智能儀表綜合訓練課程設計報告

內(nèi)蒙古科技大學智能儀表綜合訓練課程設計報告題目：數(shù)據(jù)采集器(LED顯示)學生姓名：學號：專業(yè)：測控技術與儀器班級：指導教師：目錄第1章概述11.1研究背景及其目的意義11.2該課題研究的主要內(nèi)容內(nèi)容11.3設計目的2第2章總體方案設計32.1數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的概述32.2數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)各個組成局部的設計32.2.1單片機的選擇32.2.2A/D模數(shù)轉(zhuǎn)換的選擇42.2.3串行口的選擇42.2.4數(shù)據(jù)采集ADC0832的工作原理42.2.5顯示局部的設計62.2.6按鍵的設計7第3章硬件設計與仿真93.1硬件設計9復位電路9晶振電路93.1.3串口通信電路103.2仿真11第四章軟件設計134.1簡介KeilUvision4134.1.1keilC51的概述134.1.2keilC51的優(yōu)點134.2程序設計13第5章調(diào)試與總結155.1硬件、軟件調(diào)試155.2總結16參考文獻17附錄A：數(shù)據(jù)采集器硬件原理圖〔總圖〕18附錄B：數(shù)據(jù)采集器源程序19第1章概述1.1研究背景及其目的意義數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)是通過采集傳感器輸出的模擬信號并轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號，并進行分析、處理、傳輸、顯示、存儲和顯示。它起始于20世紀中期，在過去的幾十年里，隨著信息領域各種技術的開展，在數(shù)據(jù)采集方面的技術也取得了長足的進步，采集數(shù)據(jù)的信息化是目前社會的開展主流方向。各種領域都用到了數(shù)據(jù)采集，在石油勘探、科學實驗、飛機飛行、地震數(shù)據(jù)采集領域已經(jīng)得到應用。近年來，數(shù)據(jù)采集及其應用受到了人們越來越廣泛的關注，數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)也有了迅速的開展，它可以廣泛的應用于各種領域。國內(nèi)現(xiàn)在已有不少數(shù)據(jù)測量和采集的系統(tǒng)，但很多系統(tǒng)存在功能單一、采集通道少、采集速率低、操作復雜、并且對測試環(huán)境要求較高等問題。人們需要一種應用范圍廣、性價比高的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)?；趩纹瑱C的多通道數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)是將來自傳感器的信號通過放大、輸入A/D轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號后由單片機采集，、后期處理與顯示，實現(xiàn)了數(shù)據(jù)處理功能強大、顯示直觀、界面友好、性價比高、應用廣泛的特點，可廣泛應用于工業(yè)控制、儀器、儀表、機電一體化、智能家居等諸多領域盡管現(xiàn)在以微機為核心的可編程數(shù)據(jù)采集與處理采集技術的開展方向得到了迅速的開展，而且組成一個數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)只需要一塊數(shù)據(jù)采集卡，把它插在微機的擴展槽內(nèi)并輔以應用軟件，就能實現(xiàn)數(shù)據(jù)采集功能，但這并不會對基于單片機為核心的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)產(chǎn)生影響。相較于數(shù)據(jù)采集板卡本錢和功能的限制，單片機具多功能、高效率、高性能、低電壓、低功耗、低價格等優(yōu)點，而雙單片機又具有精度較高、轉(zhuǎn)換速度快、能夠?qū)Χ帱c同時進行采集，因此能夠開發(fā)出能滿足實際應用要求的、電路結構簡單的、可靠性高的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。這就使得以單片機為核心的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)在許多領域得到了廣泛的應用。1.2該課題研究的主要內(nèi)容內(nèi)容本設計運用單片機STC89C52進行數(shù)據(jù)采集的設計，剛剛供電時，用戶輸入四位密碼，如果輸入錯誤，系統(tǒng)就會報警，如果輸入正確，單片機就會讓電壓模擬量〔0-5V〕通過模擬量/數(shù)字量轉(zhuǎn)換芯片〔ADC0832〕，送入單片機，進行數(shù)據(jù)處理之后，通過4個移位存放器〔74LS164〕，靜態(tài)顯示在LED數(shù)碼管或LCD顯示上。實驗的模擬量數(shù)據(jù)是通過一個可調(diào)電位器輸出0-5V的模擬量，顯示是0-1000攝氏度的靜態(tài)顯示。該設計的預期結果就是設計出一套基于單片機控制的測溫數(shù)字顯示系統(tǒng)并能proteus實現(xiàn)仿真。根據(jù)要求編寫出應用程序，繪制出protel電路圖，動手完成實物設計。1.3設計目的在智能儀表課程設計學習中，練習單片機、嵌入式設計的相關技術，實現(xiàn)智能儀表功能要求，具體如下：⑴熟練掌握C語言的相關編程知識⑵了解電子系統(tǒng)的設計方法，穩(wěn)固和提高學過的根底理論和專業(yè)知識⑶掌握ADC0832及其編程方法⑷增強對單片機的認識，掌握分析處理問題的方法，進行調(diào)試、計算等根本技能的訓練，到達具有一定程度的實際工作能力⑸學會用Protel99se進行電路原理圖和PCB圖的繪制⑹學習用Proteus、Keil等軟件進行電路程序設計和仿真⑺實踐嵌入式系統(tǒng)開發(fā)流程及相關技能⑻練習設計報告及科技論文的寫作標準第2章總體方案設計2.1數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的概述數(shù)據(jù)采集，又稱數(shù)據(jù)獲取，是利用一種裝置，從系統(tǒng)外部采集數(shù)據(jù)并輸入到系統(tǒng)內(nèi)部的一個接口。數(shù)據(jù)采集技術廣泛引用在各個領域。在該系統(tǒng)中需要將模擬量轉(zhuǎn)換為數(shù)據(jù)量，而A/D是將模擬量轉(zhuǎn)換為數(shù)字量的器件，他需要考慮的指標有：分辨率、轉(zhuǎn)換時間、轉(zhuǎn)換誤差等等。而單片機是該系統(tǒng)的根本的微處理系統(tǒng)，它完成數(shù)據(jù)讀取、處理及邏輯控制，數(shù)據(jù)傳輸?shù)纫幌盗械娜蝿?。在該系統(tǒng)中采用的是8051系列的單片機。雙機通信的串行口可以采用RS232C標準接口，由芯片MAX232實現(xiàn)雙機的通信。而數(shù)據(jù)的顯示那么采用的是LED數(shù)碼管，該器件比擬簡單，在生活中接觸也較多。數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)一般由信號調(diào)理電路，多路切換電路，采樣保持電路，A/D,單片機等組成。完成課程設計所需要的系統(tǒng)框圖如圖2.1所示。圖2.1系統(tǒng)框圖2.2數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)各個組成局部的設計2.2.1單片機的選擇AT89C52是一個低電壓，高性能CMOS8位單片機，片內(nèi)含8kbytes的可反復擦寫的Flash只讀程序存儲器和256bytes的隨機存取數(shù)據(jù)存儲器〔RAM〕，器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存儲技術生產(chǎn)，兼容標準MCS-51指令系統(tǒng)，片內(nèi)置通用8位中央處理器和Flash存儲單元，AT89C52單片機在電子行業(yè)中有著廣泛的應用。AT89C52有40個引腳，32個外部雙向輸入/輸出(I/O)端口，同時內(nèi)含2個外中斷口，3個16位可編程定時計數(shù)器,2個全雙工串行通信口，2個讀寫口線，AT89C52可以按照常規(guī)方法進行編程，也可以在線編程。其將通用的微處理器和Flash存儲器結合在一起，特別是可反復擦寫的Flash存儲器可有效地降低開發(fā)本錢。而本設計選用的是AT89C52.2.2.2A/D模數(shù)轉(zhuǎn)換的選擇ADC0832為8位分辨率A/D轉(zhuǎn)換芯片，其最高分辨可達256級，可以適應一般的模擬量轉(zhuǎn)換要求。其內(nèi)部電源輸入與參考電壓的復用，使得芯片的模擬電壓輸入在0~5V之間。芯片轉(zhuǎn)換時間僅為32μS，據(jù)有雙數(shù)據(jù)輸出可作為數(shù)據(jù)校驗，以減少數(shù)據(jù)誤差，轉(zhuǎn)換速度快且穩(wěn)定性能強。獨立的芯片使能輸入，使多器件掛接和處理器控制變的更加方便。通過DI數(shù)據(jù)輸入端，可以輕易的實現(xiàn)通道功能的選擇。鑒于在價格、轉(zhuǎn)換速度等多種標準考量下，在本設計選用的是逐漸逼近式A/D轉(zhuǎn)換器——ADC0809.2.2.3串行口的選擇該串行口我選用了標準RS-232C接口，它是電平與TTL電平轉(zhuǎn)換驅(qū)動電路。常用的芯片是MAX232，MAX232的優(yōu)點是：⑴一片芯片可以完成發(fā)送轉(zhuǎn)換和接收轉(zhuǎn)換的雙重功能。⑵單一電源+5V供電⑶它的電路設計與連接比擬簡單而且功能齊全。2.2.4數(shù)據(jù)采集ADC0832的工作原理正常情況下ADC0832與單片機的接口應為4條數(shù)據(jù)線，分別是CS、CLK、DO、DI。但由于DO端與DI端在通信時并未同時使用并與單片機的接口是雙向的，所以在I/O口資源緊張時可以將DO和DI并聯(lián)在一根數(shù)據(jù)線上使用。當ADC0832未工作時其CS輸入端應為高電平，此時芯片禁用，CLK和DO/DI的電平可任意。當要進行A/D轉(zhuǎn)換時，須先將CS使能端置于低電平并且保持低電平直到轉(zhuǎn)換完全結束。此時芯片開始轉(zhuǎn)換工作，同時由處理器向芯片時鐘〔CLK〕輸入端輸入時鐘脈沖，DO/DI端那么使用DI端輸入通道功能選擇的數(shù)據(jù)信號。在第一個時鐘脈沖的下沉之前DI端必須是高電平，表示啟始信號。在第二、三個脈沖下沉之前DI端應輸入兩位數(shù)據(jù)用于選擇通道功能。如表2.1所示，當此兩位數(shù)據(jù)為“1”、“0”時，只對CH0進行單通道轉(zhuǎn)換。當2位數(shù)據(jù)為“1”、“1”時，只對CH1進行單通道轉(zhuǎn)換。當兩位數(shù)據(jù)為“0”、“0”時，將CH0作為正輸入端IN+，CH1作為負輸入端IN-進行輸入。當兩位數(shù)據(jù)為“0”、“1”時，將CH0作為負輸入端IN-，CH1作為正輸入端IN+進行輸入。到第三個脈沖的下降之后DI端的輸入電平就失去輸入作用，此后DO/DI端那么開始利用數(shù)據(jù)輸出DO進行轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)的讀取。從第4個脈沖下降沿開始由DO端輸出轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)最高位Data7，隨后每一個脈沖的下降沿DO端輸出下一位數(shù)據(jù)。直到第11個脈沖時發(fā)出最低位數(shù)據(jù)Data0，一個字節(jié)的數(shù)據(jù)輸出完成。也正是從此位開始輸出下一個相反字節(jié)的數(shù)據(jù)，即從第11個字節(jié)的下降沿輸出Data0。隨后輸出8位數(shù)據(jù)，到第19個脈沖時數(shù)據(jù)輸出完成，也標志著一次A/D轉(zhuǎn)換的結束。最后將CS置高電平禁用芯片，直接將轉(zhuǎn)換后的數(shù)據(jù)進行處理就可以了。時序說明請參照圖2.2。表2.1通道地址設置表通道地址通道工作方式說明SGL/DIFODD/SIGN0100+-差分方式01-+10+單端輸入方式11+作為單通道模擬信號輸入時ADC0832的輸入電壓是0—5V且8位分辨率時的電壓精度為19.53mV，即〔5/256〕V。如果作為由IN+與IN-輸入的輸入時，可是將電壓值設定在某一個較大范圍之內(nèi)，從而提高轉(zhuǎn)換的寬度。但值得注意的是，在進行IN+與IN-的輸入時，如果IN-的電壓大于IN+的電壓那么轉(zhuǎn)換后的數(shù)據(jù)結果始終為00H。圖2.2ADC0832的工作時序圖2.2.5顯示局部的設計74LS164為8位移位存放器,串行輸入數(shù)據(jù)，然后并行輸出。當去除端為低電平時，輸出端〔Q0~Q7〕均為低電平。串行數(shù)據(jù)輸入端〔DSA，DSB〕可控制數(shù)據(jù)。當DSA、DSB任意一個為低電平，那么禁止新數(shù)據(jù)輸入，在時鐘端〔CLOCK〕脈沖上升沿作用下Q0為低電平。當DSA、DSB有一個為高電平，那么另一個就允許輸入數(shù)據(jù)，并在CP上升沿作用下決定Q0的狀態(tài)。時鐘(CP)每次由低變高時，數(shù)據(jù)右移一位，輸入到Q0，Q0是兩個數(shù)據(jù)輸入端(DSA和DSB)的邏輯與，它將上升時鐘沿之前保持一個建立時間的長度。⑴74LS164芯片引腳功能74LS164芯片引腳功能圖如圖2.3所示，各個引腳的用處如下：①DSA：數(shù)據(jù)輸入②Q0~Q7：數(shù)據(jù)輸出③DSB：數(shù)據(jù)輸入④CP：時鐘輸入(低電平到高電平邊沿觸發(fā))⑤：中央復位輸入(低電平有效)圖2.374LS164芯片引腳圖⑵74LS164如何驅(qū)動四位共陰數(shù)碼管圖2.474LS164時序圖這里單片機的RXD、TXD都是當作IO口使用的，每個74LS164在收到一個時鐘后，D0(DSA/DSB)、Q0~Q6順次移到Q0~Q7中，而前三個芯片的Q7分別接到后三個的DSA/DSB端，由于它們的時鐘都是共用的，所以在時鐘輸入時，前一個芯片的Q7就通過后一芯片的A/B端鎖存到其Q0了，而各芯片原來的Q0~Q6移到Q1~Q7。這樣只要連續(xù)發(fā)送32個時鐘就可以把32位數(shù)據(jù)分別移到4個芯片的32個輸出腳上。圖2.5共陰數(shù)碼管圖共陰極數(shù)碼管是把所有LED的陰極連接到共同接點com，而每個LED的陽極分別為A、B、C、D、E、F、G及DP〔小數(shù)點〕，如圖2.6所示。圖中的8個LED分別與上面那個圖中的A~DP各段相對應，通過控制各個LED的亮滅來顯示數(shù)字。圖2.6共陰數(shù)碼管管腳圖2.2.6按鍵的設計鍵盤在單片機中是一種常見的輸入設備，用戶可以向通過鍵盤輸入數(shù)據(jù)或命令。鍵盤有兩種接口方法：一種是獨立按鍵；另一種是矩陣式按鍵。在本系統(tǒng)中，由于所需的按鍵較少，可采用獨立式鍵盤。每只按鍵接單片機的一條I/O線，通過對線的查詢，即可識別各按鍵的狀態(tài)。如圖2.7所示。4只按鍵分別在單片機的P1.4~P1.7I/O線上。無按鍵按下時，P1.4~P1.7線上均輸入高電平。當某按鍵按下時，與其相連的I/O線將得到低電平輸入，這四個獨立按鍵用來輸入用戶密碼。圖2.7獨立按鍵引腳圖硬件設計與仿真3.1硬件設計3.1.1復位電路復位電路如圖3.1所示,51單片機是高電平復位，所以先看給單片機加5V電源〔上電〕啟動時的情況：這時電容充電相當于短路〔電容特性：通交流，隔直流，上電瞬間相當于交流),你可以認為RST上的電壓就是VCC，這是單片機就是復位狀態(tài)。隨著時間推移電容兩端電壓升高，即造成RST上的電壓降低，當?shù)椭灵撝惦妷簳r，即完成復位過程。如果按下SW〔按鍵復位中的帽子按鍵〕，確實就是按鈕把C短路了，這時電容放電，兩端電壓都是VCC，即RST引腳電壓為VCC，如果超過規(guī)定的復位時間，單片機就復位了。當按鈕彈起后，RST引腳的電壓為0，單片機處于運行狀態(tài)。51單片機復位要求是：RST上加高電平時間大于2個機器周期，你用的12MHz晶振，所以一個機器周期就是1us，要復位就加2us的高電平即可。圖3.1復位電路圖3.1.2晶振電路單片內(nèi)部有單獨的振蕩電路部份，只不過為了得到穩(wěn)定精準的頻率，一般情況下需要外接一個晶振，它是一個被動器件，外接上就可以了，與內(nèi)部電路相連就可以正常工作，產(chǎn)生外接晶振標定頻率的震蕩頻率，提供應單片內(nèi)部時序。用示波器測量晶振的兩腳，都可以看到正弦波形。理論上來說，振蕩頻率越高表示單片機運行速度越快，但同時對存儲器的速度和印刷電路板的要求也就越高。如同木桶原理。同時單片機性能的好壞，不僅與CPU運算速度有關，而且與存儲器的速度、外設速度等都有很大關系。因此一般選用6~12MHZ。并聯(lián)諧振電路對電容的值沒有嚴格要求，但會影響振蕩器的穩(wěn)定、振蕩器頻率上下、起振快速性等。所以一般C1、C2選值20~100pF，在60~70pF時振蕩器有較高的頻率穩(wěn)定性。陶瓷封裝電容可以進一步提高溫度穩(wěn)定性。圖3.2晶振電路圖3.1.3串口通信電路我們在應用單片機的串口和PC進行串行通信時，通常都需要進行兩種不同的電平之間的轉(zhuǎn)換，大家都知道單片機實用的是TTL電平(+5V為高電平，低電平為0V)，而計算機的串口為RS-232C電平，其中高電平為-12V，低電平為+12V。這里要強調(diào)的是,RS-232C電平為負邏輯電平。我們平時用得比擬多的電平轉(zhuǎn)換芯片是美信公司生產(chǎn)的MAX232芯片，該芯片可以直接完成以上兩種電平的轉(zhuǎn)換。為了更能豐富大家知識，我們也可以在沒有MAX232的場合使用分立元件來完成TTL到RS-232電平的轉(zhuǎn)換。如圖3.3所示,MAX232的11腳T1IN接單片機TXD端P3.1，TTL電平從單片機的TXD端發(fā)出，經(jīng)過MAX232轉(zhuǎn)換為RS-232電平后從MAX232的14腳T1OUT發(fā)出，再連接到系統(tǒng)板上的串口座的第2腳RXD，至此計算機端接收到數(shù)據(jù)。PC機發(fā)送數(shù)據(jù)時從PC機串口座上的第3腳TXD端發(fā)出數(shù)據(jù)，再逆向流向單片機的RXD端P3.0接收數(shù)據(jù)。圖3.3串口通信電路圖3.2仿真為了使設計到達我們預期的效果，所以我們現(xiàn)在Proteus仿真軟件的幫助下進行一次仿真測試。。它還可以與keil進行聯(lián)調(diào)，可以更方便的調(diào)試程序錯誤。ProteusISIS是英國Labcenter公司開發(fā)的電路分析與實物仿真軟件。它運行于Windows操作系統(tǒng)上，可以仿真、分析(SPICE)各種模擬器件和集成電路，該軟件的特點是:(1)現(xiàn)了單片機仿真和SPICE電路仿真相結合。(2)支持主流單片機系統(tǒng)的仿真。目前支持的單片機類型有：68000系列、8051系列、AVR系列、PIC12系列、PIC16系列、PIC18系列、Z80系列、HC11系列以及各種外圍芯片。(3)提供軟件調(diào)試功能。如圖3.4所示，程序剛剛運行時，數(shù)碼管顯示AAAA，單片機不采集數(shù)據(jù)，整個系統(tǒng)被鎖死。圖3.4系統(tǒng)鎖死圖如圖3.5所示,程序設置正確密碼為2255，用戶通過按鍵輸入密碼，當密碼輸入錯誤時，系統(tǒng)就會報警。當密碼輸入正確時，系統(tǒng)就會進入采集狀態(tài)。圖3.5密碼翻開圖如圖3.6所示,系統(tǒng)進入采集狀態(tài)后，實際輸入電壓為3.05V，此時，此時系統(tǒng)采集后，通過AD轉(zhuǎn)化，在數(shù)碼管上顯示為3.046V，如圖3.7,實際輸入電壓和采集后的顯示電壓根本是一致,說明此時,AD采集是沒有什么問題的,完全可以正常工作。圖3.6實際輸入電壓圖3.7采集顯示電壓實驗的模擬量數(shù)據(jù)是通過一個可調(diào)電位器輸出0-5V的模擬量，顯示是0-1000℃的靜態(tài)顯示。通過按鍵切換顯示界面，此時顯示的溫度為609℃，符合標度變換規(guī)律，如圖3.8所示。圖3.8溫度顯示軟件設計4.1簡介KeilUvision44.1.1keilC51的概述Keil提供了包括C編譯器、宏匯編、連接器、庫管理和一個功能強大的仿真調(diào)試器等在內(nèi)的完整開發(fā)方案，通過一個集成開發(fā)環(huán)境〔UVISION〕將這些組合在一起。KeilC51軟件提供豐富的庫函數(shù)和功能強大的集成開發(fā)調(diào)試工具，全Windows界面。另外重要的一點，只要看一下編譯后生成的匯編代碼，就能體會到Keil的優(yōu)勢。下面詳細介紹KeilC51開發(fā)系統(tǒng)各局部功能和使用。C51工具包的整體結構，μVision與Ishell分別是C51forWindows和forDos的集成開發(fā)環(huán)境(IDE〕，可以完成編輯、編譯、連接、調(diào)試、仿真等整個開發(fā)流程。開發(fā)人員可用IDE本身或其它編輯器編輯C或匯編源文件。然后分別由C51及C51編譯器編譯生成目標文件〔.obj〕。目標文件可由LIB51創(chuàng)立生成庫文件，也可以與庫文件一起經(jīng)L51連接定位生成絕對目標文件(.abs〕。abs文件由OH51轉(zhuǎn)換成標準的hex文件，以供調(diào)試器dScope51或tScope51使用進行源代碼級調(diào)試，也可由仿真器使用直接對目標板進行調(diào)試，也可以直接寫入程序存貯器如EPROM中。4.1.2keilC51的優(yōu)點⑴KeilC51生成的目標代碼效率非常之高，多數(shù)語句生成的匯編代碼很緊湊，容易理解。在開發(fā)大型軟件時更能表達高級語言的優(yōu)勢。⑵與匯編相比，C語言在功能上、結構性、可讀性、可維護性上有明顯的優(yōu)勢，因而易學易用。用過匯編語言后再使用C來開發(fā)，體會更加深刻。4.2程序設計軟件設計主要分為密碼輸入、報警、AD采集、數(shù)碼管顯示、標度變換這五個局部，各個模塊相互嵌套，組成了整個系統(tǒng)。各個局部以STC89C52為核心，來控制整個系統(tǒng)。程序剛剛運行時，單片機不采集數(shù)據(jù)，整個系統(tǒng)被鎖死，當用戶將密碼輸入正確后，方可進行數(shù)據(jù)采集。AD采集模塊是我們軟件編程的核心，由于ADC0832在進行A/D轉(zhuǎn)換時需要有CLK信號，而此時的ADC0832的CLK是接在AT89C52單片機的P3.6端口上，也就是要求從P3.6輸出CLK信號供ADC0832使用。因此產(chǎn)生CLK信號的方法就得用軟件來實現(xiàn)了；由于ADC0832的參考電壓VREF=V，所以轉(zhuǎn)換之后的數(shù)據(jù)要經(jīng)過數(shù)據(jù)處理。在數(shù)碼管上顯示出電壓值，實際顯示的電壓值的關系為V=D/256×VREF。最后進行標度變換，將采集來的電壓轉(zhuǎn)化成實際的溫度。整個程序流程圖如圖4.1所示。圖4.1程序流程圖調(diào)試與總結5.1硬件、軟件調(diào)試單片機系統(tǒng)的硬件調(diào)試和軟件調(diào)試是不能分開的，許多硬件錯誤是在軟件調(diào)試中被發(fā)現(xiàn)和糾正的。但通常是先排除明顯的硬件故障以后，再和軟件結合起來調(diào)試以進一步排除故障。可見硬件的調(diào)試是根底，如果硬件調(diào)試不通過，軟件設計那么無從做起。硬件的調(diào)試主要是把電路各種參數(shù)調(diào)整到符合設計要求。先排除硬件電路故障，包括設計性錯誤和工藝性故障。一般原那么是先靜態(tài)后動態(tài)。利用萬用表檢查電路中的各器件以及引腳是否連接正確，是否有短路故障。先將單片機AT89C52芯片取下，對電路板進行通電檢查，通過觀觀察是否有異常，然后用萬用表測試各電源電壓，這些都沒有問題后，接上仿真機進行聯(lián)機調(diào)試觀察各個接口線路是否正常。軟件調(diào)試經(jīng)過Keil軟件編譯通過后，在Proteus8.0編輯環(huán)境中繪制仿真電路圖，將編譯好的“1.hex”文件加載到AT89C52里，然后啟動仿真，就可以看到仿真效果。仿真成功后，可以做出實物，用實物來最終驗證。調(diào)試結果圖5.1、5.2所示。圖5.1電壓顯示圖5.2數(shù)據(jù)采集5.2總結本設計實現(xiàn)了數(shù)據(jù)采集，在到達設計要求的同時也具備一定的擴展性，通過簡單的軟件修改，即可實現(xiàn)采集電壓和標度變換的功能。本次設計使我更加深刻的認知到智能儀表控制的在現(xiàn)代儀表控制中的實用性，重要性。在以后的學習中我將加大智能儀表設計的學習。在課設中認知到了整個系統(tǒng)結構緊湊、簡單可靠、操作靈活、功能強、性能價格比高，較好地滿足現(xiàn)代生產(chǎn)和科研的需要。參考文獻[1]周堅.單片機C語言輕松入門[M].北京：北京航天航空大學出版社，2006.[2]江太輝.51系列單片機原理及應用[M].北京：華南理工大學出版社，2004年.[3]張國雄.測控電路[M].北京：機械工業(yè)出版社.2001.[4]郭天祥.新概念51單片機c語言教程[M].北京：電子工業(yè)出版社，2009.[5]熊壯,張全和.程序設計技術[M].重慶：重慶大學出版社，2006.[6]夏雪生.微機化儀器設計[M].北京：科學出版社，1988年.[7]趙新民.智能儀器原理與設計[M].哈爾濱：哈爾濱工業(yè)大學出版社，1991年.[8]李光飛.51系列單片機設計實例[M].北京：北京航天航空大學出版社，2003年.[9]張道德.單片機接口技術[M].北京：中國水利水電出版社，2007年.[10]吳興惠.傳感器與信號處理[M].北京：電子工業(yè)出版社，2009年.[11]方承遠.工廠電氣控制技術[M].北京：機械工業(yè)出版社，2004.[12]張迎新.單片機初級教程[M].北京：北京航天航空大學出版社，2000年.[13]徐愛鈞.智能化測量控制儀表原理與設計[M].北京：北京航天航空大學出版社，2004年.[14]李朝青.單片機原理及接口技術[M].北京：北京航天航空大學出版社，2005年.[15]張毅剛.單片機原理及應用[M].北京：高等教育出版社.2004.附錄A：數(shù)據(jù)采集器硬件原理圖〔總圖〕附圖1數(shù)據(jù)采集器硬件原理圖附圖2數(shù)據(jù)采集器硬件PCB圖附錄B：數(shù)據(jù)采集器源程序#include<reg52.h>#include<intrins.h>#defineucharunsignedchar#defineuintunsignedintucharcodeLED[]={0x3F,0x06,0x5b,0x4F,0x66,0x6D,0x7D,0x07,0x7F,0X6F,0x77,0x7c,0x39,0x5e,0x79,0x71}; intpoint[]={0x80,0x7f,0x7f,0x7f};intdisp_buffer[4];intad;intd1[4];sbitclk_adc0832=P3^6; sbitcs_adc0832=P2^0;sbitdi_adc0832=P3^7;sbitdo_adc0832=P3^7;sbitCLK=P1^1; sbitDIN=P1^0;sbitKEY1=P1^4;sbitKEY2=P1^5;sbitKEY3=P1^6;sbitKEY4=P1^7;//sbitfmq=P2^7;#definepulse0832()clk_adc0832=1;clk_adc0832=0//?óê±oˉêyvoiddelay(intz){inti,j;for(i=z;i>0;i--)for(j=110;j>0;j--);}//08322é?ˉoˉêyuchargetvalue0832() { uchari,dat1=0,dat2=0; cs_adc0832=0; di_adc0832=1; pulse0832(); di_adc0832=1; pulse0832(); di_adc0832=0; pulse0832(); di_adc0832=1; for(i=0;i<8;i++) { pulse0832(); dat1<<=1; if(do_adc0832) dat1|=0x01; } for(i=0;i<8;i++) { dat2>>=1; if(do_adc0832)dat2|=0x80; pulse0832(); } cs_adc0832=1; return(dat1==dat2)?dat1:0; }voidwrite(intx){inti;for(i=0;i<8;i++){CLK=0;DIN=x&0x80;CLK=1;x<<=1;}}voidwrite1(unsignedlongintx){inti,j;unsignedlonginty;for(j=0;j<4;j++){ if(j) x>>=8; y=x;for(i=0;i<8;i++){CLK=0;DIN=y&0x80;CLK=1;y<<=1;}}}voidHex2Bcd(){inti;floattemp;i=getvalue0832();temp=i*0.01953125;ad=(int)(temp*200); d1[0]=(uchar)(temp);temp=temp-d1[0];temp=temp*10;d1[1]=(uchar)(temp);temp=temp-d1[1];temp=temp*10;d1[2]=(uchar)(temp);temp=temp-d1[2];temp=temp*10;d1[3]=(uchar)(temp);}voiddisplay1(){ disp_buffer[0]=LED[d1[0]]|point[0]; disp_buffer[1]=LED[d1[1]]&point[1]; disp_buffer[2]=LED[d1[2]]&point[2]; disp_buffer[3]=LED[d1[3]]&point[3];}voiddisplay(intz){inti,d[4];d[0]=z%10;d[1]=z%100/10;d[2]=z%1000/100;d[3]=z%10000/1000;for(i=3;i>=0;i--){write(LED[d[i]]);}}voiddisp_led(void) {inti;for(i=0;i<=3;i++){write(disp_buffer[i]);}}voidmain() { ucharnum,bt,ct,m,kk; intpassword; while(1) { if(KEY1==0) { while(!KEY1); display(0); bt=1; ct=0; } if(bt==1) { if(KEY2==0) { if(num==1) { if(num==2) { if(KEY3==0) { while(!K