【正文】 ［15］，2004年03期。［8］Jan Axelson，:中國(guó)電力出版社，2001［9］:北京航天航空大學(xué)出版社，2004年。在論文即將完成之際，非常的激動(dòng)和高興，從開(kāi)始進(jìn)入課題到論文的順利完成，特別是在與工作時(shí)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(dòng)。在加強(qiáng)對(duì)四年整體綜合知識(shí)復(fù)習(xí)的同時(shí)，也對(duì)自己的人生是很大的啟示，在我馬上面對(duì)社會(huì)也是明確的指導(dǎo)。在硬件設(shè)計(jì)中不斷的查閱資料，了解了各種技術(shù)特性，不斷的修改，達(dá)到設(shè)計(jì)的最優(yōu)化。本設(shè)計(jì)在結(jié)構(gòu)方面比較嚴(yán)緊，但是在設(shè)計(jì)內(nèi)容不是很充實(shí)和完善，在顯示模塊和外設(shè)模塊講解不是很清晰深入，還應(yīng)對(duì)程序運(yùn)行環(huán)境進(jìn)行模擬仿真。最后設(shè)計(jì)是結(jié)合硬件和軟件，進(jìn)行綜合評(píng)定，參考有關(guān)資料和行業(yè)先進(jìn)技術(shù)，不斷的修改，達(dá)到最佳設(shè)計(jì)。第6章 設(shè)計(jì)總結(jié) 本設(shè)計(jì)首先通過(guò)與任務(wù)書(shū)要求對(duì)照，通過(guò)查閱資料選好設(shè)計(jì)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(guān)要求特性，本論文設(shè)計(jì)了溫度，濕度，光度三路信號(hào)的同時(shí)采集。 x0=xl。 setcolor(RED)。 xl=x0+10。datafile+endl。//輸出實(shí)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(hào),模擬電信號(hào)輸入AD620的VIN+和VIN端,由OUT端口輸出,實(shí)現(xiàn)了增益為5的放大,然后再由繼電器RW2RW6控制輸入OP07進(jìn)行二級(jí)放大,實(shí)A/D轉(zhuǎn)換,模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào),同時(shí)也由ATMEGA16控制,并經(jīng)過(guò)6N137的隔離,.數(shù)字溫度信號(hào)進(jìn)入ATMEGA 16的PD0端,最后通過(guò)ATMEGA16的處理,由LCD的采集的溫度進(jìn)行顯示,同時(shí)也用儲(chǔ)存器進(jìn)行儲(chǔ)存.濕度和光度信號(hào)流程基本都是相同,具有相同的流程原理.第5章 軟件設(shè)計(jì)初始程序主要是初始化器件的端口，設(shè)定芯片的工作方式進(jìn)行，以及其他功能處理的初始設(shè)定。AD620在電路中是對(duì)信號(hào)進(jìn)行一級(jí)放大，繼電器RW1是對(duì)6N137實(shí)現(xiàn)增益控制。特別注意器件的GND的設(shè)計(jì)，在光隔芯片的信號(hào)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(hào)輸出端則全部選擇接入由單片機(jī)提供的數(shù)字地，從而確保了信號(hào)在經(jīng)過(guò)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(gè)過(guò)程維持常溫，是實(shí)時(shí)且電壓會(huì)自動(dòng)補(bǔ)償。 ADS7835時(shí)間標(biāo)示表時(shí)間標(biāo) 示說(shuō)明最小 時(shí) 間典型 時(shí) 間最 大 時(shí) 間tacp采樣時(shí)間350nstconv轉(zhuǎn)換時(shí)間tckp時(shí)鐘周期125ns500nsTck1時(shí)鐘底半周期50nstckh時(shí)鐘高半周期50nstckdh下降沿對(duì)現(xiàn)行傳輸數(shù)據(jù)無(wú)效時(shí)間5ns15nstckds下降沿對(duì)下一組傳輸數(shù)據(jù)有效時(shí)間30ns50nsTcv1CONV腳底電平時(shí)間40nstcvhCONV腳高電平時(shí)間40nstckchCLK下降沿CONV腳保持時(shí)間10nstckcsCLK下降沿CONV腳置位時(shí)間10nstckdeCLK下降沿到數(shù)據(jù)有效時(shí)間20ns50nstckddCLK下降沿到數(shù)據(jù)高阻時(shí)間70ns100nstckspCLK下降沿到采樣時(shí)間5nstckpdCLK下降沿到省電模式時(shí)間50nstcvhdCONV下降沿到采樣有效時(shí)間5nstcvspCONV上升沿到采樣模式時(shí)間5nstcvpuCONV上升沿到全功率工作模式50nstcvddCONV變換時(shí)間到數(shù)據(jù)高阻時(shí)間70ns100nstcvpdCONV變換狀態(tài)到省電模式50nstdrpCLK下降沿到CLK啟動(dòng)時(shí)間5usCLXDATAtcxptcxltcxhtcxdltcxdh SPI和QSP通信模式簡(jiǎn)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(yùn)放跨導(dǎo)確定的增益帶寬乘積增加，因此頻率響應(yīng)得到改善。增益G=1時(shí)它的增益帶寬為120kHz，建立時(shí)間為15us。AVCC AVCC是端口A與A/D轉(zhuǎn)換器的電源。端口 C 的第二功能:PC7 TOSC2 (定時(shí)振蕩器引腳2)PC6 TOSC1 (定時(shí)振蕩器引腳1)PC5 TDI (JTAG 測(cè)試數(shù)據(jù)輸入)PC4 TDO (JTAG 測(cè)試數(shù)據(jù)輸出)PC3 TMS (JTAG 測(cè)試模式選擇)PC2 TCK (JTAG 測(cè)試時(shí)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(shí)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(shí)，若內(nèi)部上拉電阻使能，端口被外部電路拉低時(shí)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(kāi)發(fā)、生產(chǎn)、維護(hù)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(jié)構(gòu)，具有獨(dú)立的數(shù)據(jù)和程序總線。數(shù)字溫度信號(hào)在通過(guò)單片機(jī)的控制實(shí)現(xiàn)其譯碼，把數(shù)字信號(hào)表示成相應(yīng)的物理量，通過(guò)顯示電路進(jìn)行外部顯示，同時(shí)也通過(guò)儲(chǔ)存電路把數(shù)字部分進(jìn)行采集儲(chǔ)存。A/D隔離放大部分負(fù)責(zé)完成A/D采樣控制及信號(hào)放大與隔離，主控電路完成與PC機(jī)的通訊、用戶界面控制等一系列控制功能。能夠?qū)崟r(shí)的記錄每一幀的采集數(shù)據(jù)。 *直接通過(guò)USB接入PC機(jī)聯(lián)機(jī)操作，便于數(shù)據(jù)傳送分析。對(duì)較早溫室控制系統(tǒng)而言,數(shù)據(jù)采集都采用獨(dú)立的人工的對(duì)溫度,濕度,和光度實(shí)施采集。在實(shí)際應(yīng)用中，對(duì)數(shù)字采集系統(tǒng)的主要要求是速度和精度。在科學(xué)研究中，數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)用來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)研究目標(biāo)的定量分析和動(dòng)態(tài)模擬。A/D轉(zhuǎn)換器高速緩存計(jì)算機(jī)定時(shí)控制邏輯AdataBdata。模擬通道N模擬通道一模擬通道二多路開(kāi)關(guān)程控放大定時(shí)與控制邏輯計(jì)算機(jī)A/D轉(zhuǎn)換。(遺傳算法和小波分析)對(duì)生產(chǎn)過(guò)程參數(shù)進(jìn)行測(cè)量，以提高控制精度，保證品質(zhì)。網(wǎng)絡(luò)化測(cè)量和(對(duì)網(wǎng)中儀器設(shè)備的)控制技術(shù)正隨著網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展而迅速發(fā)展，其優(yōu)勢(shì)令人矚目。AVR siglechip。摘 要本論文主要是應(yīng)用AVR單片機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)是將傳感器輸出的模擬信號(hào)進(jìn)行采集轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)，然后送入計(jì)算機(jī)進(jìn)行處理，或進(jìn)行數(shù)據(jù)儲(chǔ)存和顯示，并按需要的形式輸出處理結(jié)果。 ATMEGA16。憑借自身優(yōu)良的性能，網(wǎng)絡(luò)化測(cè)量和控制已經(jīng)成為測(cè)量技術(shù)發(fā)展的必然趨勢(shì)。(4)傳統(tǒng)的工業(yè)控制技術(shù)主要是對(duì)設(shè)備和生產(chǎn)過(guò)程的控制。模擬輸入信號(hào)經(jīng)過(guò)模擬多路開(kāi)關(guān)，程控放大器，進(jìn)入模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器(ADC)轉(zhuǎn)換為計(jì)算機(jī)可以接受的數(shù)字信號(hào)，計(jì)算機(jī)對(duì)數(shù)字信號(hào)進(jìn)行存儲(chǔ)和處理，并對(duì)對(duì)結(jié)果進(jìn)行顯示打印。由于采樣速率高，所以采用一個(gè)A/ D變換器轉(zhuǎn)換一路信號(hào)的方式，并且常常將數(shù)據(jù)在讀入計(jì)算機(jī)或處理設(shè)備之前加以緩存。數(shù)據(jù)采集技術(shù)已滲透到地質(zhì)勘探、醫(yī)療器械、雷達(dá)、通訊、測(cè)控等技術(shù)領(lǐng)域。速度由采樣率來(lái)反映，采樣率由被采集模擬信號(hào)的帶寬決定。這樣由于很多因素的影響精確度不高,對(duì)環(huán)境變化反應(yīng)速度慢,各采集量獨(dú)立,不便于整體控制操作等缺點(diǎn)。 *A/D后采用放大采用隔離放大器，適于采集非相關(guān)的信號(hào)電壓，通道隔離度要高。投資保護(hù)原則:極大限度地保護(hù)用戶的投資，充分利用現(xiàn)有的通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)和計(jì)算機(jī)設(shè)備。這兩部分需分別設(shè)計(jì)制版，再聯(lián)合統(tǒng)調(diào)。濕度和光度信號(hào)分別通過(guò)濕度和光度傳感器，把信號(hào)分別變成模擬信號(hào)，再通過(guò)放大，轉(zhuǎn)變成較強(qiáng)的電信號(hào)。程序存儲(chǔ)器里的指令通過(guò)一級(jí)流水線運(yùn)行。每個(gè)中斷在中斷向量表里都有獨(dú)立的中斷向量。多達(dá)1K字節(jié)的SRAM，32個(gè)通用寄存器，三個(gè)數(shù)據(jù)指針，使用C語(yǔ)言編程更容易?？梢杂萌劢z開(kāi)啟、獨(dú)立振蕩器的看門狗，看門狗溢出時(shí)間分8 級(jí)可調(diào)。*端口A(PA7..PA0)端口A做為A/D轉(zhuǎn)換器的模擬輸入端。在復(fù)位過(guò)程中，即使系統(tǒng)時(shí)鐘還未起振，端口B處于高阻狀態(tài)。其輸出緩沖器具有對(duì)稱的驅(qū)動(dòng)特性，可以輸出和吸收大電流。不使用ADC時(shí)，該引腳應(yīng)直接與VCC連接。 AD620內(nèi)部結(jié)構(gòu)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(shí)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(shè)計(jì)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(shè)計(jì)為由不同繞線組引出的交流電處理而得。 A/D轉(zhuǎn)換隔離電路圖 單片機(jī)控制電路設(shè)計(jì)而對(duì)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(shè)計(jì)及實(shí)現(xiàn)而數(shù)據(jù)DATA則可分別接到PDO、PD2這三個(gè)端口。OP07是在一級(jí)放大以后進(jìn)行二級(jí)放大，分別由RW2—RW6實(shí)現(xiàn)增益控制。開(kāi)始初始化、參數(shù)設(shè)置消息循環(huán)、等待指令主要的中斷有兩種:定時(shí)中斷和外部定時(shí)中斷由定時(shí)器產(chǎn)生，作為定時(shí)采樣時(shí)的觸發(fā)信號(hào)和時(shí)標(biāo)。(~(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(yǔ)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(shè)計(jì)原則和要求，得出了設(shè)計(jì)的大體方案。由于本人知識(shí)水平有限，只能達(dá)到自己水平設(shè)計(jì)高度。在由于本人的學(xué)識(shí)有限，本設(shè)計(jì)有許多需要改進(jìn)的地方，望各位評(píng)閱者給予修改和建議。在軟件設(shè)計(jì)中，先進(jìn)行了AVR匯編語(yǔ)言的學(xué)習(xí)，對(duì)各個(gè)模塊分別設(shè)計(jì)，最后在進(jìn)行C語(yǔ)言的設(shè)計(jì)，對(duì)兩者進(jìn)行比較，顯示出來(lái)了C語(yǔ)言的簡(jiǎn)單化，同時(shí)也繼續(xù)加強(qiáng)了對(duì)C語(yǔ)言。致 謝在這里首先要感謝學(xué)校給予我的培養(yǎng)，還要感謝四年來(lái)所有授課的老師，特別要感謝論文的指導(dǎo)老師王老師，在論文的設(shè)計(jì)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(zhǎng)、同學(xué)、朋友給了我無(wú)言的幫助，在這里請(qǐng)接受我誠(chéng)摯的謝意!學(xué)生簽名：日 期： 參考文獻(xiàn)［1］。［10］:中國(guó)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(shí)，更重要的是建立了自信心。通過(guò)本次設(shè)計(jì)，達(dá)到了畢業(yè)設(shè)計(jì)的目的和要求。在A/D芯片，放大芯片，儲(chǔ)存芯片等使用中，進(jìn)行了各種芯片的學(xué)習(xí)，在不斷的與類似芯片的對(duì)比，得出了最佳的選擇，使硬件設(shè)備達(dá)到了系統(tǒng)要求的最優(yōu)化。最后需改進(jìn)的是增加外設(shè)接口，能夠高速的實(shí)現(xiàn)與PC機(jī)通信，能夠進(jìn)行PC顯示和調(diào)試，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)采集，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)采集的網(wǎng)絡(luò)化。在硬件完善后，根據(jù)每個(gè)硬件模塊的功能進(jìn)行軟件設(shè)計(jì)，軟件設(shè)計(jì)主要是針對(duì)單片機(jī)控制電路，在軟件設(shè)計(jì)中主要分為定時(shí)中斷，外部中斷， SPI通信等子程序，每個(gè)子程序應(yīng)用C語(yǔ)言編寫(xiě)，先進(jìn)行獨(dú)立調(diào)試，在最后對(duì)子程序合并，進(jìn)行綜合調(diào)試，達(dá)到硬件驅(qū)動(dòng)的要求。return 0。 line(x0,y30,xl,y31)。 y31=180value[3]*。