智能儀器課程設(shè)計：基于單片機數(shù)據(jù)采集及顯示功能

智能儀器課程設(shè)計：基于單片機數(shù)據(jù)采集及顯示功能第1章概述1.1設(shè)計目的及意義本設(shè)計的主要目的是實現(xiàn)單片機的數(shù)據(jù)采集及顯示功能，為實現(xiàn)該功能，進行了有關(guān)的硬件電路設(shè)計與軟件編程設(shè)計。硬件電路設(shè)計中，運用protel99，在已給實驗板和實驗板原理圖的基礎(chǔ)上，選擇實驗板上所用于本設(shè)計的器件，并進行了設(shè)計硬件原理圖的設(shè)計以及實驗的硬件連接。軟件編程設(shè)計中，運用keil3編程環(huán)境，對設(shè)計要實現(xiàn)的功能進行編程，整體程序可分成一個主程序和多個子程序，子程序有基于ADC0832的A/D轉(zhuǎn)換程序、基于AT89C52的標度轉(zhuǎn)換程序和基于74LS164的靜態(tài)顯示程序。通過自己完成設(shè)計，讓我們對數(shù)據(jù)采集有了清晰的認識，對單片機數(shù)據(jù)采集及處理數(shù)據(jù)的原理也有了更深的了解，達到學(xué)習(xí)與實踐相結(jié)合，學(xué)以致用的目的。1.2設(shè)計內(nèi)容本設(shè)計運用單片機STC89C52進行數(shù)據(jù)采集的設(shè)計，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，通過移位寄存器（74LS164），靜態(tài)顯示在LED顯示數(shù)碼管上。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0-100攝氏度的靜態(tài)顯示。智能儀器課程設(shè)計：基于單片機數(shù)據(jù)采集及顯示功能全文共23頁，當前為第1頁。智能儀器課程設(shè)計：基于單片機數(shù)據(jù)采集及顯示功能全文共23頁，當前為第1頁。第2章總體方案設(shè)計2.1數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)功能數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)是結(jié)合基于計算機的測量軟硬件產(chǎn)品來實現(xiàn)靈活的、用戶自定義的測量系統(tǒng)。數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)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(lǐng)域各種技術(shù)的發(fā)展，在數(shù)據(jù)采集方面的技術(shù)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發(fā)展主流方向。各種領(lǐng)域都用到了數(shù)據(jù)采集，在石油勘探、科學(xué)實驗、飛機飛行、地震數(shù)據(jù)采集領(lǐng)域已經(jīng)得到應(yīng)用。數(shù)據(jù)采集技術(shù)是對傳感器信號的測量與處理,以微型計算機等高技術(shù)為基礎(chǔ)而形成的一門綜合應(yīng)用技術(shù)。數(shù)據(jù)采集也是從一個或多個信號獲取對象信息的過程。隨著微型計算機技術(shù)的飛速發(fā)展和普及,數(shù)據(jù)采集監(jiān)測已成為日益重要的檢測技術(shù),廣泛應(yīng)用于工農(nóng)業(yè)等需要同時監(jiān)控溫度、濕度和壓力等場合。數(shù)據(jù)采集是工業(yè)控制等系統(tǒng)中的重要環(huán)節(jié),通常采用一些功能相對獨立的單片機系統(tǒng)來實現(xiàn),作為測控系統(tǒng)不可缺少的部分,數(shù)據(jù)采集的性能特點直接影響到整個系統(tǒng)。盡管現(xiàn)在以微機為核心的可編程數(shù)據(jù)采集與處理技術(shù)作為數(shù)據(jù)采集技術(shù)的發(fā)展方向得到了迅速的發(fā)展,并且適于通用微機使用的板卡級數(shù)據(jù)采集產(chǎn)品也已大量出現(xiàn),組成一個數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)簡單到只需要一塊數(shù)據(jù)采集卡,把它插在微機的擴展槽內(nèi),并輔以應(yīng)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,因為單片機功能強大、抗干擾能力強、可靠性高、靈活性好、開發(fā)容易等優(yōu)點,使得基于單片機為核心的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)在許多領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。本系統(tǒng)采用A/D轉(zhuǎn)換器送入模擬信號,而單片機負責(zé)處理接受過來的數(shù)字量的處理及顯示，主機和板卡之間用RS-232進行通信。這樣就可以在計算機上編程序,然后下載到單片機內(nèi)進行處理。系統(tǒng)框圖如圖2.1所示：智能儀器課程設(shè)計：基于單片機數(shù)據(jù)采集及顯示功能全文共23頁，當前為第2頁。A/D轉(zhuǎn)換器智能儀器課程設(shè)計：基于單片機數(shù)據(jù)采集及顯示功能全文共23頁，當前為第2頁。A/D轉(zhuǎn)換器單片機單片機LED顯示器鍵盤MAX232采集信號圖2.1系統(tǒng)框圖2.2方案論證2.2.1單片機的選擇單片機是一種面向大規(guī)模的集成電路芯片，是微型計算機中的一個重要的分支。此系統(tǒng)是由CPU、隨即存取數(shù)據(jù)存儲器、只讀程序存儲器、輸入輸出電路（I/O口），還包括串行通信口、顯示驅(qū)動電路（LED驅(qū)動電路）、脈寬調(diào)制電路、模擬多路轉(zhuǎn)換器及A/D轉(zhuǎn)換器等電路集成到一個單塊芯片上，構(gòu)成了一個最小但完善的計算機任務(wù)。單片機要使用特定的組譯和編譯軟件編譯程序，再用keiluvision2把程序下載到單片機內(nèi)。而本設(shè)計選用的是STC89C52。2.2.2A/D模數(shù)轉(zhuǎn)換器選擇A/D轉(zhuǎn)換器是將模擬量轉(zhuǎn)換為數(shù)字量的器件。A/D轉(zhuǎn)換器的種類很多，就位數(shù)來說，可以分為8位、10位、12位和16位等。位數(shù)越高其分辨率就越高，價格也就越貴。A/D轉(zhuǎn)換器型號很多，而其轉(zhuǎn)換時間和轉(zhuǎn)換誤差也各不相同。(1)逐漸逼近式A/D轉(zhuǎn)換器：它是一種速度快、精度較高、成本較低的直接式轉(zhuǎn)換器，其轉(zhuǎn)換時間在幾微秒到幾百微秒之間。(2)雙積分A/D轉(zhuǎn)換器：它是一種間接式的A/D轉(zhuǎn)換器，優(yōu)點是抗干擾能力強，精度比較高，缺點是數(shù)度很慢，適用于對轉(zhuǎn)換數(shù)度要求不高的系統(tǒng)。智能儀器課程設(shè)計：基于單片機數(shù)據(jù)采集及顯示功能全文共23頁，當前為第3頁。(3)并行式A/D轉(zhuǎn)換器：它又被稱為flash（快速）型，它的轉(zhuǎn)換數(shù)度很高，但她采用了很多個比較器，而n位的轉(zhuǎn)換就需要2n-1個比較器，因此電路規(guī)模也極大，價格也很貴，只適用于視頻A/D轉(zhuǎn)換器等數(shù)度特別高的領(lǐng)域。智能儀器課程設(shè)計：基于單片機數(shù)據(jù)采集及顯示功能全文共23頁，當前為第3頁。本設(shè)計選用的是逐漸逼近式A/D轉(zhuǎn)換器——ADC0832。2.2.3串行口選擇該串行口選用了標準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：（1）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。（2）單一電源+5V供電（3）它的電路設(shè)計與連接比較簡單而且功能齊全。2.2.4顯示單元選擇LED數(shù)碼顯示管是一種由LED發(fā)光二極管組合顯示字符的顯示器件。它使用了8個LED顯示管，其中7個用于顯示字符，1個用來顯示小數(shù)點，故通常稱之為八段發(fā)光二極管數(shù)碼顯示器。對LED數(shù)碼顯示器的控制可以采用按時間向它提供具有一定驅(qū)動能力的位選和段選信號。LED數(shù)碼顯示有動態(tài)掃描顯示法和靜態(tài)顯示。本設(shè)計采用LED靜態(tài)顯示。2.2.5按鍵在單片機中，如果所需的按鍵較少，一般采用獨立式鍵盤。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2.2所示。4只按鍵分別宇單片機的P1.0~P1.3I/O線上。無按鍵按下時，P1.0~P1.3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。圖2.2獨立按鍵接口智能儀器課程設(shè)計：基于單片機數(shù)據(jù)采集及顯示功能全文共23頁，當前為第4頁。智能儀器課程設(shè)計：基于單片機數(shù)據(jù)采集及顯示功能全文共23頁，當前為第4頁。第3章硬件系統(tǒng)設(shè)計3.1硬件系統(tǒng)原理該系統(tǒng)主要原理如圖3.1所示，它由STC89C52、MAX232、LED數(shù)碼顯示器組成。3.1系統(tǒng)流程圖3.2電路設(shè)計3.2.1單片機選型該系統(tǒng)所用單片機型號為STC89C52此芯片加密性強、無法解密，超強抗干擾，大大降低單片機時鐘對外部電路的電磁輻射，超低的功耗。其指令代碼完全兼容傳統(tǒng)8051單片機，12時鐘/機器周期和6時鐘/機器周期可任意選擇[8]。智能儀器課程設(shè)計：基于單片機數(shù)據(jù)采集及顯示功能全文共23頁，當前為第5頁。該芯片由8位通用中央處理器、程序存儲器、隨機讀寫數(shù)據(jù)存儲器及常用外設(shè)電路等部件組成。在該芯片中，P0口、P2口可作為一般的I/O引腳使用，當需要再擴展外部存儲器時，P0口將作為低8位地址總線或數(shù)據(jù)總線使用，P2口作為高8位地址總線使用。由于定時/計數(shù)器、串行通信、中斷控制器等外圍電路集成在CPU芯片內(nèi)，因而STC89C52的芯片內(nèi)部也就包含了這些外圍電路的控制寄存器、狀態(tài)寄存器以及數(shù)據(jù)輸入/輸出寄存器，這些外圍電路的接口寄存器構(gòu)成了STC89C52的特殊功能寄存器[9]。智能儀器課程設(shè)計：基于單片機數(shù)據(jù)采集及顯示功能全文共23頁，當前為第5頁。對于各引腳，VCC是指電源引腳，GND為電源地，RST為復(fù)位信號輸入端，X1和X2分別為片內(nèi)晶振放大電路反相放大器的輸入端和輸出端，P0口、P1口、P2口都是I/O引腳。P3口也是I/O引腳，不過有所不同的是，P3口還具有其他的特殊功能，例如：P3.6又是外部數(shù)據(jù)存儲器寫選通信號（低電平有效），P3.7是外部數(shù)據(jù)存儲器讀選通信號（低電平有效）,P3.0為串行數(shù)據(jù)接收端，P3.1為串行數(shù)據(jù)發(fā)送端[10]。在本設(shè)計中，ADC832的片選端接單片機的P2.0端，時鐘脈沖端單片機的P3.6端，轉(zhuǎn)換好的數(shù)字量則與單片機的P3.7端相連。數(shù)據(jù)經(jīng)過處理，從單片機的P1.0端輸出至下一個環(huán)節(jié)，P1.1供給74LS164時鐘脈沖。單片機STC89C52的引腳圖如圖3.2所示：圖3.2單片機STC89C52的引腳圖3.2.2模數(shù)轉(zhuǎn)換電路智能儀器課程設(shè)計：基于單片機數(shù)據(jù)采集及顯示功能全文共23頁，當前為第6頁。ADC0832的輸入通道是CH0和CH1，本設(shè)計模擬信號從CH0通道送入，所以CH0和CH1短接一起連到電位器；CS_片選使能，低電平芯片使能，連接AT89C52的P2.0；CLK芯片時鐘輸入，接AT89C52的P3.6；DI數(shù)據(jù)信號輸入端，DO數(shù)據(jù)信號輸出端，但由于DO端與DI端在通信時并未同時有效并與單片機的接口是雙向的，所以電路設(shè)計時將DO和DI并聯(lián)在一根數(shù)據(jù)線上使用，連接AT89C52的P3.7。智能儀器課程設(shè)計：基于單片機數(shù)據(jù)采集及顯示功能全文共23頁，當前為第6頁。模數(shù)轉(zhuǎn)換電路如圖3.3所示：3.3ADC0832引腳圖3.2.3顯示電路LED數(shù)碼管是單片機控制系統(tǒng)中最常用的顯示器件之一，它以抗震性能好、可靠性高、壽命長、工作電壓低、功耗小及響應(yīng)速度快等優(yōu)點在單片機應(yīng)用系統(tǒng)中得到了廣泛的應(yīng)用。對于數(shù)碼管來說，一般分為兩種，即共陰極和共陽極，其使用方法基本相同。不同之處在于顯示方式方面。根據(jù)LED顯示譯碼方式分，可以分為硬件譯碼和軟件譯碼兩種。所謂硬件譯碼，就是用硬件譯碼器代替軟件求得顯示代碼，這樣不僅可以節(jié)省計算機的時間，而且程序設(shè)計簡單，只要把BCD碼（或十六進制碼）從相應(yīng)的端口輸出即可完成顯示；如果用軟件的方法來直接將BCD碼（或十六進制碼）轉(zhuǎn)換成自身的段碼即為軟件譯碼。根據(jù)LED顯示驅(qū)動連接方式，可以分為靜態(tài)顯示驅(qū)動和動態(tài)顯示驅(qū)動。靜態(tài)顯示就是每一個數(shù)碼管都由一組數(shù)據(jù)線控制，所有的數(shù)碼管都同時亮，而動態(tài)顯示就是所有要顯示的數(shù)碼管一次循環(huán)逐個顯示，只要頻率足夠高，肉眼就看不出閃爍，好像所有的同時顯示一樣。智能儀器課程設(shè)計：基于單片機數(shù)據(jù)采集及顯示功能全文共23頁，當前為第7頁。在本設(shè)計中，由移位寄存器74LS164和LED數(shù)碼管共同組成顯示單元。74LS164是串行輸入并行輸出的移位寄存器。它具有兩個串行輸入端（A和B）和8位并行輸出端（Qa—Qh）。CLR為異步清零端，當其為低電平時，可使74LS164清零（復(fù)位）。因本設(shè)計不需要復(fù)位，所以將其接+5V。CLK為時鐘脈沖接收端，用以控制移位寄存器的移位節(jié)奏[15]。智能儀器課程設(shè)計：基于單片機數(shù)據(jù)采集及顯示功能全文共23頁，當前為第7頁。LED數(shù)碼管引腳圖如圖3.4所示：圖3.4LED數(shù)碼管移位寄存器74LS164如圖3.5所示：圖3.574LS164引腳圖3.2.4復(fù)位電路為確保微機系統(tǒng)中電路穩(wěn)定可靠工作，復(fù)位電路是必不可少的一部分，復(fù)位電路的第一功能是上電復(fù)位。在該設(shè)計中，RST引腳為復(fù)位輸入端，STC89C52采用高電平復(fù)位方式。電路方面采用的是由RC分立元件構(gòu)成的外部復(fù)位電路。智能儀器課程設(shè)計：基于單片機數(shù)據(jù)采集及顯示功能全文共23頁，當前為第8頁。復(fù)位電路如圖3.6所示：智能儀器課程設(shè)計：基于單片機數(shù)據(jù)采集及顯示功能全文共23頁，當前為第8頁。圖3.6復(fù)位電路圖按下復(fù)位按鈕時，電容C103通過R1放電，當電容放電結(jié)束后，RST引腳電位由R2、R1分壓比決定。由于R1<<R2,因此RST引腳為高電平，單片機進入復(fù)位狀態(tài)。松開復(fù)位按鈕后，電容充電，RST引腳電位下降，使單片機脫離復(fù)位狀態(tài)。R1的作用在于限制復(fù)位按鈕按下瞬間電容C103的放電電流，避免產(chǎn)生火花，以保護按鈕的觸點。3.2.5串口電路計算機與計算機或計算機與終端之間的數(shù)據(jù)傳送可以采用串行通訊和并行通訊二種方式。由于串行通訊方式具有使用線路少、成本低，特別是在遠程傳輸時，避免了多條線路特性的不一致而被廣泛采用。在串行通訊時，要求通訊雙方都采用一個標準接口，使不同的設(shè)備可以方便地連接起來進行通訊。RS-232-C接口是目前最常用的一種串行通訊接口。實際上RS-232-C的25條引線中有許多是很少使用的，在計算機與終端通訊中一般只使用3-9條引線。RS-232-C最常用的9條引線的信號內(nèi)容。在RS-232-C中任何一條信號線的電壓均為負邏輯關(guān)系。即：邏輯“1”，-5—-15V；邏輯“0”+5—+15V。噪聲容量為2V。即要求接收器能識別低至+3V的信號作為邏輯“0”，高于—3V的信號作為邏輯“1”。MAX232芯片是專門為電腦的RS-232標準串口設(shè)計的接口電路,使用+5v單電源供電，可以實現(xiàn)TTL電平與RS-232C電平相互轉(zhuǎn)換的IC芯片。智能儀器課程設(shè)計：基于單片機數(shù)據(jù)采集及顯示功能全文共23頁，當前為第9頁。串口電路圖連接如圖3.7所示：智能儀器課程設(shè)計：基于單片機數(shù)據(jù)采集及顯示功能全文共23頁，當前為第9頁。圖3.7串口電路圖3.2.6晶振電路晶振電路如圖3.8所示：圖3.8晶振電路當使用片內(nèi)振蕩電路時，X1、X2與晶體振蕩器（簡稱晶振）及電容C1、C2圖3.5所示的方式連接構(gòu)成晶振電路。在該電路中，晶振、電容C1、C2以及片內(nèi)與非門（起反饋放大作用的元件，類似于電容三點式振蕩電路中的三極管）構(gòu)成了電容三點式振蕩器。振蕩電容C1和C2的取值范圍與晶振的種類及頻率有關(guān)。為了減少寄生電容對振蕩頻率的影響，在印制板上電容C1和C2應(yīng)盡可能靠近CPU芯片的X1和X2引腳，必要時可以采用溫度系數(shù)較小的NPO電容。3.3原理圖設(shè)計智能儀器課程設(shè)計：基于單片機數(shù)據(jù)采集及顯示功能全文共23頁，當前為第10頁。根據(jù)以上各部分電路的設(shè)計，原理圖如附錄A所示。智能儀器課程設(shè)計：基于單片機數(shù)據(jù)采集及顯示功能全文共23頁，當前為第10頁。第4章軟件系統(tǒng)設(shè)計4.1KeilUvision2簡介KeilUvision2提供了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)境將這些組合在一起。KielUvision2有以下幾個特點：全功能的源代碼編輯器；器件庫用來配置開發(fā)工具設(shè)置；項目管理器用來創(chuàng)建和維護用戶的項目；集成的MAKE工具可以匯編、編譯和連接用戶嵌入式應(yīng)用；所有開發(fā)工具的設(shè)置都是對話框形式的；高級GDI(AGDI)接口用來在目標硬件上進行軟件調(diào)試以及和Monitor-51進行通信4.2程序設(shè)計整個設(shè)計分為三大塊，A/D轉(zhuǎn)換程序、LED顯示程序、主程序。按設(shè)計方法的思路將A/D轉(zhuǎn)換程序以子程序調(diào)用的形式出現(xiàn)，LED顯示程序設(shè)為庫文件，然后由主程序調(diào)用子程序和頭文件（#include<led.h>）完成設(shè)計功能。4.2.1主程序設(shè)計主程序只做調(diào)用別的程序作用，其流程圖如圖4.1所示。主程序一開始就進入循環(huán)狀態(tài)（while(1)），首先調(diào)用A/D轉(zhuǎn)換程序，接收轉(zhuǎn)換數(shù)字信號，進行數(shù)據(jù)處理，然后調(diào)用LED初始化程序，最后調(diào)用LED顯示程序，完成顯示。智能儀器課程設(shè)計：基于單片機數(shù)據(jù)采集及顯示功能全文共23頁，當前為第11頁。圖4.1主程序流程圖智能儀器課程設(shè)計：基于單片機數(shù)據(jù)采集及顯示功能全文共23頁，當前為第11頁。4.2.2A/D轉(zhuǎn)換程序設(shè)計A/D轉(zhuǎn)換程序的功能是：當通過電位器將模擬信號送入ADC0832后，ADC0832將模擬信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，通過程序?qū)⒌玫降綌?shù)字信號返回，以便主程序調(diào)用。在程序中應(yīng)依照ADC0832芯片的管腳功能以及單片機對它的控制原理，使能芯片、產(chǎn)生時鐘信號、設(shè)置好通道選擇，以便芯片正確轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)。流程圖如圖4.2所示：圖4.2A/D轉(zhuǎn)換程序流程圖4.2.3LED顯示程序設(shè)計LED顯示程序功能是將經(jīng)過單片機處理過的信號實時顯示出來，程序流程圖如圖4.3所示：智能儀器課程設(shè)計：基于單片機數(shù)據(jù)采集及顯示功能全文共23頁，當前為第12頁。圖4.3LED顯示流程圖智能儀器課程設(shè)計：基于單片機數(shù)據(jù)采集及顯示功能全文共23頁，當前為第12頁。第5章：系統(tǒng)調(diào)試5.1程序調(diào)試5.1.1硬件調(diào)試硬件調(diào)試的主要任務(wù)是排除硬件故障，其中包括設(shè)計的錯誤和工藝性故障等。檢查所設(shè)計的硬件電路板所有的器件和引腳是否正確，尤其是電源的連接是否正確；檢查各總線是否有短路的故障。檢查開關(guān)/按鍵是否正常，是否連接正確，為了保護芯片，應(yīng)先對各IC座電位進行檢查，確認無誤后再插入芯片。將40芯片的仿真插頭插入單片機插座進行調(diào)試，檢查各接口是否滿足設(shè)計的要求，用正常的程序測試硬件電路的好壞。5.1.2軟件調(diào)試軟件調(diào)試的任務(wù)是利用開發(fā)工具進行在線仿真調(diào)試，發(fā)現(xiàn)和糾正程序的錯誤，同時也能發(fā)現(xiàn)硬件的故障。軟件調(diào)試是一個模塊一個模塊進行的。首先單獨調(diào)試各子程序是否能夠按照預(yù)期的功能，接口電路的控制是否正常。最后調(diào)試整個程序。尤其注意的是各模塊間能否正確的傳遞參數(shù)。1）檢查數(shù)碼管顯示模塊程序。在主程序中調(diào)用display()和displed()函數(shù)，觀察在數(shù)碼管上是否能夠顯示相應(yīng)的字符。如果不能，則在相關(guān)的子程序中設(shè)計斷點，反復(fù)調(diào)試直到能夠顯示。2）檢查A/D轉(zhuǎn)換模塊程序。可以在硬件電路的輸入端輸入已知的幾個電壓，分別觀察數(shù)碼管是否顯示相應(yīng)的電壓值。3）檢查數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換模塊程序?？梢該軇佑布娐返臋n位開關(guān)，輸入相應(yīng)的電壓，觀察液晶顯示的電壓值是否一致。如果一致,則數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換的算法正確的。4）總調(diào)試。當相應(yīng)的各模塊環(huán)節(jié)都正確后，可程序下載到單片機。接上電源運行。再檢查所有功能，觀察是否能預(yù)期的一樣。如果一樣，說明設(shè)計成功完成。5.2程序下載智能儀器課程設(shè)計：基于單片機數(shù)據(jù)采集及顯示功能全文共23頁，當前為第13頁。啟動程序STC-ISPV391.exe后（在stc-isp下載編程軟件.rar里面）,第一步就是選擇器件軟件支持SC全系列的51單片機芯片,因此,第步必須選擇相對應(yīng)的型號。如圖5.1所示：智能儀器課程設(shè)計：基于單片機數(shù)據(jù)采集及顯示功能全文共23頁，當前為第13頁。圖5.1單片機型號選擇第二步就應(yīng)該選擇將要被燒錄的HEX機器碼文件。HEX文件由單片機開發(fā)環(huán)境輸入、編輯代碼,最后編繹產(chǎn)生。（用戶可以先燒一個流水燈的hex文件看看）如圖5.2所示：圖5.2選擇機器碼文件智能儀器課程設(shè)計：基于單片機數(shù)據(jù)采集及顯示功能全文共23頁，當前為第14頁。選好了文件后,可以發(fā)現(xiàn)“文件校驗和”中的數(shù)據(jù)發(fā)生了變化,可以通過留意這個數(shù)據(jù)是否變化來確定打開文件是否成功,或者文件刷新是否有更改當然,件打開后,會顯示在右邊的數(shù)據(jù)區(qū),大家也可以觀查右邊數(shù)據(jù)區(qū)是否有更改不過,當數(shù)據(jù)太多時,更改的地方又很少時,觀查文件校驗和”會更快更準確。選好了器件,選好了文件,第三步就可以設(shè)置串口和串口通信速度了。串口是一個九針的插座,老式的鼠標口就是串口。為了讓通信可靠,我們可以適當?shù)倪x低一些的速度,這個串口線較長時非常重要燒錄過程中,如果出現(xiàn)失敗可以考慮將串口通信速度降低再試,這是由于機器配置以及當?shù)丨h(huán)境因素決定的,當供電電源偏低(用USB供電的一般都會偏低)和環(huán)境干擾過大時,必需選低一點的波特率(即通信速率)。下載成功與失敗,可以從信息區(qū)的提示看出。如圖5.3所示：智能儀器課程設(shè)計：基于單片機數(shù)據(jù)采集及顯示功能全文共23頁，當前為第14頁。圖5.3選擇串口選擇并設(shè)置好串口后(一般不需更改),進入第四步,而這一步基本上不用更改。設(shè)置時鐘倍頻主要是為了提高工作速度,設(shè)置時鐘增益是為了降低電磁幅射。這些,對于高級工程人員和最終產(chǎn)品會很有用,對于初學(xué)者來說,只當沒有看見就行了。最后一步,點擊“Dwnload/下載,就可以進入燒錄狀態(tài)。如圖5.4所示：圖5.4下載注意:點擊“Re-Dowload/重復(fù)下載”也可以這常用于大批量的編程,不必每次都去點“Download/下載”。出現(xiàn)以下圖狀態(tài)時給實驗板通電就可以完成編程過（如果實驗板已經(jīng)通電則必須關(guān)掉電源5秒鐘再次通電一定要是先斷電——再點下載——再開電。如圖5.5所示：智能儀器課程設(shè)計：基于單片機數(shù)據(jù)采集及顯示功能全文共23頁，當前為第15頁。圖5.5停止智能儀器課程設(shè)計：基于單片機數(shù)據(jù)采集及顯示功能全文共23頁，當前為第15頁。總結(jié)課程設(shè)計是培養(yǎng)學(xué)生綜合運用所學(xué)知識,發(fā)現(xiàn),提出,分析和解決實際問題,鍛煉實踐能力的重要環(huán)節(jié),是對學(xué)生實際工作能力的具體訓(xùn)練和考察過程.回顧起此次課程設(shè)計，至今我仍感慨頗多，的確，從選題到定稿，從理論到實踐，在整整五星期的日子里，可以說得是苦多于甜，但是可以學(xué)到很多很多的的東西，同時不僅可以鞏固了以前所學(xué)過的知識，而且學(xué)到了很多在書本上所沒有學(xué)到過的知識。課程設(shè)計激發(fā)了學(xué)習(xí)的積極性，把學(xué)過的過程控制和自動控制原理的知識強化，能夠把課堂上學(xué)的知識通過自己設(shè)計的程序表示出來，加深了對理論知識的理解和培養(yǎng)實踐動手能力。由于本設(shè)計使用的是高效的51系列單片機作為核心的測量系統(tǒng)，以及高精度，高速度，高抗干擾的A/D轉(zhuǎn)換器。使得本直流電壓表具體精度高，靈敏度強，性能可靠，電路簡單，成本低的特點。。通過這次智能儀器課程設(shè)計，我不僅加深了對單片機理論的理解，將理論很好地應(yīng)用到實際當中去，而且我還學(xué)會了如何去培養(yǎng)我們的創(chuàng)新精神，從而不斷地戰(zhàn)勝自己，超越自己。創(chuàng)新可以是在原有的基礎(chǔ)上進行改進，使之功能不斷完善，成為真己的東西。這次課程設(shè)計讓我受益匪淺，無論從知識上還是其他的各個方面。上課的時候的學(xué)習(xí)從來沒有接觸過真正的單片機，只是從理論的角度去理解枯燥乏味。但在實習(xí)中模擬使用了單片機及其系統(tǒng)，能夠理論聯(lián)系實際的學(xué)習(xí)，開闊了眼界，提高了單片機知識的理解和水平。在這次課程設(shè)計中又讓我體會到了合作與團結(jié)的力量，當遇到不會或是設(shè)計不出來的地方，我們就會相互討論或者幫助。團結(jié)就是力量，無論在現(xiàn)在的學(xué)習(xí)中還是在以后的工作中，團結(jié)都是至關(guān)重要的，有了團結(jié)會有更多的理念、更多的思維、更多的情感。智能儀器課程設(shè)計：基智能儀器課程設(shè)計：基于單片機數(shù)據(jù)采集及顯示功能全文共23頁，當前為第16頁。參考文獻[1]閻石.數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ).高等教育出版社，2006.[2]周雪．模擬電子技術(shù)[M]西安電子科技大學(xué)出版社，2004．[3]周向紅．51系列單片機應(yīng)用與實踐教程.北京航空航天大學(xué)出版社，2008.[4]胡輝．單片機原理與應(yīng)用.中國水利水電出版社，2007.[5]徐瑞華．單片機原理與接口技術(shù).人民郵電出版社，2008.[6]李光飛.單片機C程序設(shè)計.北京航空航天大學(xué)出版社，2005.[7]張毅剛.新編MCS-51單片機應(yīng)用設(shè)計.哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社，2003.[8]潘新民.微型計算機控制技術(shù).人民郵電出版社[9]謝自美.電子線路設(shè)計實驗測試.華中理工大學(xué)出版社，1992.[10]樓然苗.單片機課程設(shè)計指導(dǎo).北京航空航天大學(xué)出版社，2007.[11]付家才.單片機控制工程實踐技術(shù).北京化學(xué)工業(yè)出版社2004.[12]程武山．智能控制理論與應(yīng)用[M].上海交通大學(xué)出版社，2006.智能儀器課程設(shè)計：基于單片機數(shù)據(jù)采集及顯示功能全文共23頁，當前為第17頁。[13]沈鴻星．LED交通信號燈系統(tǒng)的硬件設(shè)計[J]，電子工程師，2004.智能儀器課程設(shè)計：基于單片機數(shù)據(jù)采集及顯示功能全文共23頁，當前為第17頁。[14]徐愛均.智能化測量控制儀表原理與設(shè)計.北京航空航天大學(xué)出版社.[15]胡漢才.單片機原理及接口技術(shù)設(shè)計[M].清華大學(xué)出版社.智能儀器課程設(shè)計：基于單片機數(shù)據(jù)采集及顯示功能全文共23頁，當前為第18頁。智能儀器課程設(shè)計：基于單片機數(shù)據(jù)采集及顯示功能全文共23頁，當前為第18頁。附錄A：硬件原理圖智能儀器課程設(shè)計：基于單片機數(shù)據(jù)采集及顯示功能全文共23頁，當前為第19頁。智能儀器課程設(shè)計：基于單片機數(shù)據(jù)采集及顯示功能全文共23頁，當前為第19頁。附錄B：源程序#include<reg52.h>#include<stdio.h>#include<math.h>#defineucharunsignedchar#defineuintunsignedintsbitP3_0=P1^0;sbitP3_1=P1^1;sbitsw1=P1^4;sbitsw2=P1^5;sbitsw3=P1^6;sbitsw4=P1^7;sbitP0_0=P0^0;sbitP0_1=P0^1;sbitclk_adc0832=P3^6;sbitcs_adc0832=P2^0;sbitdi_adc0832=P3^7;sbitdo_adc0832=P3^7;floattemp;uchari;unsignedchardisp_buffer[4];unsignedchardis[]={0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66,0x6d,0x7d,0x07,0x7f,0x6f};unsignedcharpoint[]={0x00,0x00,0x00};unsignedchard[4];uchargetvalue0832(bitchannel){uchari,dat1=0,dat2=0;clk_adc0832=0;di_adc0832=1;cs_adc0832=0;clk_adc0832=1;clk_adc0832=0;di_adc0832=1;clk_adc0832=1;clk_adc0832=0;di_adc0832=channel;clk_adc0832=1;clk_adc0832=0;di_adc0832=1;for(i=0;i<8;i++){clk_adc0832=1;clk_adc0832=0;智能儀器課程設(shè)計：基于單片機數(shù)據(jù)采集及顯示功能全文共23頁，當前為第20頁。if(do_adc0832)dat1|=0x80>>i;智能儀器課程設(shè)計：基于單片機數(shù)據(jù)采集及顯示功能全文共23頁，當前為第20頁。}for(i=0;i<8;i++){if(do_adc0832)dat2|=0x01<<i;clk_adc0832=1;clk_adc0832=0;}cs_adc0832=1;di_adc0832=1;clk_adc0832=1;if(dat1==dat2)returndat1;}intChange(ucharNx){floatAm; inttempt;ucharNm;Am=100.0;Nm=255;temp=Am*Nx/Nm;tempt=(int)temp;