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（1）开入采集板的主程序流程图 （2）开关量采集流程图
（3）完成1ms中断程序设计(C语言)
（4）单双号同学分别采用定时扫查和变位触发模式 4.板书要求
（1）纸张大小A4,左侧订书机装订
（2）封面、任务书、电路图必须打印，电路图不能复印，电路图右下角必须有自己的名字和学号
（3）学号为单号、双号分别设计主接线图左侧、右侧
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第二章 硬件设计
2.1 CPU的选择及其外围电路
考虑到所选用的CPU用于开关量采集板的控制，它的主要任务是对开关量采集过程以查询方式进行控制并将采集的数据传送给主CPU，工作负担比较轻，因而可以选用性能较低，价格较便宜的单片机来完成。故选用目前广泛使用的51系列单片机。51系列单片机是一种8位的单片机，其性能已经能满足实际需要，其中DIP封装形式的51单片机的引脚如图2-1：
图2-1 51系列单片机引脚图
89C51单片机共有40个引脚，包含四个8位的I/O并行输入输出端口P0～P3，其中P0，P2口可以用于访问外部存储器的地址输出，P0用于外部存储器的数据输入输出。此外还有一对串行通信输入、输出端口，两个外部中断输入端口，两个定时器的计数脉冲输入端口，以及外部存储器读脉冲和写脉冲输出端口，这些端口与P3端口共用引脚。其中P3口第二功能如表1所示。
表2-1 P3口引脚第二功能
位线
引脚号
第二功能 西南交通大学本科课程设计（论文） 第 4 页
P3.0 P3.1 P3.2 P3.3 P3.4 P3.5 P3.6 P3.7
10 11 12 13 14 15 16 17 RXD（串行口输入端0） TXD（串行口输出） INT0（外部中断0，低电平有效） INT1（外部中断1请求输入端，低电平有效） T0（定时器0的计数输入） T1（定时器1的计数输入） WR（外部数据存储器写选通信号输出端） RD（外部数据存储器读选通信号输出端） 2.2 8位开关量采集电路的设计
电路图如图2-2所示，图中开关S1～S8的开合情况表示开关量的开合状态，8路开关量的状态经过光耦隔离之后送入了51单片机P1口中。这样的采集电路一共有四块，每块可实现对应8位开关量的采集，总共实现对32位开关量的实时采集。相应的8路开关采集电路如图2-2所示。
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图2-2 8位开关量采集电路图
2.3 开关量采集装置设置
2.3.1 开关量采集板与CPU接口及端口地址分配
该开关量采集电路由四块8位的采集板构成，能够对32个开关量的状态进行采集。采集板的8个数据端口接到系统的数据总线上，然后接入51单片机的P1输入端口。经过软件程序识别，将对应的的采集板采集到的数据传送给主CPU。
各采集电路端口地址分配如下： 0#采集电路：1H 1#采集电路：2H 2#采集电路：3H 3#采集电路：4H
2.3.2 开关量采集板与CPU主接口
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当开关量采集板检测到开关量的状态发生变化之后，就会将变化的状态传递给系统的主CPU，供其处理。这是通过采集板上的CPU和主CPU通信完成的。而采集板和主CPU之间是通过RS-485串行总线进行连接。其主从CPU系统框图如图2-3所示：
图2-3 开关量采集板与主CPU接口原理