【正文】 附錄 3 源程序 include include define Byte unsigned char define Word unsigned int sbit DisClk=P2^7。所以有很多問題 存在 ， 甚至于是很大的課題謬論，但王勝老師給與的指導都能很好的解決此類問題。而且精度也存在問題，有待改進。 設計的心得 課程設計是一個綜合性的實踐課程，是將理論聯(lián)系到實際中的實驗過程，是 考察學生就最近知識以及綜合知識掌握能力，同時也能讓同學 更好的理解甚至于學習相關內容 。同時進行硬件電路板的設計制作?；瑒悠骄鶠V波算法只采樣一 次，將這一 20 智能儀器課程設計說明書 次采樣值和過去的若干次采樣值一起求平均值，得到的有效采樣值即可投入使用。對連續(xù) N 次采樣值，分別乘上不同的加權系數(shù)之后再求累加和，加權系數(shù)一般先小后大，以突出后面若干采樣的效果，加強系統(tǒng)對參數(shù)變化趨勢的辨別。該方法適用于對具有隨機干擾的信號進行濾波。如果對模擬信號進行離散采樣，通過軟件算法對采樣信號進行平滑加工，增強有效信號，消除或減少噪聲，從而達到濾波的目的，這種濾波方法稱為數(shù)字濾波方法。 圖 單片機與 PC機通信連接圖 電源部分 單片機電源采用自制 +5V電源供電。它們之間的信息交換主要是采用串行通信，此時單片機可直接采用串行接口，而 PC機可利用其配置的 8250或 825 16450等可編程串行接口芯片。其發(fā)光強度與其正向壓降 VF 和電流 IF 的乘積有關，其乘積越大，則發(fā)光強度越大。 OE：數(shù)據(jù)輸出允許信號輸入 端口 ，高電平有效。 D0D7： 8 位數(shù)字量輸出端。 主要特性 1） 8 路 8 位 A/D轉換器，即分辨率 8 位 。 圖 量程自動選擇總電路 A/D 模數(shù)轉換模塊 采用 ADC0809轉換芯片，采集信號由 INT0輸入；數(shù)字量輸出接至 CPU的 P1口；其 START與 ALE引腳接至 CPU的 ， OE引腳接至 CPU的 ， EOC引腳接至 CPU的 ； A、 B、 C三位地址線共同接地，表示對 INT0的輸入信號進行模數(shù)轉換。對照表 1和 表 2，可得出譯碼電路對各量程選擇的輸出端，從小到大分別為： Y0、 Y Y Y Y Y Y Y7。每個運放的輸入端都接有穩(wěn)壓管進行限壓，以保護運放。 圖 量程判斷電路框圖 單量程的量程判斷實現(xiàn)電路如圖 ： 圖 單量程判斷實現(xiàn)電路 電路中 Uin代表被測信號，電阻 R R2 組成分壓電路。所以，輸入值量程判斷器不僅對是否超過最大量程能夠判斷，對是否小于最小量程的精度也有 判斷能力 。 檔位選擇器根據(jù)量程信號將檔位自動調至適當?shù)牧砍蹋⑤斎胫底詣拥剡x擇合適的增益或衰減處理后送至 A/D轉換器，實現(xiàn)整個量程的自動轉換功能?？傇韴D如圖 : 圖 系統(tǒng)總體原理圖 主要單元電路設計 中央控制模塊 本設計主要以 AT89S52 單片機最小系統(tǒng)為核心。使單片機的 TTL 電平與 RS232 的電平實現(xiàn)匹配。 通信模塊 方案一、采用并行通信方式。 方案二、采用 LED并行動態(tài)顯 示。特點是：測量速度快（最高可達每秒100萬次以上），電路比較簡單，但抗干擾能力差。特點：硬件簡單，但編程復雜。它 支持 ISP 在線可編程寫入技術！串行寫入、 其頻率高達 33MHz,故其 速度更快、內部集成看門狗計時器，不再需要像 89C51 那樣外接看門狗計時器單元電路 。此階段的主要特征是一方面發(fā)展 16位單片機、 32位單片機及專用型單片機 ；另一方面不斷完善高檔 8位單片機，改善其結構，以滿足不同的用戶需要。因此，還需加一塊 3851 才能組成一臺完整的計算機。目前雙積分或多重 積分的 A/D轉換器構成的數(shù)字電壓表，由于在積分過程中可將干擾信號部分或全部抵消掉，其串模抑制比可達 100分貝，共模抑制比可達 120分貝。近年來微機和大規(guī)模集成電路發(fā)展很快，價格大幅下降，同時在測試系統(tǒng)中還解決了通用接口母線標準化問題，使微機化儀器和自動測試系統(tǒng)得到了很大發(fā)展，正改變著電子測量的面貌 。 1 智能儀器課程設計說明書 基于單片機的電流電壓測量系統(tǒng)設計 摘 要 ：本次設計所提供的是基于單片機的電壓電流測量系統(tǒng)軟硬件的設計。利用微機的記憶，存儲，數(shù)學 運算，邏輯判斷和命令識別等能力，發(fā)展了微機化和自動測試系統(tǒng)。這給制造業(yè)帶來了飛躍，不僅儀表小巧而功能齊全，其他如手機、袖珍電腦等也得以誕生。例如，仙童公司生產(chǎn)的 F8 單片機，實際上只包括了 8為 CPU， 64 B RAM 和 2 個并行口。 第四階段： 8 位單片機鞏固發(fā)展及 16 位單片機、 32 位單片機推出階段。對中央處理器的選擇多種多樣，本設計采用 ATMEL 公司生產(chǎn)的 AT89S52 系列的單片機作 6 智能儀器課程設計說明書 為主控制器。 量程自動轉換模塊 方案一、采用軟件編程技術。 方案二、采 用比較型 A/D 轉換器（ ADC1210）。特點：顯示內容豐富， 采用數(shù)字式接口，體積小、重量輕，功率消耗小， 但編程復雜，且成本相對 LED 較高。故考慮到本次設計的需要，只要顯示 4位電壓、電流值，采用方案三，使用 4 個共陽數(shù)碼管及 4個驅動芯片 74LS164。 本次設計是單片機與 PC 機的通信，要采用 MAX232 電平轉換電路，可將單片機的 TTL電平轉換為 PC 機的串口電平。 8 智能儀器課程設計說明書 3 系統(tǒng)的硬件電路設計與實現(xiàn) 系統(tǒng) 的硬件組成部分 系統(tǒng)硬件主要由中央控制模塊、量程自動轉換模塊、 A/D 轉換模塊、顯示模塊和通信模塊組成。其原理圖如圖 ： 9 智能儀器課程設計說明書 圖 中央控制器原理圖 量程自動 轉換模塊 量程自動轉換電路框圖如圖 4所示．被測量程判斷器判斷出被測量的范圍，相應的量程信號輸入到檔位選擇器。 否則，當測量儀表斷開時，沒有輸入量，而輸入值量程判斷器則認為此時的輸入量在最小量程的檔位上，當儀表接通待測量時，待測量大于最小量程檔位的范圍時，檔位選擇電路及其后級電路必定受到較大的沖擊。輸入的被測量經(jīng)分壓電路分壓，并經(jīng)隔離電路后輸入電壓判斷電路， 再至檔位選擇器 。 量程判斷器的總電路如圖 。其譯碼表如表 2所示。 穩(wěn)壓管均采用 2． 8 V 工作電壓的穩(wěn)壓管。當 OE 輸入高電平時，輸出三態(tài)門打開，轉換結果的數(shù)字量輸出到數(shù)據(jù)總線上。 外部特性（引腳功能） ADC0809 芯片有 28 個 引腳，采用雙列直插式封裝，各引腳功 能如下 ： IN0IN7： 8路模擬量輸入端。 當 A/D 轉換結束時，此端輸出一個高電平 （有效）。 15 智能儀器課程設計說明書 顯示模塊 （ 1） 數(shù)碼管的選取 LED（發(fā)光二極管），它是一種由某些特殊的半導體材料制作成的 PN 結。 顯示模塊總體原理圖如圖 ： 圖 顯示模塊原理圖 通信模塊 （ 1） 單片機與 PC 機通信的概述 在實際應用中，因為單片機功能有限，因而在較大的測控系統(tǒng)中，常常把單片機應用系統(tǒng)作為前端機（也稱為下位機或從機）直接用于控制對象的數(shù)據(jù)采集與控制，而把PC機作為中央處理機（也稱為上位機或主機）用于數(shù)據(jù)處理和對下位機的監(jiān)控管理。單片機與 PC機的通信連接圖如圖 ，下位機（單片機）將接收的數(shù)據(jù)從串行口 、 ，上位機接收到數(shù)據(jù)后在屏幕上進行顯示。在這種情況下，為了濾除干擾需要采取濾波措施，抑制不需要的雜散信號，使系統(tǒng)的信噪比增加。 1）算術平均值濾波 算術平均法是對一點多次采樣，然后取其平均值，并用平均值作為該點的采樣結果。為協(xié)調兩者關系，可采用加權平均濾波。在這些系統(tǒng)中，需要對 A/D 采樣值進行平均值濾波，而沒有足夠的時間允許 A/D進行連續(xù)的多次采樣，這時采用滑動平均值濾波，可以達到濾波效果。軟件實現(xiàn)流程圖如圖 圖 量程自動轉換流程圖 22 智能儀器課程設計說明書 5 系統(tǒng)調試及 性能分析 調試與測試 采用 Keil軟件進行源程序編譯，用 Proteus軟件對其進行仿真。 而之所以使用單片機作為本次設計的核心，就個人理解而言，單片機現(xiàn)在是社會上應用比較廣泛的器件，并且能在設計的同時鍛煉大家的語言編程能力，養(yǎng)成良好的語言編程風格。軟件的調試 —— 修改 —— 再調試，如此反復，最終完成了設計的部分任務，但設計還存在很多問題，沒有完全達到設計要求。由于設計 時間的匆忙性 ， 本次設計并沒有要求大家以實物為設計結點 。 25 智能儀器課程設計說明書 附錄 附錄 1 參考文獻 [1] 《單片機原理及接口技術》 余錫存 曹國華 西安電子科技大學 [2] 《單片機典型模塊設計實例導航》 求是科技 人民 郵電出版社 [3] 《 MCS51 單片機應用開發(fā)實用子程序》 邊春遠 人民郵電出版社 [4] 《單片機在電子電路設計中的應用》 赫建國等 清華大學出版社 [5] 《電子技術基礎 數(shù)字部分》 康華光 高等教育出版社 [6] 《單片機 C語言編程與示例》 趙亮等 人民郵電出版社 [7] 《Ｃ程序設計（第二版）》 譚浩強 清華大學出版社 [8] 《電子技術基礎 模擬部分》 康華光 高等教育出版社 [9] 《單片機原理及應用技術》 胡輝、王曉等 中國水利水電出版社 [10]《電子測量技術基礎》 楊永瑞、劉振起等 西安電子科技大學出版社 [11]《智能電壓表中量程自動轉換電路研究》 張國恒等 西北師范大學學報 [12]《電路 .模擬 .A/D 轉換及 D/A 轉換》 童永承、顧家林等 科學出版社 [13]《單片機原理與應用技術》 魏立峰、王寶興 北京大學出版社 [14]《 8051 單片機基礎教程》 陳 明熒 北京：科學出版社 2021 [15]《單片機應用系統(tǒng)設計與產(chǎn)品開發(fā)》 馮建華、趙亮 人民郵電出版社 [16]《新編 MCS51單片機應用技術》 張毅剛等 哈爾濱工業(yè)大學出版社 [17]《單片機應用開發(fā)實例》 劉文濤 清華大學出版社 [18]《單片機語言 C51 程序設計》 趙文博等