基于STC89C51的单片机和TLC1543模数转换器的环境指标采集器

本次设计采用TLC1543作为模数转换芯片，STC89C51系列单片机作为主控制器芯片，采集来自变送器（集成传感器）信号线端的电压（依据不同的传感器，可转换为相应的量值输出）。

采集到的数据可实现两种方式传输：1、通过Zigbee实现串口透传（无线传输） 

 2、串口（RS-232）传输（有线）。

软件平台：keil

本设计在8路模拟输入端（AI0~AI7）共地接入了250欧姆的精密电阻，可以采集到传感器的输出电压（0~5V），再通过欧姆定律，得到相应的输出电流。

根据单片机串口传输的字节要求，传输的数据格式设置为十六进制，并且为了得到较准确的电压输出，将电压放大10倍（考虑到十六进制转换为带小数的十进制较复杂。比如处理：实际输出电压为3.5V，处理后的为35V，对应的十六进制为23）。

为了区分采集到的每一路数据，在每路8位十六进制数据之后加上通道标志（8路分别是F0~F7）,且数据每隔一秒钟（可修改）送至串口，通过有线或者无线的方式传输。

C语言代码如下：

1、main.c

#include <reg51.h>#include "channel.h"#include "math.h"int Channel8_Data[8]={0,0,0,0,0,0,0,0};uchar i,j,k,q;uint t2;uchar keyNum;unsigned chardatas[5] = {0, 0, 0, 0, 0};void Display( int);void delay(uint);void flag(uint);uchar Key_Scan();void delay1ms(uint);void UsartConfiguration(); //"串口通信初始化"void main(){UsartConfiguration();while(1){//for(j=0;j<1;j++)//{//delay1ms(20);//"延迟200ms"//Channel8_Data[j]=Ad_vldata(j);int a=Ad_vldata(4);//}//for(i=0;i<8;i++)//{//switch(i)//{/*case(0):if(port0==0){//Display((Channel8_Data[0]*0.04098-4)*4.375-20);flag(0);delay1ms(1000);break;  //"温度   没乘以100"Display((Channel8_Data[0]*10.000));flag(0);delay1ms(1000);break;   //"输出电流*10  4——>40" }elsebreak;  case(1):if(port1==0){//Display((Channel8_Data[1]*0.06944-4)*125);  //"CO2"Display((Channel8_Data[1]*0.04));flag(1);delay1ms(1000);break;}elsebreak;*///case(1)://if(port2==0)//{//Display((Channel8_Data[2]*0.04098-4)*0.0625);  //"大气湿度"//Display((Channel8_Data[0]*0.1));//flag(2);Display(a);//Channel8_Data[0]=0;delay1ms(1000);//break;//}//else//break;/*case(3):if(port3==0){//Display((Channel8_Data[3]*0.04098-4)*0.0625);  //"土壤湿度"Display((Channel8_Data[3]*0.04));flag(3);delay1ms(1000);break;}elsebreak;case(4):if(port4==0){//Display((Channel8_Data[4]*0.04098-4)*4.375-20);  //"土壤温度"Display((Channel8_Data[4]*0.04));flag(4);delay1ms(1000);break;}elsebreak;case(5):if(port5==0){//Display((Channel8_Data[5]*0.04098-4)*937.5);  //"盐分电导率"Display((Channel8_Data[5]*0.04));flag(5);delay1ms(1000);break;}elsebreak; case(6):if(port6==0){//Display((Channel8_Data[6]*0.04098-4)*12500);flag(6);delay1ms(1000);break;  //"照度"Display((Channel8_Data[6]*0.04));flag(6);delay1ms(1000);break;}elsebreak;case(7):if(port7==0){//Display((Channel8_Data[7]*0.04098-4)*0.875);flag(7);delay1ms(1000);break;   //"PH "Display((Channel8_Data[7]*0.04));flag(7);delay1ms(1000);break;}elsebreak;*///}}delay1ms(10000);}void delay1ms(uint y){uint x;for( ; y>0; y--){for(x=110; x>0; x--);}}void Scan_Switch(){}void Display( int  tt){long int  temp;temp=tt+0.5;/*if(temp< 0)    {SBUF='-';             //"SBUF在左边，则为发送缓冲区" while(!TI);  //"等待发送完毕"       TI=0;     temp=temp-1;  //"处理温度"temp=~temp;  } else  {SBUF='+';while(!TI);       TI=0;} *///"将转化好的温度分别放入数组中，并通过串口传输" //"temp传送过的值是实际值*100"datas[0] = temp / 1000000;datas[1] = temp % 1000000 / 100000;datas[2] = temp % 100000 / 10000;datas[3] = temp % 10000 / 1000;datas[4] = temp % 1000 / 100;//"小数点后2位"datas[5] = temp % 100 / 10;datas[6] = temp % 10;SBUF = '0'+datas[0];     while (!TI);      TI = 0;SBUF = '0'+datas[1];        while (!TI);TI = 0;SBUF = '0'+datas[2];       //"datas[2]为个位   '0'可用于温度补偿"while (!TI);    TI = 0;SBUF = '0'+datas[3];       while (!TI);  TI = 0;SBUF = '0'+datas[4];       while (!TI);   TI = 0;SBUF = '.';            while (!TI);TI = 0;SBUF = '0'+datas[5];       while (!TI);  TI = 0;SBUF = '0'+datas[6];       while (!TI);   TI = 0;/*t2=tt%100;SBUF = t2;while (!TI);        TI = 0;SBUF = 255;while (!TI);        TI = 0;*/}void flag(uint l){SBUF = 240+l;while (!TI);        TI = 0;}void UsartConfiguration()//"串口和定时器初始化"{SCON=0X40;TMOD=0X20;PCON=0X00;TH1=0XFD;TL1=0XFD;//ES=1;//EA=1;TR1=1;//"使能定时器1"}

2、channel.c

#include <reg51.h>#include "channel.h"#include "intrins.h"#include "math.h"uint Ad_vldata(uchar port){uint ad=0;uint i;uchar al=0,ah=0;AD_clk=0;AD_cs=0;//"取高四位地址"port<<=4;for(i=0;i<4;i++){AD_add=(bit)(port&0x80); //"AD_add为AD地址寄存器"AD_clk=1;AD_clk=0;port<<=1;}//"补全剩下的6个时钟周期"for(i=0;i<6;i++){AD_clk=1;AD_clk=0;//_nop_();  //???}//"10时钟周期完成地址的输送，下面直接采集数据即为当前值"//"等待转换  "AD_cs=1;for(i=0;i<20;i++){_nop_();}AD_cs=0;_nop_();_nop_();_nop_();_nop_();  //_nop_();//"获得测量的值"    for(i=0;i<2;i++){ AD_dat=1;AD_clk=1;ah<<=1;if(AD_dat)  ah|=0x01;AD_clk=0;}    for(i=0;i<8;i++){ AD_dat=1;AD_clk=1;al<<=1;if(AD_dat) al|=0x01;AD_clk=0;}//" 结束 "AD_cs=1;ad=(uint)ah;ad<<=8;ad|=(uint)al;ad=(ad*0.004887)*100;  //"(ad*0.004887)实际电压值，转化要*100,为了要测试输出电压"//ad=ad*5/1024*100;return(ad);}

3.头文件部分代码

sbit AD_eoc=P3^7;sbit AD_clk=P3^6;sbit AD_add=P3^5; //D_INsbit AD_dat=P3^4; //D_OUTsbit AD_cs=P3^3;/*sbit port0=P1^0;sbit port1=P1^1;sbit port2=P1^2;sbit port3=P1^3;sbit port4=P1^4;sbit port5=P1^5;sbit port6=P1^6;sbit port7=P1^7;*/