51单片机实现同步采样数据采集系统设计(5)
2.1.3 设计思路
这次电路我分别基本电路和扩展电路，分别完成基本的数据采集和4*4按键和计时采集的完成。
基本电路的设计如下：
P1口作为通用的I/O接口接受A/D转化以后的数据输入通道，将经过A/D转化后的数据送入单片机内部进行处理。OE口接P2的5口， START接P2的4口，EOC接P2的6口。同时ALE与START在一起接P2的4口，这几个信号量是作为AD转化芯片的信号控制接入单片机，这样便于利用程序去直接控制整个转换芯的工作，同时将ADDA.ADDB.ADDC三个控制信号量输入的信号量也接入单片机中，同样也是为了更好完成的人机交互的功能，这样就可以通过外接键盘并通过相应的软件的编写完成对单片机通道的切换，便于多通道的采集的完成。
P0与8数码管进行连接，作为8 段数码管的信号量输入，同时P2口的0.1.2.3分别控制4个数码管，4个数码管的第一个作为通道的显示，后三位数据的显示，并且在第二位数码管后面有一个小数点显示。由于P0作为外接I/O接口的时候必须要加上上拉电阻，不同于其他P1等作为I/O接口，所以在设计的时候要注意附加电阻。
用于串行口通讯的事P3口的RXD和TXD也就是P3的0口和1口，这两个是专用的串行口输入输出通道。所以在设计的时候必须将其预留， 不能将其用作其他功能，不然上传功能就会无法正常的完成了。
P3的5口用于PWM的输出，所谓的PWM是指脉冲宽带调节，是利用微处理器的数字输出来对模拟电路进行控制的一种非常有效的技术。这次通过ADC0809的IN0口可以调节PWM的大小，这个变化可以通过示波器来显示。
在控制的方面我设计了两个按键，一个是一个控制通道的切换，一个是控制PWM开启的按键，设计为K1和K2两个按键，当K1按下时显示通道1，松开时显示通道0，K2松开时，PWM不工作，按下时候开启PWM功能，要注意的是由于只有IN0口才可以完成PWM的功能，所以在开启的时候要注意切换到通道0才可以显示出PWM的变化，需要将K1置于松开时再将K2按下。
扩展电路的设计如下：
扩展电路与基本电路最大的差别就在于添加了一块8255A芯片和一个4*4按键，因为在原来的电路上外部的I/O接口还不够多，所以选择了附加8255A这块扩展I/O接口来完成I/O接口的扩展。8255也是我们课堂上所熟知的一块芯片，扩展时候选择P1或者P2口的8条数据线与8255A上D0~D7这8个端口，同时P3口上的WR和RD这两个界面与8255A上的这两个接口相连接，A0与A1这两个控制信号连接在单片机的其他端口上去完成对8255A芯片的控制。
扩展电路的显示部分由原来的数码管改为了LCD显示器，因为 LCD显示可以显示的更加完善，同时因会扩展了计时采用的功能，在显示上数码管无法完成相应的显示任务。LCD不仅仅可以显示出数字，更可以显示出字母等，这样可以更加直观的看出这些数据分别代表的是什么。
在按键上也进行了扩充，采用的平时在单片机设计中最常用的4*4按键扫描输入，因为有16个按键，所以可以完成0~9这10个数字的分别输出，同时0~7也将作为AD转换通道切换的通道数，可以实现直接切换，使得操作更加的简介明了，同时，其他的按键也可以设置其他功能，增加了人机交互的功能，使得整个系统的操作变得更加简单更易于操作。
至于定时的功能，采取的是与时钟芯片DS1302直接连用获取当前的时间，这是一块常用的时钟芯片，与单片机相连以后可以直接获取当前PC的时间，免去了时间校对的麻烦，也避免了延时而造成的误差。
2.2 转换芯片ADC0809
AD0809C是单片CMOS器件，是8位的模/数转换器，带有使能控制端，可以与微机直接界面，片内带有锁存功能的8路模拟开关，可以对8路0~5v的输入模拟电压信号分时进行转换。器件的核心部分是8位的A/D转换器，它是由比较器、逐次逼近寄存器、D/A转换器及控制和定时5部分组成，输出具有TTL三态锁存缓冲器，可直接连到单片机数据总线上。