第八章 80C51单片机的应用系统实例.ppt

1、第8章80C51单筹码微计算机的应用系统实例，8.1油井压力、流量数据收集系统8.1.1设计目标8.1.2设计说明8.1.3硬件系统配置8.1.4软件说明8.2单筹码微计算机控制的家用传记加热锅炉电路8.2.1工作原理8.2第8章80C51单筹码微计算机的应用系统实例，80C51系列单筹码微计算机是数据收集系统，多种多样的牙齿章节只是两个茄子示例，说明了80C51单筹码微机在实际应用节目系统中的应用。第八章80C51单筹码微机的应用系统实例，8.1压力、流速数据采集系统必须正确理解石油开采过程中油井内部的原油压力和流速，这对有效提高油井产量具有重要意义。牙齿系统可以与油井钻头一起深入井下，现场

2、直接收集和存储压力和流速数据。返回地面后，将数据发送到计算机，提供分析油井情况的准确原始资料。8章80C51单筹码微机的应用系统实例，8.1.1设计目标牙齿系统使用89C51作为控制芯片，收集压力和流量传感器的信号，并将收集的数据存储在数据存储器中。系统既可以在校准中工作，也可以在实际测量中工作。校准状态是在测量前测量一组标准压力和速度数据，以更正系统错误。有可连接到通用计算机的串行通信界面。等待时，系统在低功耗模式下运行。系统具有作业状态显示系统，可以显示校准、测量、通信、大气等各种作业状态。第8章80C51单筹码微机的应用系统实例，8.1.2设计描述为从特定油井深度获取原油压力和流速数据，

3、牙齿系统的工作时序必须与钻头进入油井的时间和到达的深度一致。钻头进入油井后，系统在确定的时间内处于待机状态。钻孔达到预定深度后，系统将自动打开并开始收集第一个数据。然后进入待机状态，等待下一次数据收集。第8章80C51单筹码微机的应用系统实例，此类收集进行了6次，系统停止运行，处于低功耗状态。钻头回到地面后，再次与计算机连接，将收集的数据输入计算机，进行进一步处理。(威廉莎士比亚，坦普林，计算机名言)系统运行前可以进行校准，因此处理的数据可以相对准确地反映油井内原油的压力和流速的实际情况。第8章80C51单筹码应用系统实例，第8章80C51单筹码应用系统实例，由于系统处于地下高温工作环境，所有

4、芯片的温度要求都很高。此外，根据钻头的大小，整个系统必须小型化。系统一次最多可运行8小时，仅由小型电池供电，因此整体系统功耗极低。第8章80C51单筹码应用系统实例，选择89C51筹码，丰富的I/O功能满足系统需求。将独特的低功耗工作方式用于系统的待机状态，可以显着降低功耗。图8-1中显示了系统全局框。8章80C51单筹码微机的应用系统实例，图8-1系统完整框图，8章80C51单筹码微机的应用系统实例，8.1.3硬件系统配置压力，速度数据采集系统由主板、信号电路板和通信介面板三部分组成。(1)主板电路图也如图8-2所示，包括单筹码89C51(U1)、扩展外部数据存储器6264(U2)、操作状态

5、显示装置、电路复位和晶振。为了减少功耗，晶振的频率较低，为了方便通信波特率的计算，晶振频率选择为3.686 411 MHz。筹码外部的数据存储器6264是用于存储收集的数据的8 KB随机存储器。第8章80C51单筹码微计算机的应用系统实例，图8-2板电路图，第8章80C51单筹码微计算机的应用系统实例，(2)信号电路板信号电路图如图8-3所示。通过插槽W1连接到主板，通过插槽W连接到压力传感器，通过插槽W连接到流量传感器。其中包括压力信号调节电路、流量信号调节电路和模拟电源控制电路。第8章80C51单筹码微机的应用系统示例，1)压力信号调节电路：压力信号调节电路包括稳定电源电路、仪表放大器、负

6、电压发生电路和VF转换电路等。稳定的电源电路是为压力传感器桥提供一定压力的来源。稳定器管Z(LM136)、电阻R3和运算放大器U6B(LM224)。运算放大器U6B(LM224)的作用是提高驱动能力。第8章80C51单筹码微机的应用系统实例，负电压发生电路主要产生-5 V电压，为仪表放大器U4(INA118)提供负电源。电路包括U7(7660)和电容器C5，C6。仪表放大器U4(INA118)扩大压力传感器桥输出的毫伏(mV)级电压，以满足VF转换器U5(AD654)的需要。电阻R7用于调节仪表放大器的比例。由8章80C51单筹码微计算机的应用系统实例、8章80C51单筹码微计算机的应用系统实

7、例、VF转换电路：VF转换U5(AD654)、输入电阻R10、R11和电容器C3组成。输入信号的范围为01 V，频率输出范围为0100 kHz。频率输出信号输入到单筹码微机的T0端，用计时器/柜台T0记录脉冲数，与传感器感受到的压力成正比。第8章80C51单筹码微机的应用系统示例，2)速度信号调节电路：输出到磁旋转速度传感器的慢速可变信号通过电容器C1的直线，然后首先放大U6A，然后通过U6C、U6D和相关电阻、电容器成型输出到单筹码T1，然后使用计时器/柜台T1记录脉冲数。、3)模拟电源控制电路：为了降低整个系统的功耗，模拟电路的电源仅在收集压力信号和流速信号时打开，其他时间关闭。电源开关牙

8、齿负责电晶体P1(9012)，其基础由单筹码微型计算机的P1.0通信端口线控制。第8章80C51单筹码微机的应用系统实例，图8-3信号电路原理图，第8章80C51单筹码微机的应用系统实例，(3)通信介面板电路通信介面板电路的电路图见图8-4。系统从地下收集数据并返回地面或进行校准实验时，主板使用插槽W1连接到主板上的W1。第8章80C51单筹码微机的应用系统实例，图8-4通信介面板电路图，第8章80C51单筹码微机的应用系统实例，通信介面板电路的用途有两种。一种是在系统与主机通信时使用U9(MAX232)转换介面级别。第二个按钮S2连接到单个筹码微计算机的外部中断0(INT0)，用作操作/校准

9、选择开关和通信中断请求开关。第8章80C51单筹码微机的应用系统实例，系统校准时按按钮S2，打开系统电源，系统开始运行校准程序。在不按按钮的情况下按S2打开电源，系统开始运行工作器。当系统收集校准数据或收集井下数据与PC通信时，系统处于休眠状态。按按钮S2唤醒单个筹码微型计算机，开始资料传输操作。第8章80C51单筹码微计算机的应用系统实例，8.1.4软件的说明(1)主要节目主程序的流程如图8-5所示。如流程图所示，整个程序分为数据收集程序和流速校准节目两部分。打开或重置系统电源后，通过系统初始化，如果P3.2(INT0)的状态为：牙齿1，则转至数据收集程序。值为0时，进入流量修正程序。第8章

10、80C51单筹码微机的应用系统实例，图8-5周程序的流程图，第8章80C51单筹码微机的应用系统实例，1)在数据收集过程中查看数据收集程序，节目执行可以分为4个阶段。等待数据收集、收集数据、结束收集、等待返回和重放数据。第8章80C51单筹码微机的应用系统实例，在等待数据收集阶段的同时，系统处于低功耗大气状态，主要是油井钻头深入地下，到达预定部位后开始收集数据。计时是计时器T0，以IDL方式等待中断，大约需要4个小时。4小时后，系统进入了数据收集阶段。牙齿阶段共收集6个数据，每个数据集需要约10 min牙齿。完成6组数据的收集后，系统将结束采集，等待返回阶段，等待钻头回到地面。到达地面后，系统

11、可以连接到主机。按S2键，向系统发送中断请求，系统退出IDE状态，进入数据播放阶段。第8章80C51单筹码微机的应用系统实例，在数据回放阶段，系统首先等待串行端口中断，等待主机收回和保存数据。数据收集操作已完成。第8章80C51单筹码微机的应用系统示例，2)校准节目整体校准程序主要是为纠正系统错误而测量的标准压力和速度数据集。据此，将实际传感器的压力和流速系数作为最终数据处理的基础进行计算。整个校准程序又分为压力校准程序和流速校准程序两部分。测量的流程与数据收集流程类似，但启动等待时间减少到20 min，每个数据组的收集间隔为2 min。第8章80C51单筹码应用系统实例，(2)子节目1)压力

12、数据收集子程序以定时方式设置计时器T1，定时时间为20毫秒。如果晶振为3.686 411 MHz，则计时时间常数为0E804H。将计时器T0度设定为计数方法，计算出的压力脉冲记录在切片外部RAM中。第8章80C51单筹码微计算机的应用系统实例，YALI: MOV TMOD，# 15HT1是计时方法，T0是计数方法MOV TL0，#00H。柜台MOV TH0、#00H MOV TL1、# 04H时间常数为0e804h (3.686 411mhz) movth1、# 0e8h ORL IP、# 08h计时器T1中断具有最高优先级SETB TR0。启动柜台SETB TR1启动计时器，第8章80C51

13、单筹码微计算机的应用程序系统实例，SETB ET1定时中断SETB EA打开CPU时，ORL PCON，# 01HIDL方法等待计划的中断CLR TR0。关闭柜台CLR ET1。定时中断CLR EA关闭CPU中断MOV A、TH0存储压力脉冲值，父级以前的MOVX DPTR、A Inc DPTR MOVA、TL0 MOVX DPTR、A Inc DPTR RET、第8章80C51单筹码微计算机的应用程序实例，2)速度数据收集子程序将T0设置为计时器，计时时间为100毫秒/。如果将T1设置为计数方法，则计算出的流动脉冲将写入切片外部RAM。第8章80C51单筹码微计算机的应用系统实例，LIU:

14、MOV TMOD，# 51HT0是计时方法，T1是计数方法MOV TMOD，#51H。至少设置一次MOV TL1、#00H MOV TH1、#00H柜台MOV TL0、# 14H计时时间为100毫秒MOV TH0，#88H。时间常数为8814H(3.686 411 MHz) ORL IP，#02H。计时器T0中断具有最高优先级SETB TR1。启动柜台T1，第8章80C51单筹码应用系统实例，SETB TR0计时器开始T0 MOV R2，# 60；延迟6 s=100毫秒/60次LIU1: SETB ET0定时中断SETB EA打开CPU时，ORL PCON，# 01HIDL方法将等待DJNZ

15、R2、LIU1 CLR TR1牙齿定期停止。关闭柜台T1，8章80C51单筹码微计算机的应用程序系统实例CLR TR0。计时器T0 MOV A、存储TH1关闭流脉冲值、父级以前的Movx DPTR、A Inc DPTR MOVA、TL1 Movx DPTR、A Inc DPTR RET、8章80C51单筹码应用系统实例、3)设置串行端口和串行中断服务子节目串行端口设置SM0.，第8章80C51单筹码微计算机的应用程序系统实例，MOV SCON，# 0D0H SETB P3.0将P3.0端口设置为输入状态CLR RI清除串行中断标志CLR ET1。计时器T1禁止中断SETB TR1引导波特率生成器ORL IP，# 10H串行通信中断具有最高优先级SETB ES。打开串行通信中断SETB EACPU中断，第8章80C51单筹码应用程序系统实例，CLR P1.1红灯亮了，正在等待接收PC的信号ORL PCON，#01H。IDL等待串行中断CLR TR1。波特率发生器CL