1．2 硬件设计与实现
1．2．1 数据采集
    单片机初始化完毕后，通过片选信号选中A／D转换器，把RAM的控制权交给采集电路。AD976A进行数据采集时，置CS引脚固定为低电平，则转换时序由 R／C信号的下降沿控制，信号脉冲宽度至少为50 ns。当R／C变为低电平时，BUSY信号也变为低电平，标志转换结束，则移位府存器中的数据被更新的二进制补码替代。设计中，由于256 KB数据存储器仅需要15位地址A0～A14，则使用A15与RD，WR共同作为控制线，使A／D转换与数据存储交替工作。当A15低电平时，选通数据存储器IDT71256，此时CS为高电平，则AD976A停止工作；当A15为高电平时，通过与非逻辑电路使CS为低电平，选通AD976A，并通过WR 的变化提供R／C下降沿，这样可以通过软件延时精确控制采样率。
1．2．2 总线控制
    在数控单元硬件结构中，采用P0口提供数据总线和地址总线，当ALE输出信号为高电平时，P0口，输出数据锁存入总线驱动器中地址的低8位，同时和P2口送出的高8位地址组成完整的16位地址，寻址到外部的256 KB地址空间，由A／D转换器把采集到的数据存入静态RAM中。由于P0口是数据与地址分时复用口，因此引进74HC573作为地址锁存器。同时，使用 RD作为读取外部数据内存的控制线；WR作为写入数据到外部内存的控制线；PSEN作为存取外部程序存储器的读取控制线。
1．2．3 电机控制电路
    天线驱动控制部分通过上位机发送电机启动命令，单片机从串口接收到启动命令后，向电机驱动器AKS230发出节拍脉冲，以带动天线匀速转动；通过编程控制P1．0口输出节拍脉冲速率，即可控制天线转速。当上位机发出停止命令时，通过单片机程序提取天线状态，保证天线启停处于同一位置。考虑到单片机输出电流与电机驱动电流的匹配问题Ⅲ，这里使用总线驱动器74LS245与单片机相连，输出电流可达20 mA，满足电机驱动要求。
1．2．4 串口通信电路
    串口通信部分通过AT89C51内部的全双工串行通信接口RXD和TXD进行发送和接收。AT89C51串行接口有四种工作模式，本设计中，串口工作于方式1，波特率可变，通过定时器T1进行溢出率控制，令T1工作于方式2，由于波特率为(2SMOD／32)·(fOSC／12)·[1／(28- TH1)]，则通过计算可得T1装载值为0xFA，波特率为9 600 b／s。这里选用MAX232完成TTL到EIA的电平转换。

2 软件设计
    单片机软件部分采用了模块化的设计方法，按照功能分为数据采集及存储、电机运行控制及状态提取、串口发送与接收几部分，各个模块之间通过中断或子程序调用等进行连接，有机地成为一体，整个系统已经使用Medwin 3．O调试并能够成功运行。
    数据采集部分包括初始化、信号采集及存储，采集速率通过编程进行控制，实现每10 ms采样一个电压值，并存人0100H～01C8H的地址空间中，采集100个数据后调用中断通过串口传给上位机进行后续处理。每次系统上电时，采集部分复位并从头运行，数据采集部分程序流程图如图3所示。