电子信息工程_毕业论文-基于AT89C2051的无线数据采集系统.doc

河南工程学院毕业设计（或论文）本文介绍一个基于AT89C2051的无线数据采集系统。通过本系统，不仅能了解数据采集的一般过程以及一般数据采集系统的构成，还能了解LM35D温度传感器、TC14433A/D转换器、无线接收模块TX315A-R01的功能。综合利用所学集成电路的工作原理和使用方法，在单元电路的基础上进行小型数字系统设计。使用集成电路芯片，设计并实际组装一个十分钟内的数字计时器,可以完成0分00秒9分59秒的计时功能，并在控制电路的作用下具有开机凊零、快速校分、整点报时及定时和动态显示的功能。通过综合实验，加深对数字逻辑电路基本概念的理解，掌握数字电路设计的一般方法，进一步培养分析问题解决问题的能力和实际动手能力，提高设计电路和调试电路的实验技能。1系统设计如图1-1所示是一种简单数据采集无线传输系统的原理图。传感器检测到的信号通过A/D转换后，由单片机进行采集并通过 串行口TXD输出，无线发射模块进行ASK调制和发射。无线接收模块接收和解调后，送单片机串行口RXD，从并行口输出，进行数字显示。图1-1 系统原理方框图 2硬件电路 图2-1 数据采集与无线发射电路一、传感器温度传感器采用内含放大的集成温度传感器LM35D。LM35D集成温度传感器是一种电压型集成温度传感器。它的测温范围是4-100 ，输出电压直接与摄氏温度成正比，灵敏度为1OmV/ 。LM35D输出电压与温度的线性关系较好，其精确度为1 。电源电压为4-2OV，典型应用值为9V。LM35D是一种内部电路已校准的集成温度传感器，其输出电压与摄氏温度成正比，线性度好，灵敏度高，精度适中。其输出灵敏度为10.0MV，精度达0.5。其测量范围为-55150。在静止温度中自热效应低(0.08)。工作电压较宽，可在420V的供电电压范围内正常工作，且耗电极省，工作电流一般小于60uA，输出阻抗低，在1MA负载为0.1二、A/D转换器TC14433TC1433为3位半双积分式A/D转换器，与单片机接口方便，可广泛用与慢速测控系统。三、数据采集与并/串转换电路AT89C2051是一种高性能价格比单片机，仅有P1口和P3口，体积小，特别适合数字测量或遥测系统。每次转换结束，TC14433的EOC输出的数据锁存信号经VT4反相后，作用于AT89C2051的外部0输入端P3.2请求中断，AT89C2051的P1口进行数据采集，存入指定单元，由串行口TXD发送。四、无线发射模块TX315A-T01该模块采用ASK调制方式，载波 频率为315MHZ，工作电压为312V，与无线接收模块TX315A-R01配合使用，传输距离为几米到几 十米。第二节、无线接收与数据显示电路无线接收与数据显示电路如图2-2所示。1、TX315A-R01是与TX315A-T01配套使用的无线接收模块，为超外差接受方式。它只有电源，解调输出和无线几根引线。解调输出的串行数据经VT1放大提高逻辑摆幅后送单片机串行口RXD 2、数据接受与串/并转换电路AT89C2051将接受的数据存入暂存单元。四位全部接收完毕，送显示缓冲区。P1口的低字节输出BCD码，高字节输出显示位扫描信号。3、译码与显示电路该电路采用CD4511将BCD码译为7段显示杩，驱动LED数码显示器，简化了程序。最高位只接不b，c段，负号由g段显示，显示千位时，若P1.2为0，则表示数据为负值，VT2截止，g段亮。该系统中，由于传感器与放大器输出模拟信号代表的温度灵敏度为10MV/，故小数点点在十位上，显示分辨率为0.1图2-2 无线接收与数据显示电路图2-3：AT89C2051内部结构图 第三章 软件设计第一节 数据采集与发送程序TC14433的EOC有效时，按千、百、十、个位进行数据采集，4位全部采集完毕后再由串行口发送。图3-1所示是数据采集与发送程序流程图。图3-1：数据采集与发送程序流程图第一节、 数据接受与显示程序在主程序中调用显示子程序等待串行口中断。4位全部接收完毕后，送显示缓冲区更新显示数据。图3-2所示是数据接收与显示程序流程图。（a）主程序流程图 （b）串行口中断服务程序流程图 图3-2：数据接收与显示程序流程图第二节、 程序清单=一、数据采集与发送程序=ORG 0000H JMP MAIN ；转主程序ORG 0003H JMP INTL0 ；转外部中断0程序ORG 0100HMAIN： MOV SP，#50H ；设置堆栈指针MOV SCON，#40H ； UART工作在方式1 MOV TMOD，#20H ；T1工作在方式2 MOV TCON，#01H ；外部中断0负跳变有效MOV TH1，#0E6H ；波特率为1200BdMOV TL1，#0E6HMOV IE，#81H ；允许外部中断为0中断CLR ET1 ；禁止T1中断SETB TR1 ；启动T1MOV R0，#20H ；存放数据首地址MOV R2，#04H ；数据块长度HERE： SJMP HERE ；等待中断=二、外部中断程序=INTL0： MOV A，P1 ；读入数据 JNB ACC.4，INTL1 ；不是千位在读 MOV 20H，A ；是千位，存入20HL2： MOV A，P1 ；读入数据 JNB ACC.5，L2 ；不是百位在读 MOV 21H，A ；是百位，存入21HL3： MOV A，P1 ；读入数据 JNB ACC. 6，L3 ；不是十位在读 MOV 22H，A ；是十位，存入22HL4： MOV A，P1 ；读入数据 JNB ACC.7，L4 ；不是个位再读 MOV 23H，A ；是个位，存入23HLOOP1： MOV A，RO ；取一个已采集的数据 MOV SBUF，A ；发送WAT： JBC T1，LOOP2 ；发送完，转LOOP2 JMP WAT ；未发送完等待LOOP2： INC R0 ；修改地址 DJNZ R2，LOOP1 ；所有数据未发送完继续 MOV R0，#20H ；所有数据发完一遍 MOV R2，#04H ；重装数据块长度 RETI ；中断返回 END=三、数据接收与显示程序= ORG 000H ；转主程序 JMP MAIN ORG 23H JMP UARTI ；转串行口中断服务程序 ORG 0100HMAIN； MOV SP，#50H ；设置堆栈指针 MOV SCON，#50H ；UARTI方式1允许接受 MOV TMOD，#20H ；T1工作方式2 MOV TH1，#0E6H ；波特率为1200Bd MOV TL1，#0E6H MOV IE，#90H ；允许串行口中断 CLR ET1 ；禁止T1中断 SETB TR1 ；启动T1 MOV R2，#04H ；数据快长度 PLAY； LCALL DIS ；调用显示子程序，等待中断 SJMP PLAY=四、串行口中断服务程序=UART1； CLR R1 ；接收完一个数，清标志 MOV A，SBUF ；将接收的数据送入A JNB ACC.4，L1 ；不是千位，转L1 MOV 20H，A ；是千位存入20HL1； JNB ACC.5，L2 ；不是百位，转L2 MOV 21H，A ； 是百位，存入21HL2； JNB ACC.6，L3 ； 不是十位，转L3 MOV 22H，A ；是十位存入22H LOOP JNB ACC.7，LOOP ；不是个位，转LOOP MOV 23H，A ；是个位，存入23H DJNZ R2，LOOP ；数据全接收完， MOV 30H，20H ；全接收完，存显示缓冲区 MOV 31H，21H MOV 32H，22H MOV 33H，23HLOOP； RET1 ；中断返回=五、显示子程序=DIS； MOV P1，30H ；显示千位及符号 ACALL DL1M ；延时 MOV P1，31H ；显示百