器的陣列相連，通過編程可以實現(xiàn)多種工作方式。8279的主要功能如下：</p><p>　　鍵盤與顯示器能同時工作；</p><p>　　掃描式鍵盤工作方式；</p><p>　　掃描式傳感器工作方式；</p><p>　　用選通方式

103、送入輸入信號；</p><p>　　帶有8字符的鍵盤先入先出存儲器（FIFO）</p><p>　　觸點回彈時兩鍵封鎖或N鍵巡回；</p><p>　　雙排8字或16字節(jié)顯示器；</p><p>　　可右入或左出的16字節(jié)顯示RAM；</p><p>　　工作方式可由CPU編程；</p><p>

104、;　　可編程掃描定時，鍵盤送入時有中斷輸出。</p><p>　　3.6.2 Intel8279的管腳</p><p>　　圖3-8 8279引腳</p><p>　　8279采用40引腳封裝，其管腳與邏輯符號如圖 3-8 。起引腳功能分述如下：</p><p>　　DB0～DB7：雙向緩沖器總線，與CPU總線連接，用于在</p&g

105、t;<p>　　CPU和8279之間傳送命令，數(shù)據(jù)和狀態(tài)信息。</p><p>　　CLK： 時鐘輸入線，為8279提供內(nèi)部定時時鐘。</p><p>　　RESET： 復位線，當輸入高電平時，8279復位。其復 位</p><p>　　狀態(tài)為16個字符左入顯示：編碼掃描鍵盤雙 </p><p>　　鍵封鎖；時鐘為3

106、1分頻。</p><p>　　CS： 片選信號，當輸入低電平時，允許對8279進</p><p>　　行讀寫操作，否則禁止。</p><p>　　A0： 數(shù)據(jù)緩沖器地址輸入線。A0=1時，選擇命令</p><p>　　或狀態(tài)寄存器，A0=0時，選擇數(shù)據(jù)寄存器。</p><p>　　RD，WD：

107、 讀寫控制線，低電平有效。</p><p>　　IRQ： 中斷請求線，高電平有效。在鍵盤工作方式下，當FIFO/傳感器RAM有數(shù)據(jù)是（有鍵閉合），IRQ變?yōu)楦唠娖较駽PU請求中斷。當CPU讀出FIFO中的數(shù)據(jù)時，IRQ變低，若RAM中還有數(shù)據(jù)，IRQ在讀出后又返回高電平，直至FIFO中數(shù)據(jù)被讀完， 該線復位。在傳感器工作中，每當檢測到傳感器狀態(tài)變化時，IRQ就出現(xiàn)高電平。</p><

108、;p>　　Vcc，Vss：電源線（+5V），地線</p><p>　　SL0～SL3：行掃描輸出線，用來掃描鍵盤和顯示器。掃描分為譯碼方式和編碼方式的輸出波形圖。</p><p>　　RL0～RL7：回送線，內(nèi)部有有源提升電路，以保持高電平，有鍵閉和為低電平。在選通工作方式中，也可以作為一般的數(shù)據(jù)輸入端。</p><p>　　SHIFT： 字型變換輸入線，在

109、鍵盤方式時，用于擴充鍵的功能，可以用作鍵盤的上下檔功能鍵。在傳感器方式和選通方式下，該信號無效。</p><p>　　CNTL/STB：控制/選通輸入線。在鍵盤方式下，通常用來擴充鍵的功能。在選通輸入方式時，該信號的上升沿將鎖存RL0～RL7的信號。在傳感器方式，該線無用。</p><p>　　OUTA0～OUTA3：A組顯示輸出線（顯示RAM高4位）。</p><p&

110、gt;　　OUTB0～OUTB3：B組顯示輸出線（顯示RAM低4位）。</p><p>　　這是兩個16*4顯示刷新寄存器的輸出端。依次顯示RAM的內(nèi)容送到端口上，并與掃描線（SL0～SL3）同步。兩個端口可分別使用，也可合起來作為一個8位端口。</p><p>　　BD：顯示熄滅信號，該信號在數(shù)字切換或使用熄滅命令時，輸出為低電平。</p><p>　　3.7

111、 鍵盤，顯示器工作原理</p><p>　　3.7.1 鍵盤的分類</p><p>　　1.按制作工藝分，可將鍵盤分為硬板鍵盤和軟板鍵盤</p><p>　　硬板鍵盤：帶彈簧的按鍵焊接在印刷電路板上所做成的鍵盤。</p><p>　　軟板鍵盤： 以導電橡膠作為接觸材料放在以聚脂薄膜作為基底的印刷電路上所形成的鍵盤。</p>&