【正文】 電源對(duì)蓄電池充電。然而，有時(shí)這種設(shè)計(jì)仍然會(huì)引起程序走飛或工作不正常。在本論文中看門狗復(fù)位電路設(shè)計(jì)見圖35電路原理圖中所示。圖中Y1為石英晶體振蕩器，通常簡(jiǎn)稱為晶振，接在單片機(jī)的XTAL1(19)和XTAL2(18)引腳構(gòu)成振蕩電路，產(chǎn)生單片機(jī)所需要的頻率信號(hào)，作為整個(gè)儀器的時(shí)鐘基準(zhǔn)，串行通信波特率是由時(shí)鐘信號(hào)分頻后得到，考慮計(jì)算方便和波特率的精準(zhǔn)，另外根據(jù)單片機(jī)內(nèi)部結(jié)構(gòu)，電路設(shè)計(jì)圖中C1，C2一般采用30P的電容，有助于穩(wěn)定時(shí)鐘振蕩頻率。本文采用MAX233芯片，完成系統(tǒng)所需的電平轉(zhuǎn)換，其電路如圖35電路原理圖所示，U13為通信接口芯片MAX233。本系統(tǒng)采用NEC公司的低功耗CMOS并行接口芯片82C55，其電路方框圖如31所示。外圍接口電路簡(jiǎn)單，使用方便。這樣連續(xù)重復(fù)8位就完成SRAM中的顯示數(shù)據(jù)。而將P0口作為SJA1000的數(shù)據(jù)/地址分時(shí)復(fù)用總線，可知SJA1000的片選基址為0x0000，其內(nèi)部寄存器地址為片選基址與寄存器相應(yīng)偏移量的和。 模數(shù)轉(zhuǎn)換即A/D轉(zhuǎn)換，或簡(jiǎn)稱ADC，通常是指一個(gè)將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)閿?shù)字信號(hào)。量化是將模擬信號(hào)量程分成許多離散量級(jí)，并確定輸入信號(hào)所屬的量級(jí)。然后使下一位Dn2=1,與上一次的結(jié)果一起經(jīng)數(shù)模轉(zhuǎn)換后與Vin相比較,重復(fù)這一過程，直到使D0=1，再與Vin相比較,由VinVS還是VinV來決定是否保留這一位。在本論文的具體應(yīng)用硬件電路設(shè)計(jì)如圖34所示。第四章 地面自動(dòng)氣象監(jiān)測(cè)儀的軟件設(shè)計(jì) 地面自動(dòng)氣象監(jiān)測(cè)儀的軟件主要是指氣象數(shù)據(jù)采集處理器軟件，其次還應(yīng)包含計(jì)算機(jī)處理分析系統(tǒng)軟件，各自的實(shí)現(xiàn)功能完全不同。其工作流程圖如圖44所示。 開始異常處理模塊，標(biāo)志出錯(cuò)格雷碼位風(fēng)向傳感器正常？風(fēng)速傳感器正常？異常處理模塊，標(biāo)志干簧管通斷異常雨量傳感器正常？異常處理模塊，標(biāo)志鉑電阻異常溫度傳感器正常？異常處理模塊，標(biāo)志濕敏電容異常濕度傳感器正常？ 異常處理模塊，標(biāo)志氣壓值異常氣壓傳感器正常？ 返回儀器自檢，正常？異常處理模塊，標(biāo)志相應(yīng)部位異常異常處理模塊，標(biāo)志靜風(fēng)或大風(fēng)異常 NN Y N Y Y N Y N Y Y N Y Y N Y N Y 圖45 檢查和異常處理模塊工作流程圖 開始 返回 寫入顯示氣象數(shù)據(jù) 寫入顯示寄存器地址 寫入命令字，設(shè)置顯示方式 寫入控制字，初始化顯示芯片 圖46 LED顯示模塊工作流程圖 計(jì)算機(jī)終端處理軟件是用戶收集和查看氣象資料的主要界面，它包括下面功能：數(shù)據(jù)采集功能，通信功能，數(shù)據(jù)處理，顯示方式，參數(shù)設(shè)置，狀態(tài)監(jiān)控等。校對(duì)自動(dòng)站時(shí)間，選擇這項(xiàng)按回車后，程序就會(huì)按你選定的通信站名逐一進(jìn)行時(shí)間校對(duì)，校對(duì)時(shí)間按計(jì)算機(jī)當(dāng)前時(shí)間進(jìn)行，并將返回的結(jié)果顯示和記錄下來?！?0”自動(dòng)設(shè)為每60分鐘向中心采集站發(fā)送正點(diǎn)報(bào)資料。數(shù)據(jù)處理包括下列五項(xiàng)功能：生成月報(bào)表D文件，選擇此按鍵回車后，進(jìn)入到重新生成S文件畫面，你可以隨意選定要重新生成S文件的站，按“確定”按鈕后，程序就會(huì)按你選定的站名按地面觀測(cè)規(guī)范格式要求逐一重新生成S文件，并有相應(yīng)的說明。若超出范圍視為99處理?！?0”自動(dòng)設(shè)為每20分鐘向中心采集站發(fā)送正點(diǎn)報(bào)資料。 通信功能包括下列七項(xiàng)內(nèi)容：終止當(dāng)前通信任務(wù)，選擇這項(xiàng)回車后，就會(huì)將當(dāng)前進(jìn)行的通信任務(wù)全部取消，包括你選擇的和你定時(shí)正在進(jìn)行的通信任務(wù)。模塊設(shè)計(jì)包括命令字的寫入，設(shè)置顯示工作方式，將氣象數(shù)據(jù)資料寫入指定的存貯區(qū)，氣象數(shù)據(jù)就會(huì)自動(dòng)顯示出來。工作流程圖如圖43所示。當(dāng)數(shù)據(jù)寄存器中有新的數(shù)據(jù)字可供使用時(shí)，DRDY變?yōu)榈碗娖?。模?shù)轉(zhuǎn)換器的選用具體取決于輸入電平、輸出形式、控制性質(zhì)以及需要的速度、分辨率和精度?？刂七壿嬆軐?shí)現(xiàn)對(duì)分搜索的控制，其比較方法如同天平稱重。數(shù)字計(jì)算機(jī)只能夠?qū)?shù)字信號(hào)進(jìn)行處理，處理的結(jié)果還是數(shù)字量，它在用于生產(chǎn)過程自動(dòng)控制的時(shí)候，所要處理的變量往往是連續(xù)變化的物理量，如溫度、壓力、速度等都是模擬量，這些非電子信號(hào)的模擬量先要經(jīng)過傳感器變成電壓或者電流信號(hào)， 然后再轉(zhuǎn)換成數(shù)字量，才能夠送往計(jì)算機(jī)進(jìn)行處理。為了消除總線上的高頻干擾和電磁輻射，在引腳CANH和CANL與地之間并聯(lián)兩只30pF的電容。,，并且具有很多擴(kuò)展功能，特別是在支持錯(cuò)誤診斷方面，單片機(jī)80C320控制SJA1000實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)接收和發(fā)送，所有其他智能分系統(tǒng)或部分智能傳感器都掛接在CAN總線上，他們之間實(shí)現(xiàn)CAN總線方式實(shí)現(xiàn)雙工通信，其硬件電路設(shè)計(jì)如圖33所示。要寫入控制字，先將MODE信號(hào)置“1”，CPU將控制字送到數(shù)據(jù)線上，然后CPU送出一寫入信號(hào)到ICM7218WR腳上，即可將控制字節(jié)寫控制寄存器。它集BCD譯碼器、多路掃描器、段驅(qū)動(dòng)和位驅(qū)動(dòng)于一體，內(nèi)含8X8位SRAM，可保存8位LED數(shù)據(jù)：還有一個(gè)控制邏輯單元，寫入控制字協(xié)調(diào)整個(gè)芯片正常運(yùn)作。 考慮80C320單片機(jī)輸入/輸出接口可用數(shù)量有限，本系統(tǒng)在硬件設(shè)計(jì)時(shí)增加輸入/輸出硬件電路。RS232接口電路時(shí)單片機(jī)與計(jì)算機(jī)、智能傳感器和通信模塊通信的橋梁，電路設(shè)計(jì)要符合計(jì)算機(jī)上使用RS232接口電信號(hào)要求。80C320單片機(jī)外接晶振引腳XTAL1和XTAL2，在單片機(jī)內(nèi)部，XTAL1是一個(gè)反相放大器的輸出端，這個(gè)放大器構(gòu)成了片內(nèi)振蕩器；XTAL2接至上述振蕩器的反相放大器的輸出端。這樣，當(dāng)程序走飛后，其進(jìn)入陷阱的可能性將大大增加。附件中的復(fù)位電路的可靠性主要取決于軟件設(shè)計(jì)，即將定時(shí)向復(fù)位電路發(fā)出脈沖的程序放在何處。電源是組成地面自動(dòng)氣象監(jiān)測(cè)儀的外面設(shè)備之一。在測(cè)量過程中，隨著翻斗間歇翻到動(dòng)作，帶動(dòng)開關(guān)，發(fā)出一個(gè)個(gè)脈沖信號(hào)，將非點(diǎn)亮轉(zhuǎn)換成電量輸出。風(fēng)向傳感器采用精密電位器，并選用低慣性輕金屬風(fēng)向標(biāo)響應(yīng)風(fēng)向，動(dòng)態(tài)性能好。(A級(jí))，177。微處理器自動(dòng)進(jìn)行壓力線性補(bǔ)償及溫度補(bǔ)償。如有必要，用維薩拉HM141濕度顯示器可對(duì)HMP45溫濕度讀數(shù)進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)校驗(yàn)。其電阻和溫度的變化的關(guān)系式如下：R=R0(1+aT),其中a=，R0為100Ω,T為攝氏溫度。正好滿足80C320單片機(jī)對(duì)外16位地址線，8位數(shù)據(jù)接口的要求。 物理上，單片機(jī)80C320有3個(gè)存儲(chǔ)器空間：片內(nèi)數(shù)據(jù)存貯器、片外數(shù)據(jù)存貯器和片外程序存貯器。1個(gè)8位中央處理機(jī)，通過數(shù)據(jù)總線（DATA BUS），控制32個(gè)輸入/輸出口與內(nèi)部各功能寄存器鏈接在一起，而地址寄存器則通過地址總線(ADDRESS BUS)和P0和P2聯(lián)接。 80C320單片機(jī)的硬件結(jié)構(gòu)1. 兼容8051單片機(jī)匯編語言、管腳及其功能；2. 32個(gè)輸入/輸出端口，可位尋址；3. 3個(gè)16位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器；256字節(jié)RAM。如果選擇得不合適,就會(huì)造成經(jīng)濟(jì)浪費(fèi),影響單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的正常運(yùn)行,甚至根本就達(dá)不到預(yù)先設(shè)計(jì)的功能。它是一套能長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行無人值守的監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，全程記錄各種氣象要素?cái)?shù)據(jù)及其出現(xiàn)的時(shí)間。c、軟件系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)。硬件包括采集器、外部總線、傳感器、外圍設(shè)備四部分；軟件包括嵌入式軟件、業(yè)務(wù)軟件兩部分。c、制定和修改相關(guān)氣象規(guī)范中國(guó)氣象局應(yīng)加強(qiáng)修改、制定相關(guān)氣象的探測(cè)規(guī)范，是指導(dǎo)專業(yè)氣象探測(cè)業(yè)務(wù)進(jìn)步的重要內(nèi)容。開發(fā)地面自動(dòng)氣象監(jiān)測(cè)儀集成當(dāng)今成熟的、穩(wěn)定的、先進(jìn)的電子測(cè)量、數(shù)據(jù)傳輸和控制系統(tǒng)技術(shù)，設(shè)計(jì)基于現(xiàn)代總線技術(shù)和嵌入式系統(tǒng)技術(shù)構(gòu)建的自動(dòng)氣象站，滿足地面氣象觀測(cè)多要素自動(dòng)觀測(cè)。自動(dòng)氣象站采用良好的防護(hù)措施，能夠適用于各種復(fù)雜環(huán)境。標(biāo)準(zhǔn)配置包括：風(fēng)速、風(fēng)向、空氣溫度、相對(duì)濕度、大氣壓、降雨量、數(shù)據(jù)采集器、三角支架、線纜和基本裝配和設(shè)置軟盤。今年來，歐美等發(fā)達(dá)國(guó)家已經(jīng)相繼研發(fā)出集成度較高的地面自動(dòng)氣象監(jiān)測(cè)儀，并進(jìn)入我國(guó)地面氣象觀測(cè)領(lǐng)域。 DYJ1自動(dòng)氣壓計(jì) DYJ1自動(dòng)氣壓計(jì)是一組真空膜盒作為感應(yīng)元件，用來連續(xù)記錄近地面某一段時(shí)間內(nèi)大氣壓力變化的儀器。走時(shí)誤差：177。存貯2個(gè)月的氣表內(nèi)容及2天的連續(xù)風(fēng)向風(fēng)速數(shù)據(jù)。內(nèi)部數(shù)據(jù)存貯器可存貯2個(gè)月的氣表1內(nèi)容及2天的風(fēng)向風(fēng)速連續(xù)數(shù)據(jù)，即使打印機(jī)損壞，數(shù)據(jù)記錄仍可查血。能實(shí)現(xiàn)儀器自動(dòng)監(jiān)測(cè)的氣象要素有能見度、氣壓、空氣溫度濕度、風(fēng)向、風(fēng)速、降水、蒸發(fā)、輻射、日照和地溫，其他氣象要素監(jiān)測(cè)只能通過人工觀測(cè)實(shí)現(xiàn)。 in the aspect of software design, each module of the program flowchart is given detailed showing, then, this article on the earth surface automatic weather monitoring design characteristics, were induction and summary. Finally thanks to give me great help mentor, lover, family and students. Key words:meteorological instrument meteorological sensor control circuit module flow chart 緒論人類的活動(dòng)都是在地球表面的大氣層進(jìn)行，表層空氣質(zhì)量的好壞，直接影響人類的身體健康。這就體現(xiàn)出了地面自動(dòng)氣象監(jiān)測(cè)儀設(shè)計(jì)的重要性。地面氣象監(jiān)測(cè)儀主要包括傳感器，數(shù)據(jù)采集、傳輸、處理等部分，其中最能決定自動(dòng)氣象監(jiān)測(cè)儀性能的是氣象要素傳感器。(4)盡管國(guó)外自動(dòng)氣象站和傳感器性能優(yōu)越，但是通過進(jìn)口自動(dòng)氣象站在中國(guó)長(zhǎng)期運(yùn)行的情況來看，其硬件和軟件的使用不盡如人意。 國(guó)外一些發(fā)達(dá)國(guó)家在氣象監(jiān)測(cè)方面使用的地面氣象儀器水平也存在一些差異，其中美國(guó)、德國(guó)和芬蘭的產(chǎn)品在性能技術(shù)上代表當(dāng)今世界的現(xiàn)今水平。 隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，我國(guó)的氣象監(jiān)測(cè)儀已具有一定的研究、開發(fā)和生產(chǎn)能力。（請(qǐng)?jiān)谝陨舷鄳?yīng)方框內(nèi)打“√”）作者簽名：年 月 日導(dǎo)師簽名：年 月 日武漢理工大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)任務(wù)書設(shè)計(jì)任務(wù)書應(yīng)由指導(dǎo)教師填寫，不能由學(xué)生代寫，注意設(shè)計(jì)題目名稱前后一樣，不能一個(gè)地方一個(gè)設(shè)計(jì)題目名稱。除了文中特別加以標(biāo)注引用的內(nèi)容外，本論文不包括任何其他個(gè)人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫的成果作品。內(nèi)容包括選題的目的,課題的來源及背景，課題所給的條件和技術(shù)參數(shù)，設(shè)計(jì)完成后應(yīng)達(dá)到的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)等。能方便實(shí)現(xiàn)儀器自動(dòng)監(jiān)測(cè)的氣象要素主要有能見度、氣壓、空氣溫度、空氣濕度、風(fēng)向、風(fēng)速、降水、蒸發(fā)、輻射、日照和地溫，其他的氣象要素監(jiān)測(cè)只能通過工人觀測(cè)實(shí)現(xiàn)。 與國(guó)產(chǎn)自動(dòng)氣象站相比，國(guó)外的自動(dòng)氣象站和氣象傳感器具有如下特點(diǎn)：(1)氣象傳感器技術(shù)先進(jìn)，產(chǎn)品精確度和穩(wěn)定性優(yōu)越，除基本的傳感器外，土壤和水的溫度、太陽輻射、能見度、云等要素的傳感器已經(jīng)有成熟的產(chǎn)品出現(xiàn)。目前國(guó)外一些發(fā)達(dá)國(guó)家已研發(fā)出技術(shù)先進(jìn)集成度較高的產(chǎn)品，但不適合我國(guó)國(guó)情，主要表現(xiàn)在價(jià)格昂貴，技術(shù)支持和售后服務(wù)得不到保證，維護(hù)成本高。溫度傳感器可以測(cè)量溫度，濕度傳感器可以用來測(cè)量濕度；風(fēng)速風(fēng)向傳感器也是可以用來一起測(cè)量風(fēng)速風(fēng)向的；雨量計(jì)用來測(cè)量降雨量；大氣壓力傳感器用來測(cè)量大氣壓。本文接著對(duì)地面自動(dòng)氣象監(jiān)測(cè)儀的初步框架進(jìn)行設(shè)計(jì)，并對(duì)一些軟件和硬件方案進(jìn)行了選擇。本論文針對(duì)上述業(yè)務(wù)需求和現(xiàn)有的技術(shù)基礎(chǔ)，采用當(dāng)今成熟的微電子技術(shù)、穩(wěn)定的、先進(jìn)的電子測(cè)量、數(shù)據(jù)傳輸和控制系統(tǒng)技術(shù)，設(shè)計(jì)開發(fā)一套地面自動(dòng)監(jiān)測(cè)儀。在功能齊全和性能穩(wěn)定方面，與國(guó)際上同類產(chǎn)品基本一致，都能滿足氣象要素檢測(cè)的要求，國(guó)內(nèi)研發(fā)出的儀器具有明顯的價(jià)格優(yōu)勢(shì)，技術(shù)支持和售后服務(wù)良好，維護(hù)成本低。裝有串行通訊接口，配有本公司開發(fā)的微機(jī)專用數(shù)據(jù)處理軟件，儀器使用更方便，操作更直觀。打印輸出的月報(bào)表與氣表1格式相同。主要技術(shù)參數(shù)：測(cè)量范圍35~+45℃，準(zhǔn)確度小于177。,使用溫度：15~+45℃，儀器尺寸半徑為64x1150mm（DYB1）,半徑為64x1120mm（DYB11）,重量小于5kg。其標(biāo)準(zhǔn)配置主要包括如下各部分：風(fēng)速傳感器、風(fēng)向傳感器、溫度傳感器、濕度傳感器、氣壓傳感器、雨量傳感器、數(shù)據(jù)處理器、三腳架和桅桿、電纜和軟件光盤。VAISALA公司自動(dòng)氣象站的代表系列是MAWS系列，目前在全球的大多數(shù)國(guó)家和地區(qū)使用的是MAWS201系列，該系列現(xiàn)已發(fā)展到了MAWS30MAWS410系列。這是因?yàn)閲?guó)外自動(dòng)氣象站的結(jié)構(gòu)、傳感器和軟件等都是針對(duì)當(dāng)?shù)氐木唧w情況設(shè)計(jì)的，并不完全符合我國(guó)的實(shí)際槍口。d、性能價(jià)格比高在重視高新技術(shù)含量的儀器開發(fā)同時(shí)，注重適當(dāng)價(jià)格器件的選項(xiàng)，開發(fā)并生成出適合我國(guó)國(guó)情的儀器產(chǎn)品，滿足現(xiàn)代氣象探測(cè)業(yè)務(wù)的需要。氣象研究的投入一方面依靠市場(chǎng)利益驅(qū)動(dòng)外，同時(shí)更需要政府的強(qiáng)有力支持，特別是重點(diǎn)課題的公關(guān)和大型氣象裝備的研制，都需要上級(jí)主管部門的組織和政府資金的支持。 本論文通過對(duì)微處理器80C320和大規(guī)模集成接口電路的研究，設(shè)計(jì)出地面自動(dòng)氣象監(jiān)測(cè)儀系統(tǒng)的硬件方案，給出相應(yīng)的原理圖。在論文第二章里，根據(jù)氣象業(yè)務(wù)的需求，設(shè)計(jì)儀器硬件系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖，重點(diǎn)介紹單片機(jī)、存貯芯片的選型，詳細(xì)介紹六種氣象要素傳感器的原理。采用CMOS數(shù)字電路技術(shù)，最大程度減少能耗，可使用市電220V或太陽能系統(tǒng)供電。只要掌握和運(yùn)用單片機(jī)正確選型的原則,就可以選擇出最能適用于應(yīng)用系統(tǒng)的單片機(jī)。