測控專業(yè)綜合課程設(shè)計(jì)---設(shè)計(jì)精密測試數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)

1、<p><b>　　目錄</b></p><p>　　設(shè)計(jì)精密測試數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)1</p><p><b>　　設(shè)計(jì)任務(wù)書1</b></p><p>　　1 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)概述2</p><p>　　1.1數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的基本概念2</p><p>　　1.2數(shù)據(jù)

2、采集系統(tǒng)的組成2</p><p>　　1.3數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的特點(diǎn)4</p><p>　　2 測量放大器集成芯片AD5225</p><p>　　2.1測量放大器5</p><p>　　2.2 AD522型放大器5</p><p>　　2.2.1 AD522引腳說明5</p><p>

3、;　　2.2.2 AD522的器件特性6</p><p>　　3 采樣定理與抗混濾波7</p><p><b>　　3.1采樣定理7</b></p><p>　　3.1.1采樣定理7</p><p>　　3.1.2 采樣定理中的兩個(gè)條件的物理意義8</p><p><b>　

4、　3.2頻率混疊8</b></p><p>　　3.2.1 頻混的產(chǎn)生8</p><p>　　3.2.2頻混的消除9</p><p>　　3.3有源濾波器9</p><p>　　3.3.1三種常用有源濾波器的比較10</p><p>　　3.3.2巴特沃斯濾波器11</p><

5、;p>　　3.4巴特沃斯低通濾波器的設(shè)計(jì)12</p><p>　　3.4.1 常用設(shè)計(jì)巴特沃斯低通濾波器指標(biāo)12</p><p>　　3.4.2 巴特沃斯低通濾波器傳遞函數(shù)的計(jì)算12</p><p>　　4 模/數(shù)轉(zhuǎn)換器15</p><p>　　4.1 A/D轉(zhuǎn)換器芯片ADC080915</p><p&g

6、t;　　4.1.1 ADC0809引腳15</p><p>　　4.1.2 ADC08094轉(zhuǎn)換器的工作時(shí)序16</p><p>　　4.2 AT89C51簡介16</p><p>　　4.2.1 AT89C51單片機(jī)的主要特性17</p><p>　　4.2.2 AT89C51單片機(jī)的引腳17</p><

7、p>　　4.3.硬件連接19</p><p>　　4.4.軟件實(shí)現(xiàn)19</p><p>　　5 利用RS-232C實(shí)現(xiàn)上位機(jī)與下位機(jī)的通信23</p><p>　　5.1 RS-232C簡介23</p><p>　　5.2 MAX232芯片24</p><p>　　5.3 串行通信的硬件連接25<

8、;/p><p>　　5.4 軟件實(shí)現(xiàn)26</p><p>　　測控網(wǎng)絡(luò)通信系統(tǒng)與人機(jī)交互設(shè)計(jì)接口30</p><p><b>　　設(shè)計(jì)任務(wù)書30</b></p><p><b>　　1系統(tǒng)組成:31</b></p><p>　　2 PC 主機(jī)與節(jié)點(diǎn)群之間串行通信的實(shí)現(xiàn)

9、32</p><p>　　2.1 利用VB6.0 提供MSComm 通信控件訪問串口32</p><p>　　2.2 程序設(shè)計(jì)34</p><p>　　3.人機(jī)交互接口設(shè)計(jì)35</p><p>　　3.1按鍵接口：36</p><p>　　3.1.1 按鍵原理：36</p><p>　

10、　3.1.2 常用鍵盤接口37</p><p>　　3.1.3鍵盤驅(qū)動(dòng)程序?qū)嵗?0</p><p>　　3.2 LCD顯示接口41</p><p>　　3.2.1 LCD簡介41</p><p>　　3.2.2 在嵌入式Linux中驅(qū)動(dòng)LCD44</p><p>　　3.2.3 LCD接口電路48&

11、lt;/p><p>　　3.2.4 uClinux下開發(fā)LCD應(yīng)用程序51</p><p>　　精密絲桿加工工藝設(shè)計(jì)55</p><p>　　1.設(shè)計(jì)任務(wù)書56</p><p>　　1.1設(shè)計(jì)目的56</p><p>　　1.2設(shè)計(jì)要求56</p><p><b>　　1.3題

12、目56</b></p><p>　　1.4設(shè)計(jì)要求57</p><p>　　1.5原始數(shù)據(jù)57</p><p>　　1.6設(shè)計(jì)簡圖57</p><p>　　1.7提交材料57</p><p>　　2、總體方案設(shè)計(jì)57</p><p>　　2.1絲桿牙型設(shè)計(jì)57</

13、p><p>　　2．2絲桿加工工藝過程設(shè)計(jì)58</p><p><b>　　3、工裝設(shè)計(jì)59</b></p><p>　　3.1夾具設(shè)計(jì)59</p><p>　　3.1.1銑鍵槽專用夾具59</p><p>　　3.1.2車/磨專用夾具59</p><p>　　3.2

14、工裝方案設(shè)計(jì)61</p><p>　　3.2.1工藝基準(zhǔn)設(shè)計(jì)61</p><p>　　3.2.2精車工裝設(shè)計(jì)61</p><p>　　4、工藝路線設(shè)計(jì)61</p><p>　　4.1下料及校直61</p><p>　　4.2球化退火62</p><p><b>　　工藝參數(shù)

15、62</b></p><p><b>　　4．3切端面63</b></p><p>　　4.4打頂尖孔63</p><p><b>　　工藝參數(shù)64</b></p><p>　　4.5粗車外圓、小軸肩及倒兩端倒角64</p><p><b>　

16、　工藝參數(shù)64</b></p><p>　　4.6粗車螺紋65</p><p>　　4.7去應(yīng)力退火65</p><p>　　4.8粗磨外圓及軸肩66</p><p>　　4.8.1外圓磨削的形式66</p><p>　　4.8.2外圓磨削的方法66</p><p>　　

17、4.8.3工藝參數(shù)67</p><p>　　4.9半精車螺紋67</p><p>　　4.9.1精車刀具67</p><p>　　4.9.2絲桿車床67</p><p>　　4.9.3工藝參數(shù)68</p><p>　　4.10銑鍵槽68</p><p><b>　　工藝參數(shù)

18、68</b></p><p><b>　　4.11淬火69</b></p><p><b>　　工藝參數(shù)：69</b></p><p><b>　　4.12回火70</b></p><p><b>　　工藝參數(shù)70</b></p

19、><p>　　4.13粗磨外圓70</p><p>　　外圓磨削的方法70</p><p><b>　　工藝參數(shù)71</b></p><p>　　4.14粗磨螺紋71</p><p>　　4.15低溫時(shí)效71</p><p><b>　　工藝參數(shù)71<

20、;/b></p><p>　　4.16研磨兩頂尖孔72</p><p>　　4.17精磨外圓72</p><p>　　高精度、小粗糙度磨削72</p><p><b>　　工藝參數(shù)72</b></p><p>　　4.18精磨螺紋72</p><p>　　4

21、.19絲桿的檢驗(yàn)、儲存73</p><p>　　5、精密絲桿的加工精度分析75</p><p>　　5、1車削螺紋精度分析75</p><p>　　5.1.1螺距誤差75</p><p>　　5.1.2牙型誤差78</p><p>　　5.2磨削螺紋精度分析78</p><p>&l

22、t;b>　　設(shè)計(jì)小結(jié)80</b></p><p><b>　　文獻(xiàn)參考81</b></p><p>　　設(shè)計(jì)精密測試數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)</p><p><b>　　設(shè)計(jì)任務(wù)書</b></p><p><b>　　設(shè)計(jì)題目</b></p><p

23、>　　精密測試數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)設(shè)計(jì)</p><p><b>　　設(shè)計(jì)目標(biāo)</b></p><p>　　針對國際電工電壓標(biāo)準(zhǔn)±5V的規(guī)定，要求能根據(jù)信號源電壓的范圍進(jìn)行調(diào)理和計(jì)算，并能根據(jù)采樣定理設(shè)計(jì)滿足要求的濾波器，然后針對處理后的電壓值進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換，數(shù)據(jù)標(biāo)定以及數(shù)碼顯示。</p><p><b>　　設(shè)計(jì)內(nèi)容</

24、b></p><p>　　1.利用運(yùn)算電路把不同電壓范圍的信號處理到±5V范圍。</p><p>　　2.根據(jù)采樣定理，利用有源濾波器對信號進(jìn)行抗混濾波設(shè)計(jì)。</p><p>　　3.利用ADC0809等器件對數(shù)據(jù)進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換，采用C語言編寫A/D轉(zhuǎn)換過程。</p><p>　　4.編寫C語言上位機(jī)通信程序（采用RS232協(xié)

25、議）實(shí)現(xiàn)對底層數(shù)據(jù)的采集與處理。</p><p><b>　　設(shè)計(jì)要求</b></p><p>　　1.信號電壓范圍：-0.5V—2.5V；</p><p>　　2.頻率成分：信號頻率50—100Hz，干擾頻率650——750Hz；</p><p>　　3.濾波器類型：巴特沃斯有源濾波器，通帶增益Kp=1。</p&

26、gt;<p>　　4.正確描述抗混濾波原理和采樣定理；</p><p>　　5.要求列出詳細(xì)的調(diào)理電路計(jì)算分析和元器件的選擇過程。電路設(shè)計(jì)采用集成儀器運(yùn)算放大器。說明書中應(yīng)寫明所采用的器件、器件特性及工作原理。</p><p>　　6.系統(tǒng)描述濾波器設(shè)計(jì)和器件選擇過程；</p><p>　　7.編寫數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)單片機(jī)工作原理及有關(guān)器件的選擇原則和目的；

27、</p><p>　　8.編寫串口通信程序完成數(shù)據(jù)采集；</p><p>　　9.說明書中完整畫部分電路圖和程序描述。</p><p>　　1 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)概述</p><p>　　1.1數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的基本概念</p><p>　　數(shù)據(jù)采集（Data Acquisition）就是將要獲取的信息通過傳感器轉(zhuǎn)換為信號，并經(jīng)

28、過信號調(diào)理、采樣、量化、編碼和傳輸?shù)炔襟E，最后送到計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中進(jìn)行處理、分析、存儲和顯示。相應(yīng)的系統(tǒng)稱為數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。</p><p>　　一個(gè)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)通常是由傳感器（sensor）、信號調(diào)理電路（signal conditioning circuit）、A/D轉(zhuǎn)換器（analog-digital converter，ADC）及微型計(jì)算機(jī)等4個(gè)主要部分組成。信號調(diào)理電路包括信號放大、隔離、模擬濾波、多路轉(zhuǎn)換等

29、。</p><p>　　數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的任務(wù)，就是采集傳感器輸出的模擬信號并轉(zhuǎn)換成計(jì)算機(jī)能識別的數(shù)字信號，然后送入計(jì)算機(jī)進(jìn)行相應(yīng)的計(jì)算和處理，得到所需的數(shù)據(jù)。同時(shí)，將計(jì)算機(jī)得到的數(shù)據(jù)進(jìn)行顯示或打印，以便實(shí)現(xiàn)對某些物理量的見識，其中一部分?jǐn)?shù)據(jù)還將被生產(chǎn)過程中的計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)用來控制某些物理量。</p><p>　　1.2數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的組成</p><p>　　數(shù)據(jù)采集系

30、統(tǒng)主要有硬件和軟件兩部分組成，其中硬件部分又可分為模擬部分和數(shù)字部分。計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的硬件基本組成如下圖1-1所示。</p><p>　　圖1-1 計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的硬件基本組成</p><p>　　從圖1-1可以看出，計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)一般有傳感器、前置放大器、濾波器、多路模擬開關(guān)、采樣/保持（Ｓ/Ｈ）器、模數(shù)（Ａ/Ｄ）轉(zhuǎn)換器和計(jì)算機(jī)系統(tǒng)組成。以下介紹各個(gè)組成部分的功能。<

31、/p><p><b>　?。?）傳感器</b></p><p>　　傳感器的作用是把非電的物理量（如速度、溫度、壓力等）轉(zhuǎn)變成模擬電量（如電壓、電流、電阻或頻率）。</p><p><b>　?。?）前置放大器</b></p><p>　　前置放大器用來放大和緩沖輸入信號。由于傳感器輸出的信號較?。ㄈ纾?/p>

32、常用熱電偶的輸出變化往往在幾毫伏到幾十毫伏之間，電阻應(yīng)變片輸出電壓的變化只有幾個(gè)毫伏），因此需要加以放大以滿足大多數(shù)Ａ/Ｄ轉(zhuǎn)換器的慢量程輸入５～１０Ｖ的要求。此外，某些傳感器內(nèi)阻比較大，輸出功率較小，這樣放大器還起到阻抗變換器的作用來緩沖輸入信號。</p><p><b>　?。?）濾波器</b></p><p>　　傳感器以及后續(xù)處理電路中的器件常會(huì)產(chǎn)生噪聲，人為的

33、發(fā)射源也可以通過各種耦合渠道使信號通道感染上噪聲。例如，工頻信號可以成為一種人為的干擾源。為了提高模擬輸入信號的信噪比，常常需要使用濾波器對噪聲信號進(jìn)行一定的衰減。</p><p><b>　　（4）多路模擬開關(guān)</b></p><p>　　多路模擬開關(guān)可以分時(shí)選通來自多個(gè)輸入通道中的某一路通道。因此，在多路模擬開關(guān)后的單元電路，如采樣/保持電路、模/數(shù)轉(zhuǎn)換電路以及處

34、理器電路等，只需要一套即可，這樣可以節(jié)省成本和體積，但這僅適用于物理量變化比較緩慢、變化周期在數(shù)十至數(shù)百毫秒之間的情況下。</p><p>　　一般模擬多路開關(guān)有個(gè)模擬輸入端，N個(gè)通道選擇器，由N個(gè)選通信號控制選擇其中一個(gè)開關(guān)閉合，使對應(yīng)的模擬輸入端與多路開關(guān)的輸出端接通，讓該路模擬信號通過。有規(guī)律地周期性改變N個(gè)選通信號，可以按固定的序列周期性閉合各個(gè)開關(guān)，構(gòu)成一個(gè)周期性分組的分時(shí)復(fù)用輸出信號，由后面的A/D轉(zhuǎn)

35、換器分時(shí)復(fù)用對個(gè)通道模擬信號進(jìn)行周期性轉(zhuǎn)換。</p><p><b>　?。?）采樣/保持器</b></p><p>　　多路模擬開關(guān)之后是模擬通道的轉(zhuǎn)換部分，它包括采樣/保持電路和A/D轉(zhuǎn)換電路。采樣/保持電路的作用是快速拾取多路模擬開關(guān)輸出的子樣脈沖，并保持幅值恒定，以提高A/D轉(zhuǎn)換器的轉(zhuǎn)換精度，如果把采樣/保持電路放在模擬多路開關(guān)之前（毎道一個(gè)），還可實(shí)現(xiàn)對瞬時(shí)

36、信號同時(shí)進(jìn)行采樣。</p><p>　　A/D轉(zhuǎn)換器完成一次轉(zhuǎn)換需要一定的時(shí)間，在這段時(shí)間內(nèi)希望A/D轉(zhuǎn)換器輸入端的模擬信號電壓保持不變，以保證有較高的轉(zhuǎn)換精度。這可以利用采樣/保持器來實(shí)現(xiàn)，采樣/保持器的加入，大大提高了數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的采樣頻率。</p><p><b>　?。?）模/數(shù)轉(zhuǎn)換器</b></p><p>　　采樣/保持電路輸出的信

37、號送至A/D轉(zhuǎn)換器，A/D轉(zhuǎn)換器是模擬輸入通道的關(guān)鍵電路。由于輸入信號變化的速度不同，系統(tǒng)對分辨率、精度、轉(zhuǎn)換速率及成本的要求也不同，因此Ａ/Ｄ轉(zhuǎn)換器的種類也較多。目前，采樣/保持電路和Ａ/Ｄ轉(zhuǎn)換電路普遍采用單片集成電路，有的單片A/D轉(zhuǎn)換器內(nèi)部還包含有采樣/保持電路、基準(zhǔn)電源和接口電路。A/D轉(zhuǎn)換器的結(jié)果輸出給計(jì)算機(jī)，有的采用并行輸出，有的則采用串行輸出。使用串行輸出結(jié)果的方式對長距離傳輸和需要光電隔離的場合較為有利。</p&g

38、t;<p><b>　?。?）計(jì)算機(jī)系統(tǒng)</b></p><p>　　計(jì)算機(jī)系統(tǒng)是整個(gè)計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的核心。計(jì)算機(jī)控制整個(gè)計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的正常工作，并且把A/D轉(zhuǎn)換器輸出的結(jié)果讀入到內(nèi)存，進(jìn)行必要的數(shù)據(jù)分析和數(shù)據(jù)處理。計(jì)算機(jī)系統(tǒng)包括計(jì)算機(jī)硬件和計(jì)算機(jī)軟件，其中計(jì)算機(jī)硬件是計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的基礎(chǔ)，而計(jì)算機(jī)軟件是計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的靈魂。</p><p>　　（8

39、）定時(shí)與邏輯控制電路</p><p>　　定時(shí)電路就是按照各個(gè)器件的工作次序產(chǎn)生各種時(shí)鐘信號，而邏輯控制電路是依據(jù)時(shí)序信號產(chǎn)生各種邏輯控制信號。數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)個(gè)器件的定時(shí)關(guān)系是比較嚴(yán)格的，如果定時(shí)不合適就會(huì)嚴(yán)重影響系統(tǒng)的精度。</p><p>　　1.3數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的特點(diǎn)</p><p>　　微型計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的特點(diǎn)是：</p><p>　

40、?。?）系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單，技術(shù)上容易實(shí)現(xiàn)，能夠滿足中、小規(guī)模數(shù)據(jù)采集的要求。</p><p>　　（2）微型計(jì)算機(jī)對環(huán)境的要求不是很高，能夠在比較惡劣的環(huán)境下工作。</p><p>　?。?）微型計(jì)算機(jī)的價(jià)格低廉，降低了數(shù)據(jù)采集的成本。</p><p>　?。?）微型計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)可作為集散型數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的一個(gè)基本組成部分。</p><p>

41、　?。?）微型計(jì)算機(jī)的各種I/O模板及軟件都比較齊全，很容易構(gòu)成系統(tǒng)，便于使用和維修。</p><p>　　2 測量放大器集成芯片AD522</p><p><b>　　2.1測量放大器</b></p><p>　　在數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)中，被檢測的物理量經(jīng)過傳感器變換成模擬電信號，往往是很微弱的毫伏級信號，需要用放大器加以放大。而通用運(yùn)算放大器一般都

42、具有毫伏級的失調(diào)電壓和毎度數(shù)的溫漂，因此通用運(yùn)算放大器不能直接用于發(fā)達(dá)微弱信號，而測量放大器則能較好地實(shí)現(xiàn)此功能。</p><p>　　測量放大器是一種帶有精密差動(dòng)電壓增益的器件，由于它具有高輸入阻抗、低輸出阻抗、強(qiáng)抗共模干擾能力、低溫漂、低失調(diào)電壓和高穩(wěn)定增益等特點(diǎn)，使其在檢測微弱信號的系統(tǒng)中被廣泛用作前置放大器。</p><p>　　測量放大器的電路原理如下圖1-2 所示。由圖可見，測

43、量放大器由三個(gè)運(yùn)放構(gòu)成，并分為二級：第一級是兩個(gè)同相放大器、，因此輸入阻抗高；第二級是普通的差動(dòng)放大器，把雙端輸入變成對地的單端輸出。</p><p>　　圖1-2 測量放大器原理電路</p><p>　　2.2 AD522型放大器</p><p>　　在此次課程設(shè)計(jì)中，選用了美國Analog Devices公司提供的AD522型放大器。該放大器就是按照上述原

44、理設(shè)計(jì)的單片集成測量放大器。</p><p>　　2.2.1 AD522引腳說明</p><p>　　AD522是集成精密測量放大器，它的非線性度為0.005%（G=100時(shí)），在0.1Hz~100Hz頻帶內(nèi)噪聲的峰-峰值為1.5mV，共模抑制比MRR>100dB(G=100)。AD522采用14腳雙列直插式封裝，它的引腳功能如下圖1-3及表1-1所示：</p>&l

45、t;p>　　圖1-3 AD522引腳 圖1-4 AD522的基本連接</p><p>　　表1-1 AD522引腳功能</p><p>　　引腳OFFSET（4，6）用于調(diào)整放大器零點(diǎn)，調(diào)整線路是芯片4、6端接到10電位器的兩個(gè)固定端，電位器滑動(dòng)端接負(fù)電源（腳5），AD522的基本連接如上圖1-4所示。</p>

46、<p>　　引腳2和14連接調(diào)整放大倍數(shù)的電阻。</p><p>　　引腳13用于連接信號傳輸導(dǎo)線的屏蔽網(wǎng)，以減少外電場對輸入信號的干擾。</p><p>　　2.2.2 AD522的器件特性</p><p>　　AD522可以提供高精度的信號調(diào)理，它的輸出失調(diào)電壓漂移小于1V/℃，輸入失調(diào)電壓漂移低于2.0μV/℃,共模抑制比高于80dB(在G=10

47、00時(shí)為110dB)，G=1時(shí)的最大非線性增益為0.001%，典型輸入阻抗為10 9Ω。</p><p>　　AD522使用了自動(dòng)激光調(diào)整的薄膜電阻，因而公差小、損耗低、體積小、性能可靠。同時(shí)，AD522還具有單片電路和標(biāo)準(zhǔn)組件放大器的最好特性，是一種高性價(jià)比的放大器。</p><p>　　為適應(yīng)不同的精確度要求和工作溫度范圍，AD522提供有三種級別。其中“A”和“B”為工業(yè)級，可用于-

48、25～+85℃。“S”為軍事級，用于-55～+125℃。AD522可以提供四種漂移選擇。輸出失調(diào)電壓的最大漂移隨著增益的增加而增加。失調(diào)電流漂移所引起的電壓誤差等于失調(diào)電流漂移和不對稱源電阻的乘積。另外，AD522的非線性增益將隨關(guān)閉環(huán)增益的降低而增加。</p><p>　　AD522放大器的共模抑制比的測量環(huán)境條件為±10V,使用阻值為1kΩ的不對稱電阻。在低增益情況下，共模抑制比主要取決于薄膜電阻的

49、穩(wěn)定性，但由于增益帶寬的影響，AD522在60Hz以下頻率時(shí)相對比較恒定。但在有限的帶寬中，AD522的相移將隨著直流共模抑制比的升高而增加。</p><p>　　在動(dòng)態(tài)性能方面，AD522的穩(wěn)定時(shí)間、單位增益帶寬和增益成正比。</p><p>　　3 采樣定理與抗混濾波</p><p>　　在計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)中，信息總是用離散信號來表示的，而在生產(chǎn)和科學(xué)研究中經(jīng)

50、常遇到的各種信號往往都是連續(xù)信號。而通過對信息的采樣可以將連續(xù)信息離散化。采樣定理是數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的理論支持。采樣過程可以看作為脈沖調(diào)制過程，采樣開關(guān)可看作調(diào)制器。</p><p><b>　　3.1采樣定理</b></p><p>　　采樣定理決定了采樣信號的質(zhì)量和數(shù)量；太小，會(huì)使的數(shù)量劇增，占用大量的內(nèi)存單元；太小，會(huì)使模擬信號的某些信息被丟失，若將采樣后的信號恢復(fù)

51、成原來的信號，就會(huì)出現(xiàn)失真問題，影響數(shù)據(jù)處理的精度。因此，必須有一個(gè)的依據(jù)，以確保不失真地恢復(fù)原信號。這個(gè)依據(jù)就是采樣定理。</p><p><b>　　3.1.1采樣定理</b></p><p>　　設(shè)有連續(xù)信號，其頻譜為，以采樣周期采得的采樣信號為。如果頻譜和采樣周期滿足下列條件：</p><p>　?。?）頻譜為有限頻譜，即當(dāng)時(shí)， <

52、;/p><p><b>　?。?） 或 </b></p><p><b>　　則連續(xù)信號</b></p><p><b>　?。ㄊ?-1）</b></p><p>　　唯一確定。式中。就是在采樣時(shí)間間隔內(nèi)能辨認(rèn)的信號最高頻率，稱為截止頻率，又稱為奈奎斯特頻率。</p>

53、<p>　　采樣定理指出，對一個(gè)具有有限頻譜的連續(xù)信號進(jìn)行采樣，當(dāng)采樣頻率為時(shí)，由采樣后得到的采樣信號能無失真地回復(fù)為原信號。</p><p>　　3.1.2 采樣定理中的兩個(gè)條件的物理意義</p><p>　　條件（1）的物理意義是：連續(xù)模擬信號的頻率范圍是有限的，即信號的頻率在之間。</p><p>　　條件（2）的物理意義是：采樣周期不能大于信號

54、周期的一半。</p><p>　　采樣定理為數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)確定采樣頻率提供了理論依據(jù)。只要遵守采樣定理，一般情況下是能夠由采樣信號不失真地恢復(fù)出原模擬信號。</p><p><b>　　3.2頻率混疊</b></p><p>　　3.2.1 頻混的產(chǎn)生</p><p>　　一般來說，采樣定理在時(shí)是不適用的。另外，當(dāng)時(shí)，還容

55、易產(chǎn)生頻率混淆現(xiàn)象（簡稱頻混）。</p><p>　　采樣定理嚴(yán)格地規(guī)定了采樣時(shí)間間隔的上限，即。如果取的過大，使時(shí)，將會(huì)發(fā)生中的高頻成分（）被疊加到低頻成分（）上去的現(xiàn)象，這種現(xiàn)象稱為頻混。</p><p>　　不產(chǎn)生頻混現(xiàn)象的臨界條件是。或者說，當(dāng)采樣間隔一定時(shí)，不發(fā)生頻混的信號最高頻率。</p><p>　　信號中能相互頻混的頻率為</p>&l

56、t;p>　?。ǎ?（式1-2）</p><p>　　式中，、為能相互混淆的頻率。</p><p>　　3.2.2頻混的消除</p><p>　　為了使采樣信號的頻譜不失真，在采樣時(shí)一定要滿足采樣定理的兩個(gè)條件。為了滿足采樣定理的兩個(gè)條件，有兩個(gè)方法：一是要提高采樣頻率；二是要對連續(xù)信號進(jìn)行低通濾波，以去除引起混頻的高頻成分。</p>

57、;<p>　　實(shí)際上，由于信號頻率都不是嚴(yán)格有限的，而且實(shí)際使用的濾波器也都不具有理想濾波器在截止頻率處的垂直截止特性，故不足以把稍高于截止頻率的頻率成分衰減掉。所以，在信號分析中，常先經(jīng)消除頻混濾波器濾波，然后將采樣頻率提高到，再對信號進(jìn)行采樣和處理。</p><p><b>　　3.3有源濾波器</b></p><p>　　有源濾波器是指用運(yùn)算放大器

58、作為電壓源或電流源，配上RC網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成的有源網(wǎng)絡(luò)。有源濾波器有能源補(bǔ)充，因而可以完全不顧及網(wǎng)絡(luò)的損耗。有源低通濾波器廣泛應(yīng)用于模數(shù)轉(zhuǎn)換（A/D）與數(shù)模轉(zhuǎn)換（Ｄ/A）的過程中。為了避免信號失真，輸入到A/D轉(zhuǎn)換器的信號頻率必須小于，經(jīng)D/A處理之后的輸出信號必須是平滑的，這都需要由較理想的低通濾波器來實(shí)現(xiàn)。</p><p>　　有源濾波器具有：良好的反饋穩(wěn)定性；較低的傳輸阻抗；較理想的頻響；較強(qiáng)的抗干擾能力；電路設(shè)計(jì)

59、簡單的優(yōu)點(diǎn)。</p><p>　　一個(gè)理想濾波器的幅度響應(yīng)在要求的通帶內(nèi)應(yīng)具有均勻而穩(wěn)定的增益，而在通帶以外則具有無窮大的衰減。這在物理上不可能實(shí)現(xiàn)。然而，可以采用各種傳遞函數(shù)逼近理想濾波器的頻率特性。一般，所需設(shè)計(jì)濾波器的傳遞函數(shù)表示為：</p><p><b>　?。ㄊ?-3）</b></p><p>　　典型一階、二階低通濾波器傳遞函數(shù)的

60、標(biāo)準(zhǔn)形式為：</p><p>　　， （式1-4）</p><p>　　其中，A是電壓增益；是截止角頻率；Q是品質(zhì)因數(shù)。任意的傳遞函數(shù)均可由若干一階濾波環(huán)節(jié)和二階濾波環(huán)節(jié)構(gòu)成，即濾波器的級聯(lián)實(shí)現(xiàn)，其傳遞函數(shù)為：</p><p><b>　?。ㄊ?-5）</b></p><p>　　所以可以利用典型的一階和二

61、階濾波環(huán)節(jié)構(gòu)建任意高階的濾波器。</p><p>　　3.3.1三種常用有源濾波器的比較</p><p>　　巴特沃斯（Butterworth）、切比雪夫（Chebyshev）和貝塞爾（Bessel），具有相同的基本組成，即電阻R、電容C和運(yùn)算放大器，但通過各器件的信號和輸出量是有區(qū)別的，關(guān)鍵在于轉(zhuǎn)折頻率及運(yùn)算放大器的增益。此三種濾波器的復(fù)頻響應(yīng)曲線如下圖1-5所示</p>

62、<p>　　圖1-5 復(fù)頻響應(yīng)曲線</p><p>　　巴特沃斯濾波器是最簡單的一種，只要保證處的轉(zhuǎn)折頻率不變，即不變，R和C的數(shù)值的選擇有較大的自由度。</p><p>　　貝塞爾濾波器的增益和時(shí)間常數(shù)都是不同的，因?yàn)椋菢?biāo)準(zhǔn)化系數(shù)，是轉(zhuǎn)折頻率。</p><p>　　切比雪夫是復(fù)雜的一種，因?yàn)閭鬟f函數(shù)的極點(diǎn)分布要復(fù)雜得多。</p><

63、;p>　　3.3.2巴特沃斯濾波器</p><p>　　巴特沃斯低通濾波器的幅度平方函數(shù)定義為</p><p><b>　?。ㄊ?-6）</b></p><p>　　其中C為一常數(shù)參數(shù)，N為濾波器階數(shù)，為歸一化低通截止頻率,</p><p>　　。 <

64、;/p><p>　　式中N為整數(shù)，是濾波器的階次。</p><p>　　巴特沃斯低通濾波器在通帶內(nèi)具有最大平坦的振幅特性，這就是說，N階低通濾波器在處幅度平方函數(shù)的前2N-1階導(dǎo)數(shù)等于零，在阻帶內(nèi)的逼近是單調(diào)變化的。巴特沃斯低通濾波器的振幅特性如圖1-6所示。</p><p>　　濾波器的特性完全由其階數(shù)N決定。當(dāng)N增加時(shí)，濾波器的特性曲線變得更陡峭，這時(shí)雖然由（1-6

65、）式?jīng)Q定了在處的幅度函數(shù)總是衰減3dB，但是它們將在通帶的更大范圍內(nèi)接近于1，在阻帶內(nèi)更迅速的接近于零，因而振幅特性更接近于理想的矩形頻率特性。濾波器的振幅特性對參數(shù)N的依賴關(guān)系如圖5-5所示。</p><p>　　設(shè)歸一化巴特沃斯低通濾波器的歸一化頻率為，歸一化傳遞函數(shù)為，其中，則（1-6）式得：</p><p><b>　　由于</b></p>&l

66、t;p><b>　　（式1-7）</b></p><p>　　所以巴特沃斯濾波器屬于全極點(diǎn)濾波器。</p><p>　　3.4巴特沃斯低通濾波器的設(shè)計(jì)</p><p>　　3.4.1 常用設(shè)計(jì)巴特沃斯低通濾波器指標(biāo) </p><p><b>　?。和◣Ы刂诡l率；</b></p>

67、<p>　?。和◣p，單位：dB；</p><p><b>　?。鹤鑾鹗碱l率；</b></p><p>　?。鹤鑾p，單位：dB。</p><p><b>　　說明：</b></p><p>　?。?）衰減在這里以分貝（dB）為單位；即</p><p>&

68、lt;b>　　（式1-8）</b></p><p>　?。?）當(dāng)時(shí)為通常意義上的截止頻率。</p><p>　?。?）在濾波器設(shè)計(jì)中常選用歸一化的頻率，即</p><p>　　3.4.2 巴特沃斯低通濾波器傳遞函數(shù)的計(jì)算</p><p>　　在本次課程設(shè)計(jì)中，信號頻率為50—100Hz，干擾頻率6500—750Hz。選用巴特

69、沃斯有源濾波器濾波器。通帶增益=1。通帶截止頻率，通帶最大衰減選，阻帶截止頻率，阻帶最小衰減選。</p><p>　　（1）該濾波器的技術(shù)要求：</p><p><b>　　， </b></p><p><b>　　， </b></p><p>　　， </p>

70、<p>　　（2）濾波器的階數(shù)N</p><p><b>　　由并帶入 ，，，得</b></p><p><b>　　即</b></p><p><b>　　因?yàn)椋?lt;/b></p><p><b>　　由兩邊取對數(shù)得：</b></p

71、><p><b>　　其中</b></p><p>　　這樣可以求出C和N：</p><p><b>　　C=0.58489</b></p><p>　　N=2.3123,因?yàn)镹取大于或等于N的最小整數(shù)，所以取N=3</p><p>　　注意：當(dāng)時(shí)，，即C=1，此時(shí)巴特沃斯濾波器

72、只剩下一個(gè)參數(shù)N。</p><p>　?。?）確定巴特沃斯濾波器的傳遞函數(shù)H(p)。</p><p><b>　　由于</b></p><p><b>　　由，解得極點(diǎn)為：</b></p><p>　　將p左半平面的極點(diǎn)賦予即</p><p><b>　　其中<

73、;/b></p><p>　　為了便于設(shè)計(jì)，工程上已將當(dāng)時(shí)，各階巴特沃斯低通濾波器系統(tǒng)函數(shù)設(shè)計(jì)成表格供查閱，該表如表1-2所示。在表1-2中的函數(shù)被稱為歸一化巴特沃斯原型低通濾波器系統(tǒng)函數(shù)。</p><p>　　表1-2歸一化巴特沃斯模擬低通濾波器系統(tǒng)函數(shù)表</p><p>　　由上表可知:當(dāng)N=3時(shí)，</p><p>　　（4）去掉歸

74、一化影響：上面設(shè)計(jì)中采用歸一化的頻率即，而實(shí)際中截止頻率為，所以要進(jìn)行如下的變量代換：</p><p>　　即 </p><p><b>　　=</b></p><p><b>　　=</b></p><p><b>　　4 模

75、/數(shù)轉(zhuǎn)換器</b></p><p>　　模/數(shù)轉(zhuǎn)換器是一種器件，它把采集到的采樣模擬信號經(jīng)量化和編碼后，轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號并輸出。因此，在將模擬量轉(zhuǎn)換成數(shù)字量的過程中，模/數(shù)轉(zhuǎn)換器是一核心器件，簡稱為A/D或ADC（analog to digital converter）?，F(xiàn)在，A/D轉(zhuǎn)換電路已集成在一塊芯片上，所以應(yīng)用比較方便。在本次課設(shè)中，選用了ADC0804。</p><p>

76、;　　4.1 A/D轉(zhuǎn)換器芯片ADC0809</p><p>　　ADC0809是用CMOS集成工藝制成的逐次比較型摸數(shù)轉(zhuǎn)換芯片。分辨率8位，轉(zhuǎn)換時(shí)間100μs，輸入電壓范圍為0~5V，增加某些外部電路后，輸入模擬電壓可為 5V。該芯片內(nèi)有輸出數(shù)據(jù)鎖存器，當(dāng)與計(jì)算機(jī)連接時(shí)，轉(zhuǎn)換電路的輸出可以直接連接在CPU數(shù)據(jù)總線 上，無須附加邏輯接口電路。</p><p>　　4.1.1 ADC08

77、09引腳</p><p>　　ADC089引腳圖如下圖1-9所示。</p><p>　　ADC0809引腳名稱及意義如下：</p><p>　?。?）VIN+、VIN－：ADC0804的兩模擬信號輸入端，用以接收單極性、雙極性和差模輸入信號。</p><p>　?。?）D7～D0：A/D轉(zhuǎn)換器數(shù)據(jù)輸出端，該輸出端具有三態(tài)特性，能與微機(jī)總線相連

78、接。 </p><p>　?。?）AGND：模擬信號地。</p><p>　?。?）DGND：數(shù)字信號地。 </p><p>　?。?）CLKIN：外電路提供時(shí)鐘脈沖輸入端。 圖1-8 ADC0804引腳圖</p><p>　?。?）CLKR：內(nèi)部時(shí)鐘發(fā)生器外接電阻端， </p><

79、p>　　與CLKIN端配合，可由芯片自身產(chǎn)生時(shí)鐘脈沖，其頻率為1/1.1RC。</p><p>　?。?）CS：片選信號輸入端，低電平有效，一旦CS有效，表明A/D轉(zhuǎn)換器被選中，可啟動(dòng)工作。</p><p>　?。?）WR：寫信號輸入，接受微機(jī)系統(tǒng)或其他數(shù)字系統(tǒng)控制芯片的啟動(dòng)輸入端，低電平有效，當(dāng)CS、WR同時(shí)為低電平時(shí)，啟動(dòng)轉(zhuǎn)換。</p><p>　　（9）

80、RD：讀信號輸入，低電平有效，當(dāng)CS、RD同時(shí)為低電平時(shí)，可讀取轉(zhuǎn)換輸出數(shù)據(jù)。</p><p>　　（10）INTR：轉(zhuǎn)換結(jié)束輸出信號，低電平有效。輸出低電平表示本次轉(zhuǎn)換已經(jīng)完成。該信號常作為向微機(jī)系統(tǒng)發(fā)出的中斷請求信號。</p><p>　　4.1.2 ADC08094轉(zhuǎn)換器的工作時(shí)序</p><p>　　ADC0809轉(zhuǎn)換器的工作時(shí)序如下圖1-10所示。<

81、;/p><p>　　圖1-9 ADC0804的工作時(shí)序圖</p><p>　　由圖1-10可見各控制信號時(shí)序關(guān)系為：當(dāng)CS與WR同時(shí)為低電平A/D轉(zhuǎn)換器被啟動(dòng)切在WR上升沿后100 模數(shù)完成轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換結(jié)果存入數(shù)據(jù)鎖存器，同時(shí)，INTR自動(dòng)變?yōu)榈碗娖剑硎颈敬无D(zhuǎn)換已結(jié)束。如CS、RD同時(shí)來低電平，則數(shù)據(jù)鎖存器三態(tài)門打開，數(shù)字信號送出，而在RD高電平到來后三態(tài)門處于高阻狀態(tài)。</p&g

82、t;<p>　　4.2 AT89C51簡介</p><p>　　AT89C51是一種帶4K字節(jié)閃爍可編程可擦除只讀存儲器（FPEROM—Falsh Programmable and Erasable Read Only Memory）的低電壓，高性能CMOS8位微處理器，俗稱單片機(jī)。AT89C2051是一種帶2K字節(jié)閃爍可編程可擦除只讀存儲器的單片機(jī)。單片機(jī)的可擦除只讀存儲器可以反復(fù)擦除100次。該

83、器件采用ATMEL高密度非易失存儲器制造技術(shù)制造，與工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的MCS-51指令集和輸出管腳相兼容。由于將多功能8位CPU和閃爍存儲器組合在單個(gè)芯片中，ATMEL的AT89C51是一種高效微控制器，AT89C2051是它的一種精簡版本。</p><p>　　4.2.1 AT89C51單片機(jī)的主要特性</p><p>　　與MCS-51兼容；4K字節(jié)可編程閃爍存儲器；壽命：1000寫/擦循環(huán)；

84、數(shù)據(jù)</p><p>　　保留時(shí)間：10年；全靜態(tài)工作：0Hz-24Hz；三級程序存儲器鎖定；128×8位內(nèi)</p><p>　　部RAM；32可編程I/O線；兩個(gè)16位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器；5個(gè)中斷源；可編程串</p><p>　　行通道；低功耗的閑置和掉電模式；片內(nèi)振蕩器和時(shí)鐘電路；</p><p>　　4.2.2 AT89C51單

85、片機(jī)的引腳</p><p>　　AT89C51引腳圖如圖1-11所示。各引腳定義：</p><p>　　（1）VCC：供電電壓。（2）GND：接地。</p><p>　?。?）P0口：P0口為一個(gè)8位漏級開路雙向I/O口，每腳可吸收8TTL門電流。當(dāng)P1口的管腳第一次寫1時(shí)，被定義為高阻輸入。P0能夠用于外部程序數(shù)據(jù)存儲器，它可以被定義為數(shù)據(jù)/地址的第八位。在FI

86、ASH編程時(shí)，P0口作為原碼輸入口，當(dāng)FIASH進(jìn)行校驗(yàn)時(shí)， </p><p>　　P0輸出原碼，此時(shí)P0外部必須被拉高。 （4）P1口：P1口是一個(gè)內(nèi)部提供上拉電阻的8位雙向I/O口，P1口緩沖器能接收輸出4TTL門電 </p><p>　　流。 P1口管腳寫入1后，被內(nèi)部上拉為高，可用 圖1-10 AT89c51引腳</p><p>

87、　　作輸入，P1口被外部下拉為低電平時(shí)，將輸出電流，</p><p>　　這是由于內(nèi)部上拉的緣故。在FLASH編程和校驗(yàn)時(shí)，P1口作為第八位地址接收。 （5）P2口：P2口為一個(gè)內(nèi)部上拉電阻的8位雙向I/O口，P2口緩沖器可接收，輸出4個(gè)TTL門電流，當(dāng)P2口被寫“1”時(shí)，其管腳被內(nèi)部上拉電阻拉高，且作為輸入。并因此作為輸入時(shí)，P2口的管腳被外部拉低，將輸出電流。這是由于內(nèi)部上拉的緣故。P2口當(dāng)用于外部程

88、序存儲器或16位地址外部數(shù)據(jù)存儲器進(jìn)行存取時(shí)，P2口輸出地址的高八位。在給出地址“1”時(shí)，它利用內(nèi)部上拉優(yōu)勢，當(dāng)對外部八位地址數(shù)據(jù)存儲器進(jìn)行讀寫時(shí)，P2口輸出其特殊功能寄存器的內(nèi)容。P2口在FLASH編程和校驗(yàn)時(shí)接收高八位地址信號和控制信號。 （6）P3口：P3口管腳是8個(gè)帶內(nèi)部上拉電阻的雙向I/O口，可接收輸出4個(gè)TTL門電流。當(dāng)P3口寫入“1”后，它們被內(nèi)部上拉為高電平，并用作輸入。作為輸入，由于外部下拉為低電平，P3口將輸

89、出電流（ILL）這是由于上拉的緣故。 P3口也可作為AT89C51的一些特殊功能口，如下表1-2表示：</p><p>　　表1-3 P3口引腳的特殊功能</p><p>　　P3口同時(shí)為閃爍編程和編程校驗(yàn)接收一些控制信號。 （7）RST：復(fù)位輸入。當(dāng)振蕩器復(fù)位器件時(shí)，要保持RST腳兩個(gè)機(jī)器周期的高電平時(shí)間。 （8）ALE/PROG：當(dāng)訪問外部存儲器時(shí)，地址鎖存允

90、許的輸出電平用于鎖存地址的地位字節(jié)。在FLASH編程期間，此引腳用于輸入編程脈沖。在平時(shí)，ALE端以不變的頻率周期輸出正脈沖信號，此頻率為振蕩器頻率的1/6。因此它可用作對外部輸出的脈沖或用于定時(shí)目的。然而要注意的是：每當(dāng)用作外部數(shù)據(jù)存儲器時(shí)，將跳過一個(gè)ALE脈沖。如想禁止ALE的輸出可在SFR8EH地址上置0。此時(shí)，ALE只有在執(zhí)行MOVX，MOVC指令是ALE才起作用。另外，該引腳被略微拉高。如果微處理器在外部執(zhí)行狀態(tài)ALE禁止，置

91、位無效。 （9）/PSEN：外部程序存儲器的選通信號。在由外部程序存儲器取指期間，每個(gè)機(jī)器周期兩次/PSEN有效。但在訪問外部數(shù)據(jù)存儲器時(shí)，這兩次有效的/PSEN信號將不出現(xiàn)。 （10）/EA/VPP：當(dāng)/EA保持低電平時(shí)，在此期間外部程序存儲器（0000H-FFFFH），不管是否有內(nèi)部程序存儲器。注意加密方式1時(shí)，/EA將內(nèi)部鎖定為R</p><p><b>　　4.3.硬件連接<

92、;/b></p><p>　　ADC0809芯片內(nèi)含三態(tài)輸出緩沖器，且片外有三態(tài)緩沖器控制端OE，它的輸出端可以直接接到微機(jī)的數(shù)據(jù)總線上，只需解決通道選擇、啟動(dòng)轉(zhuǎn)換和輸出允許的控制信號即可。</p><p>　　在Proteus中畫出ADC0809與8051單片機(jī)的接口電路如下圖1-12所示。</p><p>　　圖1-12 ADC0804與8051單片

93、機(jī)連接電路圖</p><p>　　在硬件設(shè)計(jì)中，顯示采用兩種方式進(jìn)行切換。一種是用四位一體7段碼LED進(jìn)行動(dòng)態(tài)顯示，另外一種是用波形器顯示波形</p><p><b>　　4.4.軟件實(shí)現(xiàn)</b></p><p>　　實(shí)現(xiàn)上述電路圖的C語言源程序如下：</p><p>　　#include <reg51.h>

94、</p><p>　　#include <absacc.h></p><p>　　#include <intrins.h></p><p>　　#include<string.h></p><p>　　unsigned char code dispbitcode[]={0xfe,0xfd,0xfb,0xf7

95、,</p><p>　　0xef,0xdf,0xbf,0x7f};</p><p>　　unsigned char code dispcode[]={0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66,</p><p>　　0x6d,0x7d,0x07,0x7f,0x6f,0x00};</p><p>　　unsigned char dispb

96、uf[8]={10,10,10,10,10,10,10,10};</p><p>　　char str[]="0.000\n\r";</p><p>　　unsigned char dispcount=0;</p><p>　　unsigned int digit;</p><p>　　sbit CS=P3^0;</

97、p><p>　　sbit AWR=P3^6;</p><p>　　sbit ARD=P3^7;</p><p>　　sbit INTR=P3^2;</p><p>　　float temp;</p><p>　　unsigned char getdata;</p><p>　　sbit clk=P3

98、^4;</p><p>　　char couter=0;char n;</p><p>　　void main(void)</p><p><b>　　{</b></p><p>　　TMOD=0x21;SCON=0x50; </p><p><b>　　PCON=0;</b>

99、;</p><p>　　TH0=(65536-4000)/256;</p><p>　　TL0=(65536-4000)%256;</p><p><b>　　TH1=0xfd;</b></p><p><b>　　TL1=0xfd;</b></p><p><b>

100、;　　TR0=1;</b></p><p><b>　　TR1=1;</b></p><p><b>　　ET0=1;</b></p><p><b>　　ET1=1;</b></p><p><b>　　EA=1;</b></p>

101、<p><b>　　IE=0x91;</b></p><p><b>　　IT0=1;</b></p><p><b>　　IT1=1;</b></p><p><b>　　while(1)</b></p><p><b>　　{&

102、lt;/b></p><p><b>　　CS=0;</b></p><p><b>　　_nop_();</b></p><p><b>　　AWR=0;</b></p><p><b>　　_nop_();</b></p><

103、p><b>　　AWR=1;</b></p><p><b>　　_nop_();</b></p><p><b>　　CS=1;</b></p><p><b>　　_nop_();</b></p><p>　　while(INTR==1) ;&l

104、t;/p><p><b>　　CS=0;</b></p><p><b>　　_nop_();</b></p><p><b>　　ARD=0;</b></p><p><b>　　_nop_();</b></p><p><b&

105、gt;　　_nop_();</b></p><p>　　getdata=P0;</p><p><b>　　_nop_();</b></p><p><b>　　ARD=1;</b></p><p><b>　　_nop_();</b></p><

106、;p><b>　　CS=1;</b></p><p>　　temp=(5*getdata/255.0)*1000;</p><p>　　digit=(int)temp;</p><p>　　dispbuf[3]=str[0]=digit/1000;</p><p>　　dispbuf[2]=str[2]=(digi

107、t-dispbuf[3]*1000)/100;</p><p>　　dispbuf[1]=str[3]=(digit-dispbuf[3]*1000-dispbuf[2]*100)/10;</p><p>　　dispbuf[0]=str[4]=(digit-dispbuf[3]*1000-dispbuf[2]*100-dispbuf[1]*10);</p><p>

108、;　　for(n=3;n>=0;n--)</p><p>　　{ SBUF=str[n];</p><p>　　while(!TI);</p><p><b>　　TI=0;}</b></p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　}&

109、lt;/b></p><p>　　void t0(void) interrupt 1 using 0</p><p><b>　　{</b></p><p>　　TH0=(65536-4000)/256;</p><p>　　TL0=(65536-4000)%256;</p><p><

110、;b>　　P2=0xFF;</b></p><p>　　P1=dispcode[dispbuf[dispcount]];</p><p>　　P2=dispbitcode[dispcount];</p><p>　　dispcount++;</p><p>　　if(dispcount==4)</p><

111、p>　　P1=P1|0x80;</p><p>　　if(dispcount==4)</p><p>　　{dispcount=0; </p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　} </b></p><p>　　void t1() interr

112、upt 3 </p><p>　　{couter++;</p><p>　　if(couter==80)</p><p>　　{clk=~clk;</p><p>　　couter=0;}</p><p><b>　　}</b></p><p>　　void recevin

113、g() interrupt 4 </p><p>　　{temp=SBUF;</p><p><b>　　P1=temp;</b></p><p><b>　　RI=0;</b></p><p><b>　　}</b></p><p>　　5 利用RS-

114、232C實(shí)現(xiàn)上位機(jī)與下位機(jī)的通信</p><p>　　采用串行端口采集數(shù)據(jù)，即在各個(gè)生產(chǎn)參數(shù)監(jiān)測點(diǎn)分別設(shè)置數(shù)據(jù)采集模塊，使得模擬信號的傳輸線路不長，降低分布參數(shù)以及干擾的影響，保證A/D轉(zhuǎn)換的精度。由采集模塊采集模擬信號并轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號，然后通過串行通信線、串行端口（RS232）傳送到計(jì)算機(jī)，將較好地解決板卡采集數(shù)據(jù)存在的問題。</p><p>　　5.1 RS-232C簡介</p&

115、gt;<p>　　RS-232是目前被廣泛應(yīng)用的異步串行數(shù)字通信電氣標(biāo)準(zhǔn)，由電子工業(yè)協(xié)會(huì)EIA（Electronics Industry Association）制定。RS-232串行接口是一個(gè)25針插頭（座），其針腳定義如下表1-3所示。</p><p>　　表1-3 RS-232C標(biāo)準(zhǔn)信號</p><p>　　RS-232C標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定信號的電平為：-12V表示“1”；+

116、12V表示“0”。這樣的規(guī)定使“0”信號與“1”信號的電平差別較大，從而增強(qiáng)了抗干擾的能力。</p><p>　　下表1-4為RS-232C電氣特性表。</p><p>　　表1-4 RS-232C電氣特性表</p><p>　　5.2 MAX232芯片</p><p>　　由上可知，RS-232C是用正負(fù)電壓來表示邏輯狀態(tài)，單片機(jī)串行口采

117、用正邏輯TTL電平，這樣單片機(jī)和PC機(jī)的COM1或者COM2就不能直接連接。為了能夠同計(jì)算機(jī)接口或終端的TTL器件連接，必須在RS-232C與TTL電路之間進(jìn)行電平和邏輯關(guān)系的變換。實(shí)現(xiàn)這種變換的方法可用分立元件，也可用集成電路芯片。目前較為廣泛地使用集成電路轉(zhuǎn)換器件，如MC1488、SN75150芯片可完成TTL電平到EIA電平的轉(zhuǎn)換，MAX232芯片可實(shí)現(xiàn)TTLELA雙向電平轉(zhuǎn)換，MAX232系列芯片集成度高， <

118、/p><p>　　+5V電源（內(nèi)置了電壓倍增電路及負(fù)電源電 圖1-13 MAX232引腳圖</p><p>　　路），只需外接5個(gè)容量為的小電容</p><p>　　即可完成兩路RS-232與TTL電平之間轉(zhuǎn)換。</p><p>　　MAX232引腳圖如圖1-13所示。</p><p>　　把MAX232和單片機(jī)

119、連接起來實(shí)現(xiàn)上位機(jī)與下位機(jī)的通信；下位機(jī)（單片機(jī)）串口使用查詢法接收和發(fā)送資料。上位機(jī)（PC）發(fā)出指定字符，下位機(jī)收到后返回給上位機(jī)原字符。</p><p>　　5.3 串行通信的硬件連接</p><p>　　在Proteus中完成電路連接，單片機(jī)AT89C51串行口經(jīng)MAX232電平轉(zhuǎn)換后，與PC機(jī)串行口相連，電路如圖1-14所示：</p><p>　　圖1-14

120、 串行通信電路</p><p>　　上圖1-14為為串行通信電路。單片機(jī)與PC機(jī)間采用3線制，用MAX232實(shí)現(xiàn)電平轉(zhuǎn)換，這樣可以把5V電平表示“1”，0V電平表示“0”的邏輯，轉(zhuǎn)換成-3~-15V電平表示“1”，+3~15V電平表示“0”邏輯。</p><p>　　串行通信時(shí)，數(shù)據(jù)發(fā)送設(shè)備先將數(shù)據(jù)代碼由并行形式轉(zhuǎn)換成串行形式，然后一位一位地放在傳輸線上發(fā)送；數(shù)據(jù)接收設(shè)備將接收到的串行

121、形式數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成并行形式存儲或處理。</p><p><b>　　5.4 軟件實(shí)現(xiàn)</b></p><p>　　采用C語言編程如下所示：</p><p>　　#include<reg52.h>#define send_a_byte(a_byte) TI=0;SBUF=a_byte;while(!TI);void Com_Init(

122、unsigned char baud_rate){SCON=0x50;REN=1;ES=0;TMOD=(TMOD & 0x0F)|0x20;TR1=1;PCON|=0x80;switch(baud_rate){case 12:TL1=0x98;TH1=0X98;break;case 24:TL1=0xCC;TH1=0XCC;break;case 48:TL1=0xE6;TH1=0XE6;break;

123、case 96:TL1=0xF3;TH1=0XF3;break;case 19:TL1=0xF9;TH1=0XF9;break;case 38:TL1=0xFD;TH1=0XFD;break;case 57:TL1=0xFE;TH1=0XFE;break;case 115:TL1=0xFF;TH1=0XFF;break;default:TL1=0xF3;TH1=0</p><p>　　測控

124、網(wǎng)絡(luò)通信系統(tǒng)與人機(jī)交互設(shè)計(jì)接口</p><p><b>　　設(shè)計(jì)任務(wù)書</b></p><p><b>　　設(shè)計(jì)題目</b></p><p>　　測控網(wǎng)絡(luò)通信系統(tǒng)及人機(jī)交互接口設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)目標(biāo)</p><p>　　實(shí)現(xiàn)測控系統(tǒng)的人機(jī)交互接口的硬件電路與軟件設(shè)計(jì)、實(shí)現(xiàn)測控節(jié)點(diǎn)的互通信以及節(jié)點(diǎn)與上位機(jī)

125、PC通信的硬件電路以及軟件設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)內(nèi)容</p><p>　　1、實(shí)現(xiàn)兩個(gè)按鍵輸入；2、實(shí)現(xiàn)4位LED顯示輸出；3、采用RS485協(xié)議實(shí)現(xiàn)單片機(jī)與單片機(jī)遠(yuǎn)距離互通信；4、實(shí)現(xiàn)單片機(jī)與PC的串口通信協(xié)議轉(zhuǎn)換與通信；5、利用按鍵控制通信進(jìn)程、利用LED顯示通信數(shù)據(jù)。設(shè)計(jì)要求1、按鍵的檢測與去抖動(dòng)電路及C語言軟件編程；2、LED數(shù)碼管的接口電路設(shè)計(jì)及C語言軟件編程；3、通信協(xié)議轉(zhuǎn)換元