【正文】 流速壓力數據采集系統(tǒng)的軟件設計 ................................................................................... 19 軟件框圖 .................................................................................................................... 19 各軟件模塊功能 ........................................................................................................ 19 初 始化 ............................................................................................................. 20 流速數據采集 ................................................................................................. 20 壓力數據采集 ................................................................................................. 20 AD 轉換 ........................................................................................................... 20 數據處理 ......................................................................................................... 21 LCD 顯示 ......................................................................................................... 21 語音播放 ......................................................................................................... 21 5 作品調試 ............................................................................................................................... 26 硬件調試 .................................................................................................................... 26 軟件調試 .................................................................................................................... 26 總結 ............................................................................................................錯誤 !未定義書簽。它是連接計算機與外部物理世界的橋梁。隨著計算機技術的發(fā)展，結合高精度、高性能的數據采集儀的應用，使得多路數據采集實現(xiàn)了自動化，大量的數據采集和分析由計算機自動完成，提高了測量精度。也提高了整個數據采集系統(tǒng)的可靠性和整體功耗。 缺點：測量流速時必需在流體中加上一個帶小磁片的轉輪，流體的流動會推動轉輪轉動，而每當小磁片 通過霍爾元件時就會產生一個脈沖信號，通過計算脈沖信號的頻率就可以測出水流的流速。 方案總結 由于設計是屬于測量管道的流體流速，因此采用方案一用超聲波測流速會有較大的誤差，而在管道中加上一個轉輪，在本設計中不會對流體流速產生大的影響。在單芯片上，擁有靈巧的 8位 CPU 和在系統(tǒng)可編程 Flash，使得 AT89S52為 本數據采集系統(tǒng) 提供 了 高靈活、超有效的解決方案 [3]。其與 LCD12864之間的引腳接線如圖 ，其中 LCD12864的數據引腳 D0~D7（ 7引腳到 14引腳）與單片機的 P2口相接， D0為低位。 圖 主控制 AT89S52 芯片和引腳接法圖 流速壓力數據采集系統(tǒng) 7 晶振電路 晶振電路以外部方式為單片機提 供時鐘信號。 直流穩(wěn)壓電源是將交流電變換成功率較小的直流電，一般由變壓、整流、濾波和穩(wěn)壓等幾部分組成。 流速模塊 本設計的流速傳感器是采用霍爾元件，如果把霍爾元件集成的開關按預定位置有規(guī)律地布置在物體上，當裝在運動物 體上的永磁體經過它時，可以從測量電路上測得脈沖信號。流速模塊的工作原理為：流體通過流速模塊，就會在流量計進出口之間產生一定的壓力差。 在本次設計中，壓力傳感器是采用電阻應變式傳感器，電阻應變式傳感器是基于這樣一個工作原理：彈性體（彈性元件，敏感梁）在外力作用下產生彈性變形，使粘貼在他表面的電阻應變片（轉換元件）也隨同產生變形，電阻應變片變形后，它的阻值將發(fā)生變化（增大或減?。瑸榱耸箟毫y量在任何溫度下都能保持準確，在傳感器中加上一個溫度補償電路，保持壓力測量的準確性。在本設計中采用的是一個阻值為 的電阻。在本設計中，壓力傳感器輸出的模擬信號所選擇的輸入通道為 IN0。通道選擇表如表 所示。 D7～ D0 為數字量輸出線。 帶中文字庫的 LCD12864 是一種具有 4 位 /8 位并行、 2 線或 3 線串行多種接口方式，內部含有國標一級、二級簡體中文字庫的點陣圖形液晶顯示模塊；其顯示分辨率為 12864, 內置 8192 個 16*16 點漢字，和 128 個 16*8 點 ASCII字符集 .利用該模塊靈活的接口方式和簡單、方便的操作指令，可構成全中文人機交互圖形界面。 圖 LCD12864 引腳圖 LCD12864 的每一個 引腳 都具有特定的功能，其中部分引腳具有第二功能， 通過單片機控制各引腳，選擇 LCD12864 所需要的工作方式 。 ISD1760語音芯片的特點： SPI 模式是主控單片機與 ISD1760 芯片進行 SPI 通信，從而實現(xiàn)單片機對 ISD1760 芯片的控制，鑒于本設計的語音播報必需有一定的智能功能，所以選擇了 ISD1760 芯片工作在 SPI 模式。 無線模塊主要分為兩部分 ——發(fā)射 模塊和接收模塊。而間歇振蕩（又稱流速壓力數據采集系統(tǒng) 17 淬裝飾振蕩）雙是在高頻振蕩 的振蕩過程中產生的，反過來又控制著高頻振蕩器的振蕩和間歇。這樣，在電路的負載上便得到了與控制信號一致的低頻電壓，這個電壓便是電路狀態(tài)的另一種控制電壓 [9]。 軟件設置 PSB 引腳為高電平，此時 LCD12864的數據傳輸方式為 8 位并行傳輸。 再將采集到的模擬信號傳輸到 AD0809 的第一通道（ IN0）進行模數轉換。 數據處理 由于采集到的流速和壓力信號還不是真正的數據。其關系的表達式為 ： v＝ NV/S 其中 N 為轉輪轉動的次數， V 為流速傳感器內部 “空室 ”的體積， V 為常數 3cm3。 語音播放 廣師天河學院本科畢業(yè)設計 (論文 ) 22 語音是先錄到 ISD1760 芯片中，再通過單片機與 ISD1760 芯片通信將需要的語音播放出來。 (8) MOSI 數據格式 ， MOSI 是 SPI 接口的 “ 主機輸出從機接收端 ” 。例如 LD_APC 指令為三個字節(jié)，在其第二和第三字節(jié)是指令的數據字節(jié)。 表 MISO 數據時序表 廣師天河學院本科畢業(yè)設計 (論文 ) 24 在輸出信息中，第一字節(jié)的狀態(tài)位提供了重要的信息，該信息標明了 上一個 SPI命令發(fā)送后的結果。這個 bit4 位可以控制 LED 的輸出。同理， SET_PLAY 操作從起始地址播放語音信息，在結束地址停止播放。這個動作將最小化任何兩個錄音信息之間潛在的停留時間，且使芯片流暢地連接兩個獨立的信息。接著用示波器檢測起振模塊是否工作，正常情況下晶振的起振的波形是一個頻率為12MHz的正弦波，接著檢測單片機是否工作，主要是檢測單片機第 40 腳（ VCC）與第20 腳（ GND）之間的電壓是否為 5V。整個硬件調試結束。但是不會對整個系統(tǒng)功能產生大的影響。 軟件設計，畫好程序流程圖，設計主程序和子程序。對于錯誤的地方，我們應該及時改正，用另外可行的方案去實現(xiàn)功能。 sbit CONTR=P3^3。 uchar statu。,39。,39。 uint count=0,teep=0,LS=0,num=0,how=0。 流速壓力數據采集系統(tǒng) 31 while(ms) { for(i=0。 while(BUSY_FLAG)。 delayms(1)。 delayms(1)。 LCM_WriteCom(0x30)。 Y = X + Y。 Y = X + Y。 Y = X + Y。 c=liusu%1000/100。 dispString(1,0,0,———————— )。 dispTwoNum(3,5,tab[h],tab[i])。 廣師天河學院本科畢業(yè)設計 (論文 ) 34 TR1=1。 ST=1。 while(EOC==0)。 } /*****************主程序 * ***********************/ main() { LCM_Init()。 _nop_()。 } /*****************AD0809******************/ void AD0809() { uchar getdata,i。 TL1=(6553550000)%256。 dispString(3,0,0,壓強： )。 i=yali%10。 } /******************顯示函數 *************/ void display() { a=liusu%100000/10000。 else if (X == 2) X = 0x88。 else if (X == 2) X = 0x88。 else if (X == 2) X = 0x88。 delayms(1)。 LCM_DATA=wdata。 LCM_DATA=content。 LCM_RW=1。 void fanyin()。}。,39。,39。 sbit EOC=P3^3。 sbit LCM_RS=P3^7。對于書本的理論知識，我們在學習的同時應該多提出疑問，對懷疑的地方，應該通過實際的動手去驗證。 元件選擇，根據需求分析選擇電子元器件，以達到設計的目的。上網搜索類似問題，發(fā)現(xiàn)單片機在處理浮點數據問題上會不穩(wěn)定，容易出現(xiàn)數據丟失。調節(jié) LCD12864 第 3 腳的可調電阻，將 LCD12864 的字符分辨力調到最好的狀態(tài)。用萬用表檢測電源線與地線之間是否短路。例如，如果兩個 連續(xù)但帶有兩對不同地址的 SET_PLAY 命令被正確發(fā)送后，此時緩 存器裝滿。 SET_ERASE 操作可以精確地擦除在起始地址和結束地址間的所有信息。 其 SPI 的時序如圖 所示。 MISO 的一般序列由 表 列出， 對應每一個指令， MISO 會伴隨著指令碼的輸入，在前兩個字節(jié)返回芯片當前的狀態(tài)和行地址信息 A10:A0。在命令 字節(jié)之后，與之相關聯(lián)的數據字節(jié)有可能包括對用來存儲信息進行精確操作的起始和結束地址。 (6) 一個 SPI 處理在 /SS 變高后啟動。 設置好指令之后單片機就向 LCD12864 的數據腳 D0～ D7 輸入所需要的數據等。 采集到的流速信號是一個頻率信號，需要利用流速傳感器輸出的信號與流體流速的關系計算出真正的流速。根據 EOC 信號來判斷是否轉化完畢。在程序上，用單片機定時 100ms，通過計數器算出 10ms 內脈沖的個數，就可以采集到流速數據 [11]。向 LCD12864 的指令寄存器寫進 0X01，清除LCD12684 的所有顯示； 向 LCD12864 的指令寄存器寫進 0X06，設置光標的移動方向以及指定顯示的移位。而振蕩過程建立的快慢和間歇時間的長短，受接收信號的振幅控制。 其電路如圖 所示。 ISD1760 的 SPI 模式電路如圖 所示 。音質好，電壓范圍寬，應用靈活，價廉物美 可利用振蕩電阻來自定芯片的采樣頻率，從而決定芯片的錄放時間和錄放音質，而芯片的采樣率可以通過外部振蕩電阻來調節(jié)， ISD1760 的采樣率調節(jié)表如 表 所示。這些功能僅僅通過按鍵就可完成。第 7 引腳到第 14 引腳（ D0~D8）與單片機的 P2 口相接。 CLK 引腳與單片機的 ALE 引腳相接。 OE為輸出允