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第九章80C51单片微机的应用系统实例.ppt

第九章80C51单片微机的应用系统实例

frankann245
2014-03-05 0人阅读 举报 0 0 暂无简介

简介:本文档为《第九章80C51单片微机的应用系统实例ppt》,可适用于高等教育领域

普通高等教育“十一五”国家级规划教材单片微型计算机原理与接口技术(第二版)高锋编著科学出版社北京第九章单片微机应用系统实例第九章单片微机应用系统实例单片微机的应用领城非常广泛●家电行业:应用量最大●工业控制系统●数据采集系统●智能仪器仪表以水表、电能表数据采集系统和无总线单片微机应用系统为例综合性地介绍单片微机应用系统的构成及设计。 .数据采集系统.数据采集系统数据采集系统设计的主要内容通常包含硬件(连同单片微机在内的全部电子线路)、软件(包括监控管理程序及各功能模块应用软件)及结构工艺等三大部分。对象提供的数据形式“五花八门”●模拟量则要通过AD转换器得到数据●脉冲量则需通过IO引脚对其计数后再通过计算得到数据。●流量、功率等参数则往往需通过传感器或专用模块输出脉冲或数据。水表数据采集系统系统包括脉冲式水表、水表数据采集终端、掌上电脑、水表数据集中器、远程抄表终端、后台计算机管理软件等。水表数据采集器采集居民楼单元内居民的用水量。具有采集户居民水表数据的能力。水表表计是对水的流量进行计量。表计中指针轴随着水流而转动其各个指针轴转一圈分别代表用水量为度、度、度等等。在相应指计轴处安装一个霍尔元件(或干簧管)就可实现指针轴转一圈输出一个脉冲单片微机通过对脉冲个数的记录就可以计算出实际用水量。水表数据采集器可以同时记录户或户居民水表的脉冲数进而记录各用户的用水量通过通信接口把水表数据上传至管理部门。水表数据采集系统居民水表数据采集系统分为居民楼单元级、小区管理级及自来水公司等三级其结构示意如图图–所示。在每一个单元按装水表数据采集器用于采集该单元内用户水表的数据。图–水表数据采集器原理框图中包含了单片微机和各功能部件。采用RS总线方式实现小区内水表数据采集器的网络通信。在水表数据采集器内部同时还配置了RS接口可实现与掌上机的通信以便进行现场参数设置和水表数据抄录。水表数据采集器主程序流程框图示于图。在小区物业管理部门安装计算机终端或水表数据集中器用于对小区内所有居民水表计量数据进行统计打印以便进行水费的收缴管理。可进一步通过公用电话网或无线短消息平台向自来水公司发送用户用水数据信息。水表数据集中器的存储器扩展原理见图–所示。单片微机采用台湾华帮公司的E单片微机其内部包含KFlash存储器与C兼容但增加了一个特别的可位寻址的位IO口(端口)和两个外部中断。因数据量比较大故扩展了KB的数据存储器。由于具有根地址线除了采用E的根地址线A~A与相连另外应用P口的一根IO口线P与的A相连作为“体选”信号当P=时寻址中的K数据存储器当P=时寻址的另一半KB数据存储器。水表数据集中器与掌上电脑或PC机通信和扩展RS总线的原理图示于图–。MAX实现CMOS(TTL)逻辑与RS逻辑转换是PC机与单片微机通信接口芯片一般与单片微机串行口的发送接收端相连。AD芯片则用于实现RS总线联网由于E内部只有一个串行口所以采用E的P和P来虚拟串行通信用P来控制RS数据传输方向。该系统考虑使用环境应进行低功耗设计。电能表数据采集系统本系统分为三级结构见图。()采集终端:对多达户居民电能表的用电量进行采集实现单元集抄系统功能()台区集中器:通过电力线载波方式将多达户居民用户电能表数据集中传送到小区配电房的集中器上实现台区集抄系统功能()局端工作站:通过掌上机或电话通讯终端或GSM网把电能表数据上传到电力局的上端计算机实现集抄系统功能。电能表数据采集系统经过改装后的脉冲电能表或全电子电能表把用户的用电量转化为电脉冲送入采集终端采集终端将通过计数和计算后得出的数据经由局域网信道送到集中器集中器再通过城域网信道将数据送至供电管理中心。电能表数据采集终端由单片微机、脉冲信号采集处理电路、低压电力载波通讯电路等部分构成。用户表选用全电子式单相电能表或带脉冲输出的感应式电能表各用户表的脉冲信号输出经过电路整形再送入单片微机进行实时处理显示各用户电能表的上月电量和本月当前抄见电量等数据。一个数据采集终端最多可以采集处理个用户电能表的脉冲信号。电能表数据采集终端通过RS总线收发器(如MAX)与集中器进行半双工异步串行数据通信。由于采集终端要处理和保存大量的数据仅仅依靠CPU内部的RAM是不够的所以需要外加存储器。为了简化设计提高系统的可靠性而且考虑需要有在掉电时也不丢失数据的能力所以在电能表数据采集终端中使用了串行EPROM。该系统直接与VAC或VAC相连需考虑可靠性设计。.无总线单片微机应用系统.无总线单片微机应用系统﹒ATCFlash单片微机 ATC单片微机和MCS兼容片内有KKKB闪速存储器。具有根IO口线一个位定时器计数器三个中断源P口可吸收mA电流并能直接驱动LED显示器其中P~P提供内部上拉电阻P和P要求外部加上拉电阻P~P、P是带有内部上拉电阻的个双向IO引脚。芯片为引脚的DIP封装。不具备C所具有的三总线引脚。﹒应用ATC的交通灯智能管理系统 设计一个智能交通灯管理系统。要求如下:假设十字路口有两组交通灯每一组各有红、黄、绿三种颜色的指示灯分别管理通道A和通道B。A为主通道。 ()如果两个车道都有车则轮流放行其中A道绿灯s。B道绿灯s。()通道放行管理:如果某个通道无车而另一车道有车那么有车的通道放行。如果无车的通道有车了则有车的通道立刻恢复正常的交通灯进行管理。 ()如果两个通道都没有车那么两个通道交通灯状态保持不变。  ()如有紧急车辆通过应立即禁止普通车辆通行(即A、B车道均亮红灯)紧急车辆通过后恢复原来的信号灯状态且原先的计时时间累计。要求采取中断方式用按键中断模拟有紧急车辆通过。 ()在从绿灯切换为红灯时应有s的黄灯点亮时间。智能交通灯管理系统的硬件设计如图–所示。应用P~P共根IO口线控制A车道和B车道个指示灯P输入A车道是否有车信息P输入B车道是否有车信息P输入是否有紧急车辆信息。定时器计数器作为通行时间定时器。P=A车道红灯点亮P=A车道绿灯点亮P=A车道黄灯点亮P=B车道红灯点亮P=B车道绿灯点亮P=B车道黄灯点亮P=A车道有车P=B车道有车P=有紧急车通过sokBITHORGHSJMPMAINORGBHT中断矢量AJMPSECONDORGHMAIN:MOVSP#H设堆栈指针CLREA关中断MOVTMOD#H设T为方式MOVTL#BH设T时间常数(msMHz)MOVTH#CHSETBET允许定时器计数器T中断SETBPTT中断为高优先级SETBEA开中断SETBTR启动定时器计数器TMOVR#ms计数次数TEST:MOVP#FFH设P口为输入方式MOVAP读车道状态JBACCEMERGCAR有紧急车辆通过转EMERGCARJBACCCARA道有车转CARJBACCCARB道有车转CARSJMPTEST无车则继续等待NORMAI:ACALLAGREENA道通行sACALLYELLOW黄灯sACALLAREDB道通行sAJMPTEST紧急车处理子程序EMERGCAR:MOVA#BA道、B道红灯亮MOVPA(紧急车辆处理程序段略)AJMPTEST CAR:JBACCNORMALA、B道均有车ACALLAGREENA道有车,立即放行AJMPTESTCAR:ACALLAREDB道有车,立即放行AJMPTEST秒计数中断服务程序SECOND:CLREACLRSOKDECRMOVARJZSECONDSJMPSECONDSECOND:MOVR#SETBSOKs定时到置标志位SECOND:MOVTH#CHMOVTL#BFHSETBEARETIA车道绿灯B车道红灯AGREEN:MOVA#BA车道绿灯亮B车道红灯亮MOVPAMOVR#亮灯时间为sTLP:JNBSOKTLP判s定时是否完成CLRSOKDJNZRTLP判s定时是否完成RETA车道黄灯sB车道黄灯sYELLOW:MOVA#BMOVPAA、B车道黄灯亮MOVR#黄灯亮sTLP:JNBSOKTLPs定时是否完成CLRSOKDJNZRTLPs定时是否完成RETA车道红灯B车道绿灯ARED:MOVA#BMOVPAB车道绿灯亮A车道红灯亮MOVR#亮灯时间为sTLP:JNBSOKTLPs定时是否完成CLRSOKDJNZRTLPs定时是否完成RETEND图–水表数据集中抄录系统示意图图–水表数据集中抄录系统示意图图–水表数据采集终端原理框图图–水表数据采集终端原理框图图水表数据采集终端主程序流程图图水表数据采集终端主程序流程图图集中器存储器扩展图集中器存储器扩展图集中器串行通信及串行总线图集中器串行通信及串行总线图–电能表数据集中抄录系统示意图图–电能表数据集中抄录系统示意图图–ATC交通灯智能管理系统原理框图图–ATC交通灯智能管理系统原理框图

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