AT89S52单片机微机前向通道设计+文献综述(5)
LCD初始化是必不可少的，将采样信号显示时要检查LCD忙状态。LCD忙闲状态用busy表示。busy为1时，忙，等待。busy为0时,闲，可写指令与 数据。字符串写入LCD时，先要设置LCD 的行地址。应用程序运行时，根据从串口中断接收到的上位机命令字，判断采样速度，进行采样，在采样一次之后开T0中断和外部中断，进行循环采样，然后通过A/D转换把数据放入数据区，共57个数据，114个字节。按要求的速度采样完毕后，通过串行口向微机的通信端口再发送数据。系统上电先进行初始化工作，包括清RAM、设置堆栈指针、设置相关的寄存器及标志位。完成子模块调试后再进入下一模块。前向通道设计与被测对象的状态、特征、所处的环境密切相关。在设计中要考虑传感器或敏感元件选择、通道结构、信号调节、电源配置，抗干扰设置等。通过多种方案比较，采用PCF8591芯片转换数据，由51单片机控制上下位机通讯可行性较高。PCF8591是具有总线I2C传输接口的逐次比较型A/D 转换器。一般来说，对于将模拟信号转换成为数字信号所要求的基本部件组合：信号调节与模拟多路转换器、采样／保持放大器和A／D转换器。根据采样定理，在理想的采样系统中，为了使采样信号能无失真的复现原输入信号，
必须使采样频率至少为输入信号最高频率的两倍，否则，将会出现频率混叠现象。系统的前向通道主要由传感器、数据放大器、滤波网络及数模转换器构成，该部分主要完成数据采集，与处理和转换。数据的采集、存储、上下位机通讯、显示由单片机完成整个控制过程。采集卡的硬板电路用protel99se软件绘制。被测量的非电量首先由传感器换成电压信号，这一模拟信号比较微弱，为使微机系统接受。必须经过放大与A/D转换，在有干扰的情况下要使用各种滤波技术去掉干扰。系统的采样速度表示了系统的实时性能。系统的采样速度取决于模拟信号的带宽据通道数和最高频率下每个周期的采样数等。采样定理是实现无信息损失而重现原信号的必要条件，它要求原始数据的采样以及数据重建都是理想状态。实际上，一个现实的信号和系统都不可能只合这样的理想情况。为了保证数据的采样精度，一殷要求A／D转换前必须设置低通滤波器消除信号中的无用高频分量，采样频率应该10倍于信号中可能的最高频军。对于要直接显示或记录的信号波形，采样频率应更高一些。将模拟量转换成数字节要有一个过程，速度再快的A／D转换器完成转换也总是需要一定的时间，这个时间称为孔径时间。一个动态信号在孔径时间内会发生变化，从而引起输出的不确定误差，这个误差称为孔径误差。假设有一个分辨率为12位的A／D转换器，要对10kHz的信号采样并要求孔径误差小于o．5LsB，则A／D转换器的转换时间应小于2us。反之，若要对更高频率信号进行采样，则必须减小A／D转换器的孔径时间。减小A／D转换器的孔径时间的方法是采用采样／保持电路。A／D转换精度取决于电路各部分的精度。影响A／D转换精度的主要是模拟多路选择器的误差、输入放大器的误差、采样／保持电路的误差和A／D转换器的误差等。一股说来，上述误差的总和应该小于或等于A／D转换器的量化误差，否则，高分辨串A／D转换器就失去了意义。现在有许多新型的A／D转换器芯片，内部集成了A／D转换所需的相关电路，如模拟多路转换器、采样／保持电路、标准电源、并行或串行输出接口、时钟电路以及其它控制电路等等，因而许多公司将其A／D转换芯片称为A／D模拟／数字转换数据采集系统。有的公司还生产将A／D和D／A转换电路及其所有外围电路全部集成在一个芯片上的产品，称之为模拟接口芯片。前向通道中接口管理程序主要通过接口电路进行数据采集、输入／输出通道控制、数据的通信及数据的存储等。数据处理程序主要完成数据的滤波、数据的运算、数据的分析等任务。pcf8591和AT89S52接口电路设计如图1.7所示。P10，P11是单片机的双向P1口。PCF8591的控制信号由SCL，SDA传输。
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