基于pc的數(shù)字電壓表設(shè)計(1)

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1、從本學(xué)科出發(fā)，應(yīng)著重選對國民經(jīng)濟(jì)具有一定實用價值和理論意義的課題。課題具有先進(jìn)性，便于研究生提出新見解，特別是博士生必須有創(chuàng)新性的成果基于PC的數(shù)字電壓表設(shè)計(1)本文運(yùn)用at89s51和ad678進(jìn)行a/d轉(zhuǎn)換,根據(jù)數(shù)據(jù)采集的工作原理,設(shè)計實現(xiàn)數(shù)字電壓表,最后完成單片機(jī)與pc的數(shù)據(jù)通信,傳送所測量的電壓值數(shù)字電壓表的設(shè)計和開發(fā),已經(jīng)有多種類型和款式。傳統(tǒng)的數(shù)字電壓表各有特點,它們適合在現(xiàn)場做手工測量,要完成遠(yuǎn)程測量并要對測量數(shù)據(jù)做進(jìn)一步分析處理,傳統(tǒng)數(shù)字電壓表是無法完成的。然而基于pc通信的數(shù)字電壓表,既可以完

2、成測量數(shù)據(jù)的傳遞,又可借助pc,做測量數(shù)據(jù)的處理。所以這種類型的數(shù)字電壓表無論在功能和實際應(yīng)用上,都具有傳統(tǒng)數(shù)字電壓表無法比擬的特點,這使得它的開發(fā)和應(yīng)用具有良好的前景。新型數(shù)字電壓表的整機(jī)設(shè)計該新型數(shù)字電壓表測量電壓類型是直流,測量范圍是-5～+5v。整機(jī)電路包括:數(shù)據(jù)采集電路的單片機(jī)最小化設(shè)計、單片機(jī)與pc接口電路、單片機(jī)時鐘電路、復(fù)位電路等。下位機(jī)采用at89s51芯片,a/d轉(zhuǎn)換采用ad678芯片。通過rs232串行口與pc進(jìn)行通信,傳送所測量的直流電壓數(shù)據(jù)。整機(jī)系統(tǒng)電路如圖1所示。課題份量和難易程度要恰

3、當(dāng)，博士生能在二年內(nèi)作出結(jié)果，碩士生能在一年內(nèi)作出結(jié)果，特別是對實驗條件等要有恰當(dāng)?shù)墓烙?。從本學(xué)科出發(fā)，應(yīng)著重選對國民經(jīng)濟(jì)具有一定實用價值和理論意義的課題。課題具有先進(jìn)性，便于研究生提出新見解，特別是博士生必須有創(chuàng)新性的成果數(shù)據(jù)采集電路的原理在單片機(jī)數(shù)據(jù)采集電路的設(shè)計中,做到了電路設(shè)計的最小化,即沒用任何附加邏輯器件做接口電路,實現(xiàn)了單片機(jī)對ad678轉(zhuǎn)換芯片的操作。ad678是一種高檔的、多功能的12位adc,由于其內(nèi)部自帶有采樣保持器、高精度參考電源、內(nèi)部時鐘和三態(tài)緩沖數(shù)據(jù)輸出等部件,所以只需要很少的外部元件

4、就可以構(gòu)成完整的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng),而且一次a/d轉(zhuǎn)換僅需要5ms。540)=540"vspace=5>在電路應(yīng)用中,ad678采用同步工作方式,12位數(shù)字量輸出采用8位操作模式,即12位轉(zhuǎn)換數(shù)字量采用兩次讀取的方式,先讀取其高8位,再讀取其低4位。根據(jù)時序關(guān)系,在芯片選擇/cs=0時,轉(zhuǎn)換端/sc由高到低變化一次,即可啟動a/d轉(zhuǎn)換一次。再查詢轉(zhuǎn)換結(jié)束端/eoc,看轉(zhuǎn)換是否已經(jīng)結(jié)束,若結(jié)束則使輸出使能/oe變低,輸出有效。12位數(shù)字量的讀取則要控制高字節(jié)有效端/hbe,先讀取高字節(jié),再讀取低字節(jié)。整個a/d操作大致如

5、此,在實際開發(fā)應(yīng)用中調(diào)整。由于電路中采用ad678的雙極性輸入方式,輸入電壓范圍是-5～+5v,根據(jù)公式vx10(v)/4096*dx,即可計算出所測電壓vx值的大小。式中dx為被測直流電壓轉(zhuǎn)換后的12位數(shù)字量值。課題份量和難易程度要恰當(dāng)，博士生能在二年內(nèi)作出結(jié)果，碩士生能在一年內(nèi)作出結(jié)果，特別是對實驗條件等要有恰當(dāng)?shù)墓烙?。從本學(xué)科出發(fā)，應(yīng)著重選對國民經(jīng)濟(jì)具有一定實用價值和理論意義的課題。課題具有先進(jìn)性，便于研究生提出新見解，特別是博士生必須有創(chuàng)新性的成果rs232接口電路的設(shè)計at89s51與pc的接口電路采用

6、芯片max232。max232是德州儀器公司(ti)推出的一款兼容rs232標(biāo)準(zhǔn)的芯片。該器件包含2個驅(qū)動器、2個接收器和1個電壓發(fā)生器電路提供tia/Eia-232-f電平。max232芯片起電平轉(zhuǎn)換的功能,使單片機(jī)的ttl電平與pc的rs232電平達(dá)到匹配。串口通信的rs232接口采用9針串口db9,串口傳輸數(shù)據(jù)只要有接收數(shù)據(jù)針腳和發(fā)送針腳就能實現(xiàn):同一個串口的接收腳和發(fā)送腳直接用線相連,兩個串口相連或一個串口和多個串口相連。在實驗中,用定時器t1作波特率發(fā)生器,其計數(shù)初值x按以下公式計算:540)=540"

7、vspace=5>串行通信波特率設(shè)置為1200b/s,而smod=1,fosc=6mhz,計算得到計數(shù)初值x=0f3h。在編程中將其裝入tl1和thl中即可。為了便于觀察,當(dāng)每次測量電壓采集數(shù)據(jù)時,單片機(jī)有端口輸出時,用發(fā)光二極管led指示。軟件編程課題份量和難易程度要恰當(dāng)，博士生能在二年內(nèi)作出結(jié)果，碩士生能在一年內(nèi)作出結(jié)果，特別是對實驗條件等要有恰當(dāng)?shù)墓烙?。從本學(xué)科出發(fā)，應(yīng)著重選對國民經(jīng)濟(jì)具有一定實用價值和理論意義的課題。課題具有先進(jìn)性，便于研究生提出新見解，特別是博士生必須有創(chuàng)新性的成果軟件程序主要包括:下位

8、機(jī)數(shù)據(jù)采集程序、上位機(jī)可視化界面程序、單片機(jī)與pc串口通信程序。單片機(jī)采用c51語言編程,上位機(jī)的操作顯示界面采用vc++進(jìn)行可視化編程。在串口通信調(diào)試過程中,借助“串口調(diào)試助手”工具,有效利用這個工具為整個系統(tǒng)提高效率。單片機(jī)編程下位機(jī)單片機(jī)的數(shù)據(jù)采集通信主程序流程如圖2所示、中斷子程序如圖3所示、采集子程序如圖4所示。單片機(jī)的編程仿真調(diào)試借助waveXX仿真器,本系統(tǒng)