中北大学2009届毕业设计说明书
化，量化与编码则是把采样后所得到的离散幅值经过舍入的方法变换为与输入量 成比例的二进制数。A/D转换电路种类很多，根据转换原理可以分为逐次逼近式、双积分式、并行式、跟踪比较式、串行式、电荷平衡式等。目前使用较多的是前三种。
由于传感器输出的是变化的电压信号，而AT89C51单片机没有内置A/D转换器，所以是无法直接识别电压信号，因此这里需要外接A/D转换芯片进行模数转换。振动信号频率在1kHz左右，为了保证波形的完整性，必须要采用高速AD进行数据转换，所以本系统采用12位精度，转换时间位8.5us即转换速率为118kHz的高速AD—ADS774。
ADS774为12位高速并行输出AD,基本电路如图3.9，电路连接简单，输入有多种模式，包括±10V, ±20V和2.5V三种状态，单电源供电可输入正负电压。其输出方式可以设置为8位输出和12位输出。12位输出状态还可以设置为12同时输出或先输出高八位再输出低四位。鉴于本系统中使用的单片机AT89C51为8位机和节省端口的考虑，本设计中就选择先输出高八位再输出低四位的工作方式。和单片机接口电路如图3.10所示。仅使用单片机的一个8位端口和两个控制端口就能完成12位数据的读取[10]。
图3.9 ADS774双极性工作电路
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图3.10 12位输出连接方式
3．6 AT89C51简介 3.6.1 AT89C51内部结构
AT89C51内部结构主要包括累加器ACC(有时也简称为A)、程序状态字PSW、地址指示器DPTR、只读存储器RMO、随机存取存储器ARM、寄存器、并行I/O接口PO~P3、定时器/计数器、串行I/O接口以及定时控制逻辑电路等。这些部件通过内部总线联接起来，构成一个完整的微型计算机。AT89C51内部结构图如图3.11所示[11]。
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图3.11 AT89C51的内部结构图
3.6.2 AT89C51性能简介
（1）主要性能
? 与MCS-51产品指令系统完全兼容；
? 片内集成4KB的FLASH存储器，可反复编程/擦除1000次； ? 数据保留时间：10年；
? 全静态设计，时钟频率范围为0～24MHz、33MHz； ? 三个程序存储器保密位； ? 128×8字节的内部RAM； ? 32条可编程的I/O口线；
? 2个可工作于4种模式的16位定时/计数器； ? 5个中断源/2个中断优先级；
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? 可编程串行通道；具有4种工作模式的全双工串行口； ? 低功耗的待机工作模式和掉电工作模式； ? 片内振荡器和时钟电路； （2）管脚说明
图3.12 AT89C51引脚图
VCC：供电电压。 GND：接地。
P0口：P0口为一个8位漏级开路双向I/O口，每脚可吸收8 TTL门电流。当P1口的管脚第一次写“1”时，被定义为高阻输入。P0能够用于外部程序数据存储器，它可以被定义为数据/地址的第八位。在FLASH编程时，P0口作为原码输入口，当FLASH进行校验时，P0输出原码，此时P0外部必须被拉高。
P1口：P1口是一个内部提供上拉电阻的8位双向I/O口，P1口缓冲器能接收输出4 TTL门电流。P1口管脚写入1后，被内部上拉为高，可用作输入，P1口被外部下拉为低电平时，将输出电流，这是由于内部上拉的缘故。在FLASH编程和校验时，P1口作为第八位地址接收。
P2口：P2口为一个内部上拉电阻的8位双向I/O口，P2口缓冲器可接收，输出4个TTL门电流，当P2口被写“1”时，其管脚被内部上拉电阻拉高，且作为
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输入。并因此作为输入时，P2口的管脚被外部拉低，将输出电流，这是由于内部上拉的缘故。P2口当用于外部程序存储器或16位地址外部数据存储器进行存取时，P2口输出地址的高八位。在给出地址“1”时，它利用内部上拉优势，当对外部八位地址数据存储器进行读写时，P2口输出其特殊功能寄存器的内容。P2口在FLASH编程和校验时接收高八位地址信号和控制信号。
P3口：P3口管脚是8个带内部上拉电阻的双向I/O口，可接收输出4个TTL门电流。当P3口写入“1”后，它们被内部上拉为高电平，并用作输入。作为输入，由于外部下拉为低电平，P3口将输出电流（ILL）这是由于上拉的缘故。
P3 口也可作为AT89C51的一些特殊功能口,P3口管脚备选功能: P3.0 RXD（串行输入口）； P3.1 TXD（串行输出口）； P3.2INTO（外部中断0）； P3.3 INT1（外部中断1）； P3.4 T0（计时器0外部输入）； P3.5 T1（计时器1外部输入）； P3.6 WR（外部数据存储器写选通）； P3.7 RD（外部数据存储器读选通）；
P3口同时为闪烁编程和编程校验接收一些控制信号。
RST：复位输入。当振荡器复位时，要保持RST脚两个机器周期的高电平时间。 ALE/PROG：当访问外部存储器时，地址锁存允许的输出电平用于锁存地址的地位字节。在FLASH编程期间，此引脚用于输入编程脉冲。在平时，ALE端以不变的频率周期输出正脉冲信号，此频率为振荡器频率的1/6。因此它可用作对外部输出的脉冲或用于定时目的。然而要注意的是：每当用作外部数据存储器时，将跳过一个ALE脉冲。如想禁止ALE的输出可在SFR 8EH地址上置0。此时，ALE只有在执行MOVX，MOVC指令是ALE才起作用。另外，该引脚被略微拉高。如果微处理器在外部执行状态ALE禁止，置位无效。
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