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数据采集与传输系统软件设计.doc
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数据采集与传输系统软件设计.doc
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河南科技大学本科毕业设计(论文)
数据采集与传输系统软件设计
摘 要
数据采集和传输系统已经广泛的应用到工农业生产和科学研究中,而由
计算机完成的、远距离的数据采集和传输系统发挥着日益重要的作用。生产过
程中,这一系统可对现场的工艺参数进行采集、监视和记录,对提高产品质量
提高生产效率有着重要作用;在科学研究中该系统可以获得大量动态信息,是
研究各种过程变化的重要工具。
数据采集系统就是采集传感器输出的模拟信号并转换为计算机可以识别
的数字信号,发送到接收端进行记录或显示,以便对某些物理量进行监视。在
硬件确定的情况下,合理的软件设计可以使数据采集和传输系统实现更多的功
能和获得更高的效率。
本系统采用单片机为控制核心实现数据的采集和传输,用汇编语言编程
实现对内部单元及外围芯片的直接控制;以中断方式为主要信息交换方式,实
现单片机的并行工作。系统软件设计完成8路模拟信号采集与模数转换控制,
以串行方式控制系统发送端和接收端的单片机进行通信,其波特率要尽可能高
步频要尽可能小,并使通信具有一定的验错、纠错能力,同时设计外围显示器
键盘接口芯片的控制程序,使整个系统控制更趋于智能化。
关键词:AT89C52,汇编语言,中断,波特率
I
河南科技大学本科毕业设计(论文)
Design of Software for Data Collection and Transmission
System
ABSTRACT
D a t a a c q u i s i t i o n a n d t r a n s m i s s i o n s y s t e m h a s b e e n w i d e l y a p p l i e d
i n t h e f i e l d s o f i n d u s t r i a l p r o d u c t i o n、 a g r i c u l t u r a l p r o d u c t i o n a n d s c i e n t i f i c
r e s e a r c h. I n a d d i t i o n , t h e r e m o t e s y s t e m o f d a t a a c q u i s i t i o n a n d
transmission, which completed by the computer, plays an increasingly important
role. This system can collect, monitor and record the technical parameters on-site
in the production process. It plays a vital role to improve the product quality and
increase production efficiency. This system can catch a large number of dynamic
i n f o r m a t i o n a v a i l a b l e i n t h e s c i e n t i f i c s t u d y . I t ’ s a n i m p o r t a n t t o o l
to study various changes of process.
D a t a a c q u i s i t i o n s y s t e m i s t h e c o l l e c t i o n o f a n a l o g y s i g n a ls e x p o r t e d b y
s e n s o r s , a n d t h e co n v e rsion t o d i g i t a l s i g n a ls w h i c h c a n b e i d e n t i f i e d b y
c o m p u t e r, a n d s e n t t o r e c e i v e r t o r e c o r d o r d i s p l a y f o r t h e a i m o f m o n i t o r i n g
c e r t a i n p h y s i c a l s i g n a l s. W h e n t h e h a r d w a r e w a s d e t e r m i n e d, r e a s o n a b l e d e s i g n
o f s o f t w a r e c a n m a k e t h e s y s t e m r e a l i z e m o r e f u n c t i o n a n d o b t a i n h i g h e r
efficiency.
T h i s s y s t e m r e a l i z e s d a t a a c q u i s i t i o n a n d t r a n s m i s s i o n b y t h e S i n g l e C h i p
Microcomputer for the core of control, and realizes direct control to the internal
u n i t a n d e x t e r n a l c h i p s b y t h e u s i n g o f a s s e m b l y l a n g u a g e t o p r o g r a m , a n d
realizes the parallel working of Single Chip Microcomputer by using the interrupt
m o d e f o r t h e m a i n w a y t o i n f o r m a t i o n e x c h a n g e . T h e s o f t w a r e o f s y s t e m i s
designed to finish the control of eight analogy signal acquisition and analogy-to-
d i g i t c o n v e r s i o n, a n d t o c o n t r o l c o m m u n i c a t i o n o f t h e S i n g l e C h i p
II
河南科技大学本科毕业设计(论文)
M i c r o c o m p u t e rs b e t w e e n t h e t r a n s m i t t e r a n d r e c e i v e r b y t h e s e r i a l m o d e. T h e
h i g h e r o f i t s b a u d r a t e a n d t h e s m a l l e r o f i t s s t e p f r e q u e n c y, t h e b e t t e r . A n d i t
e n a b l es t h e c o m m u n i c a t i o n h a v e s o m e e x p e r i e n c e a n d c o r r e c t i n g
c a p a b i l i t y. B e s i d e s , t h e d e s i g n o f c o n t r o l p r o g r a m o f t h e e x t e r n a l d i s p l a y a n d
Keyboard Interface Chip make the whole system more intelligent.
KEY WORDS:AT89C52,Assembly language,Interrupt,Baud rate
III
河南科技大学本科毕业设计(论文)
目 录
前 言.............................................................................................................. 1
第1 章 设计概况............................................................................................ 2
§1.1 设计的任务.......................................................................................... 2
§1.2 硬件电路介绍......................................................................................2
§1.2.1 数据采集与通信控制器................................................................3
§1.2.2 A/D转换器.................................................................................... 3
§1.2.3 接口芯片BC7281A.......................................................................3
§1.2.4 调制解调....................................................................................... 3
§1.3 应用软件的设计..................................................................................4
§1.3.1 应用软件....................................................................................... 4
§1.3.2 主程序流程................................................................................... 4
§1.3.3 内存单元分配...............................................................................5
§1.3.4 系统初始化................................................................................... 6
第2 章 数据通信与控制系统.........................................................................7
§2.1 单片机AT89C52...................................................................................7
§2.1.1 AT89C52的P3口............................................................................7
§2.1.2 AT89C52的内部存储器.................................................................8
§2.1.3 中断的控制................................................................................... 8
§2.1.4 波特率的设定.............................................................................10
§2.2 数据传输............................................................................................ 11
§2.2.1 异步传输..................................................................................... 11
§2.2.2 串口通信程序.............................................................................11
第3 章 数据采集系统...................................................................................14
§3.1 模数转换芯片ADC0809.....................................................................14
§3.2 AT89C52对ADC0809的数据采集方法...............................................14
§3.3 数据采集程序设计............................................................................. 16
第4 章 数据显示系统与键盘控制................................................................17
IV
河南科技大学本科毕业设计(论文)
§4.1 接口芯片BC7281A............................................................................. 17
§4.1.1 BC7281A 内部寄存器.................................................................17
§4.1.2 BC7281A的工作方式..................................................................18
§4.2 单片机与BC7281A的通信方式..........................................................18
§4.3 数据显示系统与键盘控制程序..........................................................19
第5 章 接收系统.......................................................................................... 22
§5.1 接收系统简介....................................................................................22
§5.2 接收系统软件设计............................................................................. 22
结 论........................................................................................................... 25
外文资料翻译................................................................................................. 43
原文: The CDMA Revolution.......................................................................43
T h e g r e a t a t t r a c t i o n o f C D M A t e c h n o l o g y f r o m t h e b e g i n n i n g h a s b e e n t h e
p r o m i s e o f e x t r a o r d i n a r y c a p a c i t y i n c r e a s e o v e r n a r r o w b a n d m u l t i p l e a c c e s s
wireless technologies. Simple models suggest that the capacity improvement may
be more than 20 times that of the existing narrowband cellular standards, such as
A M P S i n N o r t h A m e r i c a , N M T i n S c a n d i n a v i a , TA C S i n t h e U n i t e d K i n g d o m .
H i s t o r i c a l l y , t h e c a p a c i t y w a s c a l c u l a t e d u s i n g s i m p l e a r g u m e n t s . R e a l i t y , o f
course, is much more compl ica ted th an the idea li zed mode ls. Rea l c ell coverage
a r e a s a r e h i g h l y i r r e g u l a r , n o t t h e n e a t h e x a g o n s f o u n d i n t e x t b o o k m o d e l s .
Offered load is not spatially uniform, changes dramatically with time-of-day, and
is often subject to other uncontrollable influences.............................................43
Background..................................................................................................... 43
A n i d e a l i z e d m u l t i p l e a c c e s s m o b i l e r a d i o s y s t e m c o n s i s t s o f a f a m i l y o f b a s e
s t a t i o n s , o r " c e l l s , " g e o g r a p h i c a l l y d i s t r i b u t e d o v e r t h e s e r v i c e ar e a , a n d m o b i l e
s t a t i o n s . We u s e t h e t e r m " m o b i l e " g e n e r i c a l l y t o m e a n a n y s u b s c r i b e r s t a t i o n ,
whether it moves or not. The majority of new cellular sales are now in fact hand
h e l d p o r t a b l e u n i t s , a n d t h e m a r k e t o u t l o o k i s f o r t h a t t r e n d t o c o n t i n u e f o r t h e
foreseeable future. Non-traditional uses, such as wireless data modems in laptops,
a r e a l s o e x p e c t e d t o g r o w d r a m a t i c a l l y i n t h e n e a r f u t u r e . S p e c t r u m f o r m o b i l e
V
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