【正文】 是在野外測(cè)量氡時(shí)進(jìn)行壓力測(cè)量的，所以壓力傳感器的選取就必須考慮到土壤表層的一些情況： ：土壤表面到地表以下 10 米左右深度的溫度最高在 40～ 50℃ ，最低在 30～ 20℃ ； 1 個(gè)大氣壓，而在地表以下 10 米的壓力也不會(huì)超過(guò) 2 個(gè)大氣壓 (1 個(gè)大氣壓 =)； 10 米內(nèi)的變化可能比較小，所以采用的壓力傳感器的精度應(yīng)該比較高； 、液兩種形態(tài)的情況，因此在選擇壓力傳感器時(shí)也要考慮到傳感器的工作環(huán)境問(wèn)題； 。當(dāng)壓力傳感器感受到外界被測(cè)壓力時(shí)，它會(huì)把力物理量轉(zhuǎn)化為模擬信號(hào)發(fā)送出去，當(dāng)模擬信號(hào)傳送到放大電路里會(huì)進(jìn)行濾波和信號(hào)放大，然后把該模擬信號(hào)傳送到 A/D 轉(zhuǎn)化電路里轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，傳送到單片機(jī)進(jìn)行相應(yīng)的運(yùn)算。圖中 SHT75 的串行時(shí)鐘輸入線 SCK 與 PC3 相連，串行數(shù)據(jù)線 DATA 與 PC4 相連，使 PC3~PC4 模擬I2C 協(xié)議進(jìn)行通信。 SHT75 是瑞士 Sensirion 公司推出的基于 CMOSens 專利技術(shù)的新型溫濕度傳感器。圖中 AT24C64 的地址 A0~A2 都設(shè)置為 0，這樣 AT24C64 的器件寫地址為 0xA0，器件讀地址為0xA1。共有 64KB 字節(jié)的存儲(chǔ)容量。 ： SCL 為高電平時(shí)， SDA 由低電平向高電平跳變，結(jié)束傳輸數(shù)據(jù)。 I2C 總線是由數(shù) 據(jù)線 SDA 和時(shí)鐘 SCL 構(gòu)成的數(shù)據(jù)串行總線，可發(fā)送和接收數(shù)據(jù)。由于接口直接在組件之上，因?yàn)閱纹瑱C(jī) RXD TXD PD4 MAX485 RXD A TXD B DE RE A 電平轉(zhuǎn)換電路 B DB9 xx 大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 15 I2C 總線占用的空間小，減少了電路板的空間和芯片管腳的數(shù)量，降低了互聯(lián)成本。當(dāng) PD4 為 0 時(shí)， MAX485 的接收器使能，驅(qū)動(dòng)器被禁止；當(dāng)PD4 為 1 時(shí)， MAX485 的驅(qū)動(dòng)器使能，接收器被禁止。 MAX485 芯片簡(jiǎn)介 MAX485 的主要性能如下： 5V 電源； ~+12V 普通模式輸入電壓； ； ； MAX485 接口芯片采用半雙工通信方式，完成將 TTL 電平轉(zhuǎn)換為 RS422電平的功能。 表 33 RS232 接口的電氣規(guī)范 項(xiàng)目 電氣規(guī)范 帶 3~7K 歐姆負(fù)載時(shí)驅(qū)動(dòng)器輸出特性 邏輯 1 表示 5~15V；邏輯 0 表示+5~+15V 不帶負(fù)載時(shí)驅(qū) 動(dòng)器的輸出特性 25V~+25V 驅(qū)動(dòng)器通斷時(shí)的輸出特性 大于 300 歐姆 輸出短路電流 小于 驅(qū)動(dòng)器轉(zhuǎn)換速率 小于 30V/us 接收器輸入阻抗 在 3~7K 歐姆 接收器輸入電壓的允許范圍 25V~+25V 輸入開(kāi)路時(shí)接收器的輸出 邏輯 1 輸入經(jīng) 300 歐姆接地時(shí)接收器的輸出 邏輯 1 +3V 輸入時(shí)接收器的輸出 邏輯 0 3V 輸入時(shí)接收器的輸出 邏輯 1 最大負(fù)載電容 2500pF RS232接口的電氣規(guī)范 由于 AVR 單片機(jī)輸入輸出電平位 TTL 電平，而 PC 機(jī)配置的是 RS232 標(biāo)準(zhǔn)串行接口，二者的電氣規(guī)范不一致，因此要進(jìn)行 PC 機(jī)與單片機(jī)的數(shù)據(jù)通訊，必須進(jìn)行電平轉(zhuǎn)換。 這 9 根引腳可以分成兩類：一類是基本的數(shù)據(jù)傳送引腳，另一類是用于調(diào)制解調(diào)器（ Modem）的控制和反映它的狀態(tài)的引腳。這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)串行通信接口的有關(guān)問(wèn)題，如信號(hào)線功能、電特性都作了明確規(guī)定。但是單片機(jī)并沒(méi) 有 RS232 電氣接口，要進(jìn)行通信就必須要進(jìn)行接口擴(kuò)展。其主要特點(diǎn)有： 1A 電流的輸出，輸出電壓為 5V； 熱和短路保護(hù)； 。Atmega64 單片機(jī)為低電平復(fù)位最小門限時(shí)間為兩個(gè)時(shí)鐘周期。在正常工作過(guò)程中， PEN 引腳沒(méi)有其他功能。使用 ADC 時(shí)，應(yīng)該通過(guò)一個(gè)低通濾波器與 VCC 連接。超過(guò)最小門限時(shí)間的低電平將引起系統(tǒng)復(fù)位，低于此時(shí)間的脈沖不能保證可靠復(fù)位。復(fù)位發(fā)生時(shí)，端口 G 為三態(tài)。在Atmega103 單片機(jī)兼容模式下端口 F 只能作為輸入引腳。作為輸入使用時(shí)，若內(nèi)部上拉電阻使能，則端口被外部電路拉低時(shí)將輸出電流。 B（ PB7~PB0）、 C（ PC7~PC0）、 D（ PD7~PD0）、 E（ PE7~PE0）：與端口 A 具有相同的 I/O 性能，但在 Atmega103 單片機(jī)兼容模式下，端口 C 只能作為輸出，而且在復(fù)位發(fā)生時(shí)不是三態(tài)。 A（ PA7~PA0）：端口 A 為 8 位雙向 I/O 端口，并具有可編程的內(nèi)部上拉電阻。 ： ~。 ? 通過(guò)熔絲位可以選擇 Atmega103 單片機(jī)兼容模式。 ? 片內(nèi)經(jīng)過(guò)標(biāo)準(zhǔn)的 RC 振蕩器。 ? 可工作于主機(jī) /從機(jī)模式的串行外圍設(shè)備接口（ SPI）。 ? 輸出比較調(diào)制器。 ? 2 個(gè)具有預(yù)分頻器、比較功能和捕捉功能的 16 位定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器。 接口（與 IEEE 標(biāo)準(zhǔn)兼容）： ? 遵循 JTAG 標(biāo)準(zhǔn)的邊界掃描功能。 ? 4KB 的內(nèi)部 SRAM。 ? 只需兩個(gè)時(shí)鐘周期的硬件乘法器。 RISC 結(jié)構(gòu)： ? 130 條指令，大多數(shù)可以在一個(gè)時(shí)鐘周期內(nèi)完成。在更新應(yīng)用 Flash 存儲(chǔ)器 時(shí)引導(dǎo) Flash 區(qū)的程序繼續(xù)運(yùn)行，實(shí)現(xiàn) RWW 操作。 空閑模式時(shí)， CPU 停止工作，而 SRAM、 T/C、 SPI 以及中斷系統(tǒng)繼續(xù)工作；掉電模式時(shí)，晶體振蕩器停止震蕩，所有功能除了中斷和硬件復(fù)位之外都停止工作，而寄存器的內(nèi)容則一直保持；省電模式時(shí)，異步定時(shí)器繼續(xù)運(yùn)行，以允許用戶維持時(shí)間基準(zhǔn)，器件的其他部分處于睡眠狀態(tài)； ADC 噪聲抑制模式時(shí)， CPU 和所有的 I/O 模塊停止運(yùn)行，而異步定時(shí)器和 ADC 繼續(xù)工作，以減少ADC 轉(zhuǎn)換時(shí)的開(kāi)關(guān)噪聲； Standby 模式時(shí)，振蕩器工作而其他部分睡眠，使得器件只消耗極少的電流，同時(shí)具有快速啟動(dòng)的能力；擴(kuò)展 Standby 模式時(shí)，則允許振蕩器和異步定時(shí)器繼續(xù)工作。 AVR 單片機(jī)內(nèi)核具有豐富的指令集和 32 個(gè)通用工作寄存器。 本章小結(jié) 本章分成硬件總體設(shè)計(jì)和軟件總體設(shè)計(jì)兩部分介紹了整個(gè)系統(tǒng)，在硬件總體設(shè)計(jì)方面給出了系統(tǒng)各模塊框圖，軟件設(shè)計(jì)則給出主程序流程圖。電源設(shè)計(jì)采用 LM7805CK 穩(wěn)壓芯片，顯示模塊使用 LCD1602 液晶顯示器。系統(tǒng)軟件采用 C 語(yǔ)言編寫，軟件設(shè)計(jì)采用模塊化結(jié)構(gòu)。由于目前局域網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展，一個(gè)工廠管理層局域網(wǎng)，車間層的局域網(wǎng)和底層的設(shè)備網(wǎng)已經(jīng)可以有效地連接在一起，可以有效地把多臺(tái)數(shù)據(jù)采集設(shè)備聯(lián)在一起，以實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)環(huán)節(jié)的在線實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集與監(jiān)控。但是，并行總線系統(tǒng)在軍事等領(lǐng)域取得了成功的應(yīng)用。數(shù)據(jù)采集技術(shù)已經(jīng)成為一種專門的技術(shù)，在工業(yè)領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。 20 世紀(jì) 80 年代后期，數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)發(fā)生了極大的變化，工業(yè)計(jì)算機(jī) 單片機(jī)和大規(guī)模集成電路的組合，用軟件管理，使系統(tǒng)的成本降低，體積減小，功能成倍增加，數(shù)據(jù)處理能力大大加強(qiáng)。第二類以數(shù)據(jù)采集卡、標(biāo)準(zhǔn)總線和 xx 大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 2 計(jì)算機(jī)構(gòu)成，例如： STD 總線系統(tǒng)是這一類的典型代表。 20 世紀(jì) 80 年代隨著計(jì)算機(jī)的普及應(yīng)用，數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)得到了極大的發(fā)展，開(kāi)始出現(xiàn)了通用的數(shù)據(jù)采集與自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)。 20 世紀(jì) 70 年代中后期，隨著微 型機(jī)的發(fā)展，誕生了采集器、儀表同計(jì)算機(jī)溶為一體的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。我國(guó)是農(nóng)業(yè)大國(guó)，不同地區(qū)的土壤環(huán)境有著較大的差異，即使同一地區(qū)在不同季節(jié)土壤環(huán)境也不盡相同，土壤的溫濕度及壓力對(duì)于農(nóng)作物的正常生長(zhǎng)至關(guān)重 要，準(zhǔn)確的了解土壤的溫濕度及壓力參數(shù)就顯得尤其重要。而單片機(jī)以其運(yùn)算速度快、體積小、成本低、集成度高、抗干擾能力和控制能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，已經(jīng)廣泛用于 智能化儀器儀表、機(jī)電一體化產(chǎn)品以及數(shù)據(jù)采集和過(guò)程控制方面。 should bine with the structure of concrete hardware and characteristics ofrelevant software to design the purpose of this thesis is to design a practicalrealtime data collection system. This thesis mainly discuss the design and realization of the data collection system whichrefers to the temperature、 humidity、 pressure inside the system is mainly used tofinish the data collection、 processing、 display and the correlative control and municationwith the the analysis of the system structure and function requirement,the system inthis thesis adopts the Atmega64 core,expands the power、 reset、 LCD interface circuit withstandard RS232 series municate the entironment the system in use isplex with serious should ensure the reliability and security besides the basicfunction in the design of the this thesis we discuss the antijamming measuresthrough hardware and talk about the realization of munication with the software design with assemble language,and adopts modularize framework design. Keywords Embedded System。系統(tǒng)軟件采用匯編語(yǔ)言編寫，為了便于擴(kuò)展和更改，軟件的設(shè)計(jì)采用模塊化結(jié)構(gòu)。本論文的目的就是設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)一個(gè)具有一定實(shí)用性的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。在醫(yī)療、航空、交通、軍事技術(shù)、工業(yè)控制、科學(xué)研究等領(lǐng)域，單片機(jī)往往是作為一個(gè)核心部件來(lái)使用，但僅僅具備單片機(jī)方面的知識(shí)是不夠的，還應(yīng)結(jié)合具體的硬件結(jié)構(gòu)以及應(yīng)用對(duì)象的軟件特點(diǎn)來(lái)設(shè)計(jì)系統(tǒng)?；趯?duì)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)體 系結(jié)構(gòu)及功能要求的分析，本文設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)的采集系統(tǒng)采用 Atmega64 單片機(jī)為核心，擴(kuò)展了電源電路、復(fù)位電路、 LCD 接口電路以及監(jiān)控電路等，并配有標(biāo)準(zhǔn) RS232 及 RS422 串行通信接口。 關(guān)鍵詞 嵌入式；數(shù)據(jù)采集； Atmega64；傳感器 xx 大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 II Design of Data Acquisition System Based on AVR SCM Abstract In recent years, with the rapid development in embedded microprocessor,the SCM(Single Chip Micyoco)has been widely applied in many fields such as the medical treatment,the aviation,the transportation,the military technique,the industry,the science research,andso this fields,SCM is usually to be used as a core parts,but the knowledge of SCM isn39。sensors xx 大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 III 目錄 摘要 ............................................................................................................................... I Abstract ........................................................................................................................ II 第 1章 緒論 ................................................................................................................ 1 課題背景 ..................................................................................................