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数据采集卡设计 学生姓名 周钢基 智能家电专业毕业设计制作说明书 第 1 页 共 34 页 目目 录录 摘要 2 开题报告 4 第一章第一章 系统的概述系统的概述 5 1 1 数据采集卡的功能 5 1 2 数据采集卡的体系结构 5 1 3 各部分功能介绍 6 第二章第二章 原理介绍原理介绍 7 2 1松翰单片机 SN8P2705A 7 2 2 外围电路设计 8 2 2 1 模拟量采集电路 9 2 2 2 温度采集电路 10 2 2 3 开关量采集电路 10 2 2 4 显示电路 11 2 2 5 复位电路 12 2 2 6 振荡电路 13 2 2 7 同步通信 14 第三章第三章 数据采集卡软件设计数据采集卡软件设计 15 3 1 主程序的设计 15 3 2 模拟量的采集程序设计 16 3 3 开关量的采集程序设计 17 3 4 开关量显示程序设计 19 3 5 定时器中断服务程序的设计 20 3 6 显示处理程序设计 22 3 7 同步通信程序设计 24 第四章第四章 调试心得调试心得 27 4 1 调试过程 27 4 2 调试心得 27 结论结论 28 致 谢 29 参考文献 29 附录 1 30 附录 2 31 周钢基 数据采集卡设计 第 2 页 共 34 页 摘摘 要要 文章全面的介绍了一个多路数据采集系统的设计过程 方法以及该系统的硬件构 成 并且在实验过程中编制了相应的控制程序 在文章的开始部分介绍了数据采集有 关的背景资料 随后详细介绍了多路数据采集的总体设计思路 阐述了测控前端和上 位机电路的设计过程 采用模块化设计方法 将多路数据采集分为三大模块 数据的 采集 数据的传输和数据的处理 分别完成各个模块的电路设计 再综合起来完成了 总体电路的设计 在整个采样过程中 MCU 负责全面的控制工作 MCU 将采集的现场 模拟量 包括温度信息 和开关量信息 通过同步串行通信方式发送至上位机 关键词 数据采集 模拟量 开关量 单片机 同步通信 智能家电专业毕业设计制作说明书 第 3 页 共 34 页 Abstract An article comprehensive introduction multi channel data acquisition system design process method as well as this system hardware constitution and has established the corresponding correspondence and the control procedure in the experimental process Partially introduced in the article start the data acquisition related background material afterwards in detail introduced the multi channel data acquisition system design mentality elaborated the main engine and from machine the electric circuit design process uses the modular design method divides into the multi channel data acquisition three big modules Data gathering data transmission and data processing Separately completes each module the circuit design again synthesized has then completed the overall electric circuit design In the entire sampling process MCU is responsible for the comprehensive control work between the main engine and the sampling electric circuit does not need any line Before the main engine so long as must complete the duty forming standardization instruction starts in each sampling completely to issue from machine But its data only can send out but may not directly transmit the data to give the main engine the port From machine the status is passive sends out whether the data is accepted decided by the main engine Key Words Data acquisition anolog information switch information MCU SPI 周钢基 数据采集卡设计 第 4 页 共 34 页 开题报告开题报告 一 工业现场数据采集系统的产生背景工业现场数据采集系统的产生背景 随着我国国民经济和工业生产的迅速发展 传统的工业数据采集已经满足不了 工业现代化的发展 随着工业现场数据的复杂性 数据的采集正在向智能化 网络化 和集成化方向发展 工业现场数据采集虽然并不直接创造效益 但它对企业生产过程 有明显的提升和监控作用 工业数据采集卡是利用计算机作为上位机 所以运用工业 数据采集技术可以节省大量的人工 减少差错 提高工作效率 对于提高企业的生产 管里水平和经济效益无疑有着十分重要的意义 二 二 数据采集技术的现状数据采集技术的现状 传感器 自动化仪表 以及智能控制技术的发展 使得工业中的信号数据采集 变得十分容易 利用传感器 现场总线进行工业生产过程中产品的温度 大小 位移 等各种非电量进行采集 并转化为电量 完成对开关量 模拟量信号的采集 采集器和集中器是汇聚开关量和模拟量数据的装置 由单片机 存储器和接口 电路等构成 是工业现场数据采集系统的重要组成部分 现在已经出现了较成熟的产 品 而且针对不同的工业现场环境有很多有针对性的选择 经过单片机处理后的模拟量和开关量信号采用同步串口通信 三 工业数据采集卡三 工业数据采集卡的结构 原理 的结构 原理 该种系统的结构框图 省略 它主要由传感器 单片机系统和输出三个部分组成 1 传感器 信号采集输入部分 主要由红外线位移传感器 温度传感器 等的各种传感器组成 能对生产过程中的温度 产品在生产线上的开关量等的信息进 行采集 2 单片机系统 它是一个智能数据采集处理和控制单元 我采用松翰单片机作为 内核 原因是成本比较低 整个系统安装在一个见方约 20 15cm2 的印刷电路板上 它的任务是接收并存储各传感器送过来的数据 经处理后用RS232同步串口通信技术 输过给上位机 3 上位机 由另外的一块显示板充当上位机 能接收并显示各传感器的数据量 并且可以对其进行反馈处理 四 课题开展的原因四 课题开展的原因 1 由于现实条件的限制 我们设计的这个数据采集卡不是针对工业现场的数据 而是模拟工业现场的数据采集系统 把采集到的数据进行一些处理后送给另外的一块 显示板去显示 实现一些比较简单的数据采集功能 开设这个课题目的是为了检验我 三年内在学校所学习到知识的运用情况 智能家电专业毕业设计制作说明书 第 5 页 共 34 页 第一章第一章 系统的概述系统的概述 1 11 1 数据采集卡的功能数据采集卡的功能 该数据采集卡具有以下几个功能 1 能够采集 5 路模拟量 2 能够采集 4 路开关量 3 将采集到的数据进行处理并存储 4 能够显示环境温度和开关状态 5 通信功能 同步通信 1 21 2 数据采集卡的体系结构数据采集卡的体系结构 数据采集卡是模拟工业现场的数据采集系统 在工业现场中 通常利用数据采集 装置采集实时的数据并送给 PC 机 通过运行 PC 机特定的软件对这些数据进行分析 处理 传统的数据采集系统大多采用单片机作为控制核心 所以现在我采用松翰单片 机系列的 SN8P2705A 作为我这个数据采集卡的控制核心 其中 我这个数据采集卡 是把采集到的模拟量 开关量 进行处理后再存储起来 最后等待上位机的控制命令 一般状态下 我的这块数据采集卡是显示室内温度 模拟量和开关量的采集都是相隔 一定的时间后再去刷新当前的状态 上位机接收到的数据都是最新的 采用同步通信 方式进行通信 微控制器与主机之间必须有专用的联络通道 以便主机能对从机实行控制及主从 机之间的状态信息交换 这样 在高速采样的过程中 CPU 不需要参与 采样数据存 储完全由外部电路自动进行 在采样期间 CPU 可以做自己的数据处理和其它工作 采样结束后 再由 CPU 读出数据进行存储和处理 完成后 又继续采样 数据采样与 处理是交替进行的 即所谓的 间隙式采样方式 当然 这是针对高速数据采样时 采用的方法 在慢速采样时 可以完全由主机自行采样 实现边采样 边读数 边处 理的真正同步方式 周钢基 数据采集卡设计 第 6 页 共 34 页 具体的结构图如下 1 3 各部分功能介绍各部分功能介绍 1 电源部分由另外一个独立直流电源提供5V电压供芯片SN8P2705A LM324 光电 耦合器TLP521 4工作 2 振荡电路是给芯片SN8P2705A一个4MHZ的脉冲信号 保证芯片的正常工作 3 复位电路的外部复位为低电平有效 当复位引脚侦测到低电压时 系统开始复 位 直到侦测到的电压达到高电平 当其中任何一个复位信号产生时 系统复位并初 始化系统寄存器 4 开关量采集电路是负责采集 4 路开关量的电路 RC 滤波 光电耦合构成了有抗 干扰作用的电路 5 模拟量采集电路是负责采集直流电压和室内温度的电路 6 显示电路是由两位数码管组成的 主要是用来显示采集到的温度值和当前的开 关量的状态 7 通过同步通信是可以实现和上位机通信的 8 松翰单片机系列的 SN8P2705A 芯片是该数据采集卡的核心部分 它负责把采集 到的开关量和模拟量进行处理并存储起来 通过显示电路显示采集到的温度值和当前 的开关量的状态 芯片还可以通过同步通信和上位机进行通信 把采集到的数据送给 上位机 智能家电专业毕业设计制作说明书 第 7 页 共 34 页 第二章第二章 原理介绍原理介绍 2 12 1松翰单片机松翰单片机 SN8P2705A SN8P2705A 择松翰单片机三大理由 1 价格便宜 2 抗干扰强 易过 EMC 认证 欧规 4000V 日规 2000V 指令速度快 1T 抗干扰 EFT 静电 ESD 栓锁效应 Latch up 能力更高 功耗更低 资源更多 3 开发产品周期短 快速进入市场 在市场上具有优越的价格竞争优势 其性价比之高 是 小家电 消费类产品之首选 SN8P2705A 8 Channel 12 bit ADC High speed 1T High EFT protection 描述 SN8P2705A 是一个低功耗的 8 位微控制器 每条指令周期就是一个时钟周期 1T 结构提供最大 16MIPS 的功率 另外 高 EFT 能力使 SN8P2705A 适合在高干扰环境 下工作 SN8P2705A 的 IC 结构一流 包括 4K word 的程序存储器 OTP ROM 周钢基 数据采集卡设计 第 8 页 共 34 页 256 byte 的数据存储器 RAM 一个 8 位基本定时器 T0 两个 8 位定时 计数器 TC0 TC1 一个看门狗定时器 8 个中断源 T0 TC0 TC1 SIO ADC INT0 INT1 INT2 一个 7 位 DAC 一个 8 通道的 12 位 ADC 2 通道的 PWM 输出 PWM0 PWM1 2 通道的 buzzer 输出 BZ0 BZ1 及 8 层堆栈缓存器 此外 用户还可以自行选择振荡模式 SN8P2705A 提供了 4 种不同的 振荡模式给系统作为系统时钟 包括高 低速晶体振荡器 陶瓷谐振器和廉价的 RC 振 荡器 另外 SN8P2705A 还有有程序控制的 RC 振荡器作为低速模式的时钟源 特点 工作电压 2 4V 5 5V Fosc 4MHz OTP ROM 4K 16 bits RAM 256 8 bits 8 层堆栈缓存器 双向输入输出 P0 P1 P2 P3 P4 P5 唤醒功能 P0 P1 可编程开漏输入输出 P1 0 P1 1 P5 2 上拉电阻 P0 P1 P2 P3 P4 P5 P4 引脚和 ADC 共享 外部中断 P0 3 个外部中断 INT0 INT1 INT2 5 个内部中断 T0 TC0 TC1 SIO ADC 内置看门狗定时器 8 通道的 12 位 ADC 外部高速时钟 晶体 最大 16MHz RC 最大 10MHz 外部低速时钟 RC 振荡器 16KHz 3V 32KHz 5V 一个时钟周期就是一条指令周期 大多数指令周期为一个周期 查表功能 MOVC 可寻址整个 ROM 区 支持乘法指令 MUL 2 22 2 外围电路设计外围电路设计 外围电路主要由模拟量采集电路 温度采集电路 开关量采集电路 显示电 路 复位电路 振荡电路 同步通信等组成 智能家电专业毕业设计制作说明书 第 9 页 共 34 页 2 2 12 2 1 模拟量采集电路模拟量采集电路 我设计的这个电路能采集 0 5V 的直流电压 电路中的 R7 C2 电路构成了简 单的滤波器 可以使输出的电压更稳定 纹波电压波动更小 使采集到的模拟量 更加的稳定 模拟量的采集是主要利用运算放大器构成同相放大电路 R10 作为 反馈电阻 环路增益由 Rf1 Rf2 R 三个电阻确定 很容易导出增益 G 1 2Rf R 取 Rf1 Rf2 Rf 传感器 运算放大器 ADC 处理器是运算放大器 LM324 的典型应用电路 LM324 四运放放大器是内含四个特性近似相同的高增益 内补偿放大器的单 电源 也可以是双电源 运算放大器 电路可以在 5V 或 15V 下工作 功耗低 每个运放静态功耗约 0 8mA 但驱动电流可达 40 mA 1 LM324 主要参数 2 电压增益 100dB 3 单位增益带宽 1MHz 4 单电源工作范围 3V 30VDC 5 每个运放功耗 V 5V 时 1mV op Amp 6 输入失调电压 2mV 最大值 7mV 7 输入偏置电流 50nA 150 nA 8 输入失调电流 5nA 50 nA 9 输入共模电压范围 0 V 1 5VDC 单电源时 V V 1 5VDC 双电源 时 10 输出电压幅度 0 V 1 5VDC 单电源时 11 输出电流 40mA 12 放大器间隔离度 120dB f0 1kHz 20kHz 13 2 电路特点 14 可以用 5V 电源工作 此时能与 TTL 逻辑电路兼容 即单电源工作 15 可以用 15V 电源工作 此时能与任何运放兼容 16 可以作中等电流驱动器 输出电流 40 mA 吸入电流 5 mA 输入阻抗高 频带宽 周钢基 数据采集卡设计 第 10 页 共 34 页 2 2 22 2 2 温度采集电路温度采集电路 热敏电阻的阻值是随着温度的升高而减少 所以当热敏电阻的温度升高时 松翰单片机的 21 脚的电位就升高 这样模拟温度输入 启动 A D 转换并将转换值暂存 data 3 单元 将转换得来的十六进制数转换为十进制数 个 十位分别存于 ge wei shi wei 单元 送由两位八段数码管显示 C5 C6 具有滤波的作用 分别滤走低频和高频的噪声 具 体电路如下 图 2 3 我采用的是负温度系数的热敏电阻 25 时标准阻值 R25 10K 最大功率 Pmax 5mw 工作温度 40 300 环境温度 25 0 05 50 0 05 测试仪 表精度 0 2 可靠性可靠性 1 高温存放 250 环境中放置 1000 小时变化不大于 2 2 低温存放 40 环境中放置 1000 小时阻值不大于 2 3 耐温热 60 95 RH 存放 1000 小时后阻值变化不大于 2 4 耐温度冲击 热敏电阻经历如下温度循环 100 次后 阻值变化不大于 2 5 振动 元件经受加速度 10g 振幅 1 5mm 频率从 10H2到 500 H2X Y 方向各 15 分 钟后应无损伤 阻值变化不大于 2 6 引线强度 引线沿轴向施加 9 8N 拉力并持续 60 秒后 外观无损伤 阻值变化不 大于 2 7 跌落 从 1 米高度自由落下 10 次在规定的木板上外观无损伤 阻值变化不大于 1 8 使用寿命 正常使用寿命 10 年以上 智能家电专业毕业设计制作说明书 第 11 页 共 34 页 2 2 32 2 3 开关量采集电路开关量采集电路 刚设计的时候就想着当开关按下的时候 I O 口读到的电平就是高电平 LED D4 是按键指示灯 导通电流大概是 10ms 图中 R31 C10 构成了 RC 滤波 电路 和光电耦合器共同组成了一个比较简单的抗干扰电路 从而使得采集到的 开关量更加的稳定和准确 当按键按下的时候 光电耦合器就导通 左边的三极管导通的压降大概是 0 3V 左右 足以使得开关量采集电路输出 4 7V 左右的高电平 具体的电路图如下 R32 10K R31 1K R30 500 C10 103 D4 LED S4 SW PB VCC VCC U OPTOISO1 图 2 4 2 2 42 2 4 显示电路显示电路 在单片机应用系统中 普遍使用成本低廉 配置灵活的数码管 LED 做显示 器 常用的为 4 8 位八段 LED 数码管显示器 即需要 4 8 个 LED 数码管 实现 这种显示的方法很多 但是 必须采用相应的措施才能实现多个 LED 的显示 本 文介绍了一种设计方法 利用该方法设计的两位数码管显示温度和开关量 具有 周钢基 数据采集卡设计 第 12 页 共 34 页 硬件设备简单 可移植性好 成本低廉的特点 在各种仪表显示功能中应用效果 良好 段码显示 I O 口 P1 5P1 4P1 3P1 2P1 1P1 0P0 2 段码 cedgafb 00001000 10111110 21000010 30100010 40110100 50100001 60000001 70111010 80000000 90110000 2 2 52 2 5 复位电路复位电路 图2 6 外部复位为低电平有效 当复位引脚侦测到低电压时 系统开始复位 直到侦测 到的电压达到高电平 图6 26 2 外部复位时序图 智能家电专业毕业设计制作说明书 第 13 页 共 34 页 图2 7 用户必须确保VDD 先于外部复位电压达到稳定状态 图6 2 否则复位无效 外部复位电路是一个简单的RC电路 如下图所示 图 2 8 2 2 62 2 6 振荡电路振荡电路 图 2 9 周钢基 数据采集卡设计 第 14 页 共 34 页 SN8P2700A 系列可以工作于四种振荡器模式 RC 振荡器模式 外部高速振荡模 式 12M 编译选项 标准振荡模式 4M 编译选项 和低速振荡模式 32K 编译选 项 在不同的应用场合 用户可通过编译选项 为工作系统选择适当的高速时钟源 例 停止外部高速振荡器 B0BSET FSTPHX 停止外部高速振荡器 B0BSET FCPUM0 停止外部高速 内部低速振荡器 并将系统设定进入到睡 眠模式 图 2 10 图 2 11 注1 1 外部振荡电路的VDDVDD 和VSSVSS 必须来自微控制器 而不是相邻电源端 注2 2 外部时钟输入可以选择RCRC 振荡器或晶体振荡器 产生的时钟由XINXIN 引脚输入 注3 3 外部振荡器的电源端和接地端必须和微控器的VDDVDD 和VSSVSS 相连 以提高整个 系统的性能 2 2 72 2 7 同步通信同步通信 系统发送时使用一次缓存 而在接收时使用两次缓存 也就是说在整个移位周期 结束前 新的数据不能写入SIOB数据寄存器中 而在接收数据时 在新的数据完全移 入前 必须从SIOB 数据寄存器中读出接收的数据 否则 前一个数据将会丢失 下 图是一个典型的微控制器之间的数据通信 由主控MCU 发送SCK 启动数据传输 两个 微控制器必须有相同的时钟沿触发方式 并将在同一时刻发送和接收数据 智能家电专业毕业设计制作说明书 第 15 页 共 34 页 图 2 12 第三章第三章 数据采集卡软件设计数据采集卡软件设计 数据采集卡的软件设计主要是由主程序 模拟量处理程序 开关量处理程序 开关量显示程序 定时器中断服务程序 同步通信中断程序等组成的 3 13 1 主程序的设计主程序的设计 主程序主要就是先完成对一些变量的定义 I O 口和各种寄存器的设置 包括 TO 定时器 中断使能 SIO 同步通信的配置等等 具体如下 主程序流程图 周钢基 数据采集卡设计 第 16 页 共 34 页 图 3 1 3 23 2 模拟量的采集程序设计模拟量的采集程序设计 模拟量的采集是每 300 毫秒采集一次 先是为模拟量的存储选取地址 选取 地址的方法是间接选址使用了工作寄存器 Y Z 其中存储地址分别是 data3 温度 data4 模拟量 4 data4 模拟量 3 data4 模拟量 2 data4 模拟量 1 模拟 量的采样 八位分辨率 时钟频率 Fcpu 4 16 为了提高采集到的数据的准确性 程序设计是采集了 16 次 选取地址 ADC cl B0MOVZ data 3 mova AD count 依次存放温度 模拟量 4 5 6 7 addz a mova 00000011b adda AD count 模拟通道选择 movADM a 智能家电专业毕业设计制作说明书 第 17 页 共 34 页 数据采样 ADC polling nop mova 10010000b orADM a deng nop nop incmswait 100 mova wait 100 cjba 100 deng clrwait 100 模拟通道选择后 等待电平稳定 bsetADM 6 bts1ADM 5 jmp 1 mova 10001111b andADM a mova ADB clrr ret 模拟量处理程序流程图 周钢基 数据采集卡设计 第 18 页 共 34 页 图 3 2 3 33 3 开关量的采集程序设计开关量的采集程序设计 开关量的采集 6 毫秒扫描一次 为了排除在按键过程中出现的抖动 程序的 设计也作了响应的处理 具体 sure key 确认开关子程序 incmssw count mova sw count cjba 3 out clrsw count calldelay2 智能家电专业毕业设计制作说明书 第 19 页 共 34 页 ret 开关量的采集 aa callsw cl mova key 送键值 并判断键值 cmprsa 0 jmp 2 jmpbegin b j1 cmprsa 1 判断键值确认开关 1 jmpb j2 calldisp sw 显示开关状态 mova 00000010b movdata 2 a 如果是开关 1 就将 data 2 的第一位置 1 等 待发送 jmpbegin b j2 cmprsa 2 判断键值确认开关 2 jmpb j 3 calldisp sw mova 00000100b movdata 2 a 如果是开关 2 就将 data 2 的第二位置 1 等 待发送 jmpbegin b j3 cmprsa 3 判断键值确认开关 3 jmpb j4 calldisp sw mova 00001000b movdata 2 a 如果是开关 3 就将 data 2 的第三位置 1 等 待发送 jmpbegin b j4 cmprsa 4 判断键值确认开关 4 jmpb j5 calldisp sw mova 00010000b movdata 2 a 如果是开关 4 就将 data 2 的第四位置 1 等 待发送 jmpbegin b j5 cmprsa 5 jmpaa mova 00000001b anda 00000001b xortimec5 a bts1timec5 0 jmppu tong jmpi shu 周钢基 数据采集卡设计 第 20 页 共 34 页 开关量处理程序流程图 图 3 3 3 4 3 4 开关量显示程序设计开关量显示程序设计 开关量的显示其实就是改变了送给十位 个位的变量的值 具体 disp sw movshi wei a 十位显示什么开关 mova 1 movge wei a 个位显示 1 bsetkai guan 3s 0 置 3 秒标记 ret 开关量显示程序流程图 智能家电专业毕业设计制作说明书 第 21 页 共 34 页 图 3 4 3 5 3 5 定时器中断服务程序的设计定时器中断服务程序的设计 具体 T0 IRS BCLRINTRQ 4 INCMScount MOVA count CJBA 3 Exit 够 3 毫秒就换数码管显示片选 clrcount incmskai guan count mova kai guan count cjba 2 px 够 6 毫秒扫描开关量 clrkai guan count mova 1 xorkai guan 6ms a incmshuan count mova huan count cjba 50 px 够 300 毫秒刷新 A D 值 clrhuan count mova 00000000b movshua xin AD a 清标记 incmskai guan delay mova kai guan delay 周钢基 数据采集卡设计 第 22 页 共 34 页 cjba 10 px 显示开关量够 3 秒停 换回标记显示温度 clrkai guan delay clrkai guan 3s 此标记在判断后清掉 开关显示 3 秒标记 px bclr p0 1 灭个位 bclr p0 0 灭十位 mov a bit cmprsa 0 JMP 3 callshi wei cl 十位送显 mova bit cmprsa 1 JMP Exit INT callge wei cl 个位送显 Exit INT incmsbit mova bit cjba 2 Exit clrbit Exit MOVA 6 重新装载 T0 计数初始值 定时器溢出间隔 1ms MOV T0C A End Interrupt 定时器中断服务程序流程图 智能家电专业毕业设计制作说明书 第 23 页 共 34 页 图 3 5 3 63 6 显示处理程序设计显示处理程序设计 Display cl mov a temp WD 送显示 分开两位数显示 calljian10 cl ret 十位显示处理 shi wei cl mov a shi wei 周钢基 数据采集卡设计 第 24 页 共 34 页 mov buf a callcha biao 取段码值 callDisplay rr cl 段码右移处理 callDisplaybit 送段码 mov a 00000001b or p0 a mov a 00000101b mov p0m a ret 个位显示处理 ge wei cl mova ge wei mov buf a callcha biao 同上 callDisplay rr cl callDisplaybit mova 00000010b 亮个位 orp0 a mova 00000110b mov p0m a ret 显示前的处理 jian10 cl bclr fc 清了进位是因为减法够减 C 就是 1 cjb a 10 ge wei 1 比 10 小就直接送给个位保存 suba 10 xcha shi wei m adda 1 xcha shi wei m jmp jian10 cl ge wei 1 bclr fc movge wei a mova shi wei m movshi wei a clrshi wei m ret 送 并显示段码 智能家电专业毕业设计制作说明书 第 25 页 共 34 页 Displaybit mov a 00111111b or p1m a mov a temp 段码先送 片选控制后送 mov p1 a ret 查表 cha biao 查数字表显示数字 b0movy table m b0movz table L mova buf b0addz a b0bts1 fc jmp clr fc incms y clr fc movc movtemp a ret 显示右移处理 Display rr cl bts1temp 0 jmp cr p bsetp0 2 jr bclr fc rrcm temp ret cr p bclrp0 2 jmpjr ret 3 73 7 同步通信程序设计同步通信程序设计 我设计的这个通信的程序比较简单 如果有通信中断来 就接收起来看是否 是 aa 如果是 才认为是上位机给命令 然后就依次发送我当前的模拟量 开关量 如果不是 就直接出中断 具体的流程如下 周钢基 数据采集卡设计 第 26 页 共 34 页 SIO 中断处理函数 T0 SIO BCLRINTRQ 3 b0mova SIOB movmm a mova 10000100b 使能 SIO 下降沿触发 接收数据 movSIOM a cmprsa 10101010b End Interrupt cong fu clry b0movz data 2 mova spi count addz a mova yz b0movSIOB a addjiao yan he a mova 10000101b movSIOM a 使能 SIO 下降沿触发 发送数据 b0bset FSTART 智能家电专业毕业设计制作说明书 第 27 页 共 34 页 CHK END2 b0bts0 FSTART 等待 SIO 传送完毕 jmpCHK END2 incmsspi count cjba 6 cong fu clrspi count mova jiao yan he b0movSIOB a mova 10000101b movSIOM a 使能 SIO 下降沿触发 发送校验字节 b0bset FSTART CHK END3 b0bts0 FSTART 等待 SIO 传送完毕 jmpCHK END3 End Interrupt 周钢基 数据采集卡设计 第 28 页 共 34 页 第四章第四章 调试心得调试心得 4 1 调试过程 刚开始写程序时 由于以前没有独自写程序的缘故 头脑一片空白 都不知 道如何写起 在请教了老师和同学们后 自己就开始吃力的编写程序 最初是先 把显示程序写出来 所以在这块我的感受很深 接着就是模拟量的采集 跟着就 是开关量 最后就是整个程序的连贯 按程序执行过程 逐个调试各子程序 并 观察结果 子程序运行正常 数码管显示子程序运行正常 主程序中调用各个子 程序并改变模拟温度输入值及设定值 处理指示正常 主程序运行正常 调试成 功 4 2 调试心得 经过这次毕业设计的程序调试过程后 我觉得自己学到了不少东西 调试的过程 中 可以说是迂回曲直 有失败的沮丧 也有成功的喜悦 现在已经把程序完整的做 出来了 虽然说程序不是最好的 但也能实现我这块板上的所有功能 回想刚开始时 对比现在我编写了这么多的程序 真的不敢想像这就是我的进步 智能家电专业毕业设计制作说明书 第 29 页 共 34 页 结论结论 我的这个毕业设计 数据采集卡 可以说到了现在已经基本完成了 细心回 想我的这个毕业设计 得出以下几点结论 1 功能基本实现了 上电后 两位数码管显示室内温度 模拟量的采集是每 隔 300 豪秒采集一次 然后就存储起来 按下开关 单片机读取开关量 两位数 码管会显示第几个开关 确认电平为高电平 延时显示 3 秒 上位机给信号 确 认后 往上位机发送打包后的模拟量 开关量 2 PCB 板做得太大 其实还可以把它做得小一点的 原因主要是对 protel 软 件的使用还不够熟练 而且我在第一次步完线的时候 就懒得去修整一下线路的 走向 这个是我最大的欠缺 在工作的时候才知道 原来 PCB 画得好不是一次性 的事情 其实是经过多次的修整的结果 3 由于刚开始对单片机的认识还不太深刻 完全没有想到用这款单片机的确 实好处 而且在考虑怎么去设计硬件电路时 又没有充分的考虑到单片机的每个 管脚的实在用处 反正就是有 I O 口就用 完全就是照搬人家的东西 而且从来 未想过我以后在搞软件的时候会出现哪些问题 这是我值得反省的一点 总的来 说 就是在做硬件时没有考虑到软件的编写 使得以后编程的时候困难重重 不 过到了最后还是解决了所有的问题 4 在刚开始编程的时候 有时陷入死胡同 没有动用多方面的思维去编程 所以效率很低 在那个过程确实花费了很多时间 使我的信心一下子跌到谷地似 的 到后来 在老师和同学们的指导下 我充分的综合了他们的编程思路后再去 编写程序 效果好了很多 最后 我编写的程序虽然不是很高效 但我还是勉强 的把整个程序编写出来了 基本实现了我所预期的功能 5 通过这次的课程设计 使我重新认识了单片机的汇编语言编程方法 对于 I O 接口的使用和编程也又了更深的认识 还学会了怎样有针对性的查阅资料和 利用工具书 6 对松翰单片机有了更深入的认识 更加坚固了自己的学习信心 基于软件 编程的系统化 模块化 实际化设计有了进一步接触 对于自己以后在电子这方 面的发展有了个明确的方向 完善了自己的前期理论学习 为今后的实践应用打 下了坚实基础 周钢基 数据采集卡设计 第 30 页 共 34 页 致致 谢谢 在此感谢我的指导师昂勤树老师 他严谨细致 一丝不苟的作风一直是我工作 学习中的榜样 而且非常感谢指导过我的专业老师们和同学们 他们循循善诱的教导 和不拘一格的思路给予我无尽的启迪 在本次设计中我也意识到了毕业设计在学习过程中的重要地位 设计可以看作是 汲取专业知识的一个重要的渠道 它给我们留下了广阔的思维空间 在设计中 使我 有问题可发现 有问题可思考 有问题可研究 也有教师可咨询 在这个过程中一步 步的提高自己 一步步的完善自己 既汲取了更完整的专业知识 同时也培养了独立 操作的能力 毕业设计已近尾声 相信在设计中所学习到的经验知识对我在今后的工作定会有 很大的帮助 而且和刚开始做毕业设计时的感觉已经很不同了 感觉到自己确实有了 一定的进步 感觉到自己已经走进了单片机的门槛 这个毕业设计的成功给予了我极 大的信心 使我对本专业知识有了无限的憧憬 最后 郑重感谢各位老师尤其是我的指导昂勤树老师在这几个月中的悉心指导和 帮助 参考文献参考文献 1 张毅坤 陈善久 裘雪红 单片微型计算机原理及应用 M 西安 电子科技大 学出版社 1997 年 10 月 2 张培仁 MCS 51 单片机原理与应用 M 北京 清华大学出版社 2003 年 12 月 2 童诗白 模拟电子技术基础 M 北京 高等教育出版社 1998 4 SONIX 松翰单片机教程 以及 SONIX 松翰单片机补充讲义 智能家电专业毕业设计制作说明书 第 31 页 共 34 页 附录附录 1 1 整个数据采集卡的电路原理图 Y1 4MHZ C13 20pf C12 20pf R33 47K R34 100 VCC C14 104 D6 DIODE 1 2 3 114 U1A LM324 R3 5K R4 5K R1 1K R5 10K R2 10K C1 100UF VCC 5V 6 5 7 U1B LM324 R8 5K R9 5K R6 1K R7 10K C2 100UF 8 9 10 U1C LM324 R13 5K R14 5K R11 1K C3 100UF 13 12 1