【正文】 ［15］，2004年03期。［8］Jan Axelson，:中國電力出版社，2001［9］:北京航天航空大學出版社，2004年。在論文即將完成之際，非常的激動和高興，從開始進入課題到論文的順利完成，特別是在與工作時間的沖突情況下能夠順利完成，回想起自己的努力非常的激動。在加強對四年整體綜合知識復習的同時，也對自己的人生是很大的啟示，在我馬上面對社會也是明確的指導。在硬件設計中不斷的查閱資料，了解了各種技術特性，不斷的修改，達到設計的最優(yōu)化。本設計在結構方面比較嚴緊，但是在設計內(nèi)容不是很充實和完善，在顯示模塊和外設模塊講解不是很清晰深入，還應對程序運行環(huán)境進行模擬仿真。最后設計是結合硬件和軟件，進行綜合評定，參考有關資料和行業(yè)先進技術，不斷的修改，達到最佳設計。第6章 設計總結 本設計首先通過與任務書要求對照，通過查閱資料選好設計的基本方向，在選定為溫室數(shù)據(jù)采集以后，根據(jù)溫室系統(tǒng)的有關要求特性，本論文設計了溫度，濕度，光度三路信號的同時采集。 x0=xl。 setcolor(RED)。 xl=x0+10。datafile+endl。//輸出實際采樣值 for(j=0。 p=str。int !c0=O,x 1=0。 getch()。int value[4]。 } *p=inportb(Ox37c)。 length。}// test_m()。tmpdata[1] = 0x12。// size。// delay(1)。i8。memcpy(buff,buffer,size)。for(i=0。getch()。printf(“Pull up WCK \n”)。 } // define SET_DATA(X) {X=X | (13) }define CLR_BCK(X) {X=Xamp。溫度傳感器采集環(huán)境中的溫度,反映成為模擬電信號,模擬電信號輸入AD620的VIN+和VIN端,由OUT端口輸出,實現(xiàn)了增益為5的放大,然后再由繼電器RW2RW6控制輸入OP07進行二級放大,實A/D轉換,模擬信號轉換成數(shù)字信號,同時也由ATMEGA16控制,并經(jīng)過6N137的隔離,.數(shù)字溫度信號進入ATMEGA 16的PD0端,最后通過ATMEGA16的處理,由LCD的采集的溫度進行顯示,同時也用儲存器進行儲存.濕度和光度信號流程基本都是相同,具有相同的流程原理.第5章 軟件設計初始程序主要是初始化器件的端口，設定芯片的工作方式進行，以及其他功能處理的初始設定。AD620在電路中是對信號進行一級放大，繼電器RW1是對6N137實現(xiàn)增益控制。特別注意器件的GND的設計，在光隔芯片的信號輸入端全部選擇接入變壓器交流分壓而得的模擬地，而在光隔芯片的信號輸出端則全部選擇接入由單片機提供的數(shù)字地，從而確保了信號在經(jīng)過光隔離芯片后的完全隔離。也就是在正確保證了數(shù)據(jù)的有效性之外提供了很好的隔離性。整個過程維持常溫，是實時且電壓會自動補償。 ADS7835時間標示表時間標 示說明最小 時 間典型 時 間最 大 時 間tacp采樣時間350nstconv轉換時間tckp時鐘周期125ns500nsTck1時鐘底半周期50nstckh時鐘高半周期50nstckdh下降沿對現(xiàn)行傳輸數(shù)據(jù)無效時間5ns15nstckds下降沿對下一組傳輸數(shù)據(jù)有效時間30ns50nsTcv1CONV腳底電平時間40nstcvhCONV腳高電平時間40nstckchCLK下降沿CONV腳保持時間10nstckcsCLK下降沿CONV腳置位時間10nstckdeCLK下降沿到數(shù)據(jù)有效時間20ns50nstckddCLK下降沿到數(shù)據(jù)高阻時間70ns100nstckspCLK下降沿到采樣時間5nstckpdCLK下降沿到省電模式時間50nstcvhdCONV下降沿到采樣有效時間5nstcvspCONV上升沿到采樣模式時間5nstcvpuCONV上升沿到全功率工作模式50nstcvddCONV變換時間到數(shù)據(jù)高阻時間70ns100nstcvpdCONV變換狀態(tài)到省電模式50nstdrpCLK下降沿到CLK啟動時間5usCLXDATAtcxptcxltcxhtcxdltcxdh SPI和QSP通信模式簡介這種模式經(jīng)常用在各種不同的微處理器中的。由CZ和前置運放跨導確定的增益帶寬乘積增加，因此頻率響應得到改善。增益G=1時它的增益帶寬為120kHz，建立時間為15us。AVCC AVCC是端口A與A/D轉換器的電源。端口 C 的第二功能:PC7 TOSC2 (定時振蕩器引腳2)PC6 TOSC1 (定時振蕩器引腳1)PC5 TDI (JTAG 測試數(shù)據(jù)輸入)PC4 TDO (JTAG 測試數(shù)據(jù)輸出)PC3 TMS (JTAG 測試模式選擇)PC2 TCK (JTAG 測試時鐘)PC1 SDA (兩線串行總線數(shù)據(jù)輸入/輸出線)PC0 SCL (兩線串行總線時鐘線)*端口D(PD7..PD0) 端口D為8位雙向I/O口，具有可編程的內(nèi)部上拉電阻。作為輸入使用時，若內(nèi)部上拉電阻使能，端口被外部電路拉低時將輸出電流。*GND地。內(nèi)置模擬量比較器。16K字節(jié)的FLASH存貯器，支持 ISP、IAP編程，使系統(tǒng)開發(fā)、生產(chǎn)、維護更容易?？刂萍拇嫫魑挥贗/O空間，狀態(tài)寄存器里有全局中斷使能位。為了獲得最高的性能以及并行性，AVR采用了Harvard結構，具有獨立的數(shù)據(jù)和程序總線。數(shù)字溫度信號在通過單片機的控制實現(xiàn)其譯碼，把數(shù)字信號表示成相應的物理量，通過顯示電路進行外部顯示，同時也通過儲存電路把數(shù)字部分進行采集儲存。A/D隔離放大部分負責完成A/D采樣控制及信號放大與隔離，主控電路完成與PC機的通訊、用戶界面控制等一系列控制功能。能夠實時的記錄每一幀的采集數(shù)據(jù)。 *直接通過USB接入PC機聯(lián)機操作，便于數(shù)據(jù)傳送分析。對較早溫室控制系統(tǒng)而言,數(shù)據(jù)采集都采用獨立的人工的對溫度,濕度,和光度實施采集。在實際應用中，對數(shù)字采集系統(tǒng)的主要要求是速度和精度。在科學研究中，數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)用來實現(xiàn)對研究目標的定量分析和動態(tài)模擬。A/D轉換器高速緩存計算機定時控制邏輯AdataBdata。模擬通道N模擬通道一模擬通道二多路開關程控放大定時與控制邏輯計算機A/D轉換。(遺傳算法和小波分析)對生產(chǎn)過程參數(shù)進行測量，以提高控制精度，保證品質(zhì)。網(wǎng)絡化測量和(對網(wǎng)中儀器設備的)控制技術正隨著網(wǎng)絡的發(fā)展而迅速發(fā)展，其優(yōu)勢令人矚目。AVR siglechip。摘 要本論文主要是應用AVR單片機進行數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的設計，數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)是將傳感器輸出的模擬信號進行采集轉換成數(shù)字信號，然后送入計算機進行處理，或進行數(shù)據(jù)儲存和顯示，并按需要的形式輸出處理結果。 ATMEGA16。憑借自身優(yōu)良的性能，網(wǎng)絡化測量和控制已經(jīng)成為測量技術發(fā)展的必然趨勢。(4)傳統(tǒng)的工業(yè)控制技術主要是對設備和生產(chǎn)過程的控制。模擬輸入信號經(jīng)過模擬多路開關，程控放大器，進入模擬數(shù)字轉換器(ADC)轉換為計算機可以接受的數(shù)字信號，計算機對數(shù)字信號進行存儲和處理，并對對結果進行顯示打印。由于采樣速率高，所以采用一個A/ D變換器轉換一路信號的方式，并且常常將數(shù)據(jù)在讀入計算機或處理設備之前加以緩存。數(shù)據(jù)采集技術已滲透到地質(zhì)勘探、醫(yī)療器械、雷達、通訊、測控等技術領域。速度由采樣率來反映，采樣率由被采集模擬信號的帶寬決定。這樣由于很多因素的影響精確度不高,對環(huán)境變化反應速度慢,各采集量獨立,不便于整體控制操作等缺點。 *A/D后采用放大采用隔離放大器，適于采集非相關的信號電壓，通道隔離度要高。投資保護原則:極大限度地保護用戶的投資，充分利用現(xiàn)有的通信網(wǎng)絡系統(tǒng)和計算機設備。這兩部分需分別設計制版，再聯(lián)合統(tǒng)調(diào)。濕度和光度信號分別通過濕度和光度傳感器，把信號分別變成模擬信號，再通過放大，轉變成較強的電信號。程序存儲器里的指令通過一級流水線運行。每個中斷在中斷向量表里都有獨立的中斷向量。多達1K字節(jié)的SRAM，32個通用寄存器，三個數(shù)據(jù)指針，使用C語言編程更容易?？梢杂萌劢z開啟、獨立振蕩器的看門狗，看門狗溢出時間分8 級可調(diào)。*端口A(PA7..PA0)端口A做為A/D轉換器的模擬輸入端。在復位過程中，即使系統(tǒng)時鐘還未起振，端口B處于高阻狀態(tài)。其輸出緩沖器具有對稱的驅動特性，可以輸出和吸收大電流。不使用ADC時，該引腳應直接與VCC連接。 AD620內(nèi)部結構為了獲得最高的性能，許多A/D變換器都采用差分模擬輸入，輸入三極管Q1和Q2提供了唯一雙極差分輸入。主要由輸入三極管集電極電流和基極電阻確定的輸入電壓噪聲減小到9nV/HZ。此時CONV接到任意的I/O口(在SPI中)或接到PCX腳(在QSPI中)。6N137這款片在。第4章 硬件電路設計完全隔離要求放大器兩邊的電源也必須隔離，因而電源同樣設計為由不同繞線組引出的交流電處理而得。 A/D轉換隔離電路圖 單片機控制電路設計而對于三路通道的而言，三片AD的CONV和CLK可由PBl和PBO共同控制，系統(tǒng)硬件設計及實現(xiàn)而數(shù)據(jù)DATA則可分別接到PDO、PD2這三個端口。OP07是在一級放大以后進行二級放大，分別由RW2—RW6實現(xiàn)增益控制。開始初始化、參數(shù)設置消息循環(huán)、等待指令主要的中斷有兩種:定時中斷和外部定時中斷由定時器產(chǎn)生，作為定時采樣時的觸發(fā)信號和時標。(~(12))。 outportb(LPT_PORT,X)。SET_WCK(data)。printf(“Pull down DATA \n”)。i {int temp =0。do{SET_WCK(data)。i++){if((*buf)amp。CLR_BCK(data)。CLR_WCK(data)。tmpdata[2] = 0x56。} 總程序 C語言源程序清單：include include include include include include include include int Send(char *buf){char *p=buf。} while(length!=0)。 P++。int gdriver=DETECT, gmode, errorcode。exit([]。int y00=180,y01=180,y10=180,y11=180,y20=180,y21=180,y30=180,y31=180。 Gout+”Received Stream:”。 j=3 j++) {value[]}=(Oxflf)amp。69if(x 1 =xm))xI==O){clearviewport()。 x0=0。 line(x0,y00,x 1,y01)。}y00=y01。在按照系統(tǒng)采集速度，精確度，穩(wěn)定度，等設計原則和要求，得出了設計的大體方案。由于本人知識水平有限，只能達到自己水平設計高度。在由于本人的學識有限，本設計有許多需要改進的地方，望各位評閱者給予修改和建議。在軟件設計中，先進行了AVR匯編語言的學習，對各個模塊分別設計，最后在進行C語言的設計，對兩者進行比較，顯示出來了C語言的簡單化，同時也繼續(xù)加強了對C語言。致 謝在這里首先要感謝學校給予我的培養(yǎng)，還要感謝四年來所有授課的老師，特別要感謝論文的指導老師王老師，在論文的設計中，不僅得到了王老師的親自授課，還得到了資料上的支持和啟發(fā)。再次感謝師長、同學、朋友給了我無言的幫助，在這里請接受我誠摯的謝意!學生簽名：日 期： 參考文獻［1］。［10］:中國電力出版社，2005年。［16］張菊，2006年01期。［14］羅偉雄，2005年07期。［7］:Atmel公司。同時，更重要的是建立了自信心。通過本次設計，達到了畢業(yè)設計的目的和要求。在A/D芯片，放大芯片，儲存芯片等使用中，進行了各種芯片的學習，在不斷的與類似芯片的對比，得出了最佳的選擇，使硬件設備達到了系統(tǒng)要求的最優(yōu)化。最后需改進的是增加外設接口，能夠高速的實現(xiàn)與PC機通信，能夠進行PC顯示和調(diào)試，實現(xiàn)遠程數(shù)據(jù)采集，實現(xiàn)數(shù)據(jù)采集的網(wǎng)絡化。在硬件完善后，根據(jù)每個硬件模塊的功能進行軟件設計，軟件設計主要是針對單片機控制電路，在軟件設計中主要分為定時中斷，外部中斷， SPI通信等子程序，每個子程序應用C語言編寫，先進行獨立調(diào)試，在最后對子程序合并，進行綜合調(diào)試，達到硬件驅動的要求。return 0。 line(x0,y30,xl,y31)。 y31=180value[3]*。