【正文】 ................... 17 軟件設(shè)計(jì) ...................................................................................... 18 測試與結(jié)果分析 .......................................................................... 19 本章小結(jié) ........................................................................................................... 20 第三章模塊電路設(shè)計(jì)及比 較 .................................................................................. 20 89c52 單片機(jī)的選型 ............................................................................... 20 電源模塊 .................................................................................................... 22 前向信號通道處理模塊 .......................................................................... 23 圖 38 TLC1543 引腳圖 .................................................................................. 27 語音報數(shù)模塊（發(fā)揮） ........................................................................... 27 時鐘模塊（發(fā)揮） .................................................................................. 28 測溫模塊（發(fā)揮） .................................................................................. 29 本章小結(jié) ........................................................................................................... 30 第四章 通信方案設(shè)計(jì) .......................................................................................... 31 SN75176 485 芯片的控制端的設(shè)計(jì) ..................................................... 31 哈爾濱工業(yè)大學(xué)華德應(yīng)用技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 6 485 芯片的控制端的設(shè)計(jì) ............................................. 32 隔離光耦電路的參數(shù)選取 ........................................................... 32 485 總線輸出電路部分的設(shè) 計(jì) .................................................... 33 計(jì)算機(jī)通訊協(xié)議 ...................................................................................... 33 組態(tài)王的通訊配置 .................................................................................. 34 單片機(jī)通訊軟件設(shè)計(jì) .............................................................................. 35 本章小結(jié) ........................................................................................................... 35 第五章軟件方案設(shè)計(jì) ............................................................................................... 36 主程序流程方框圖 .................................................................................. 36 語音播報子程序流程方框圖 ................................................................... 38 C 程序 ................................................................................................ 39 RS485 通信程序 ....................................................................................... 46 本章小結(jié) ........................................................................................................... 52 第六章 數(shù)據(jù)處理 ..................................................................................................... 53 測試數(shù)據(jù)分析 .......................................................................................... 53 實(shí)測中誤差分析與處理 .......................................................................... 53 本章小結(jié) ........................................................................................................... 53 第七章電路原理圖 ................................................................................................... 54 系統(tǒng)原理圖 ............................................................................................... 54 系統(tǒng) PCB 圖 ............................................................................................... 55 Multisim 仿真原理圖和仿真結(jié)果 ....................................................... 56 本章小結(jié) ........................................................................................................... 58 結(jié)論 ............................................................................................................................ 59 哈爾濱工業(yè)大學(xué)華德應(yīng)用技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 7 第 1章 緒論 單片機(jī)概述 單片機(jī)歷史 單片機(jī)誕生于 20世紀(jì) 70年代末，經(jīng)歷了 SCM、 MCU、 SOC 三大階段。 以 51系列單片機(jī)為控制模塊核心，對多功能計(jì)數(shù)器可編程控制，實(shí)現(xiàn)周期、頻率、時間間隔的測量。它所涉及的領(lǐng)域都與對象系統(tǒng)相關(guān)，因此，發(fā)展 MCU 的重任不可避免地落在電氣、電子技術(shù)廠家。 ALU 的作用是把傳來的數(shù)據(jù)進(jìn)行算術(shù)或邏輯運(yùn)算，輸入來源為兩個 8位數(shù)據(jù)，分別來自累加器和數(shù)據(jù)寄存器。 (2) 對指令進(jìn)行譯碼和測試，并產(chǎn)生相應(yīng)的操作控制信號，以便于執(zhí)行規(guī)定的動作。它可以保存一條正在譯碼的指令，也可以保存正在送往存儲器中存儲的一個數(shù)據(jù)字節(jié)等等。 （ 5）地址寄存器 AR 地址寄存器用于保存當(dāng)前 CPU 所要訪問的內(nèi)存單元或 I/O 設(shè)備的地址。 單片機(jī)廣泛應(yīng)用于儀器儀表、家用電器、醫(yī)用設(shè)備、航空 航天、專用設(shè)備的智能化管理及過程控制等領(lǐng)域，大致可分如下幾個范疇：智能儀器 單片機(jī)具有體積小、功耗低、控制功能強(qiáng)、擴(kuò)展靈活、微型化和使用方便等優(yōu)點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于儀器儀表中，結(jié)合不同類型的傳感器，可實(shí)現(xiàn)諸如電壓、電流、功率、頻率、濕度、溫度、流量、速度、厚度、角度、長度、硬 哈爾濱工業(yè)大學(xué)華德應(yīng)用技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 10 度、元素、壓力等物理量的測量。如音樂集成單片機(jī)，看似簡單的功能，微縮在純電子芯片中（有別于磁帶機(jī)的原理），就需要復(fù)雜的類似于計(jì)算機(jī)的原理。應(yīng)用現(xiàn)代技術(shù)可以輕松地將電子計(jì)數(shù)器的測頻上限擴(kuò)展到微波頻段。 電子計(jì)數(shù)器的分類 電子計(jì)數(shù)器是一種多功能電子測量儀器。 3. 計(jì)算計(jì)數(shù)器：具有計(jì)算功能的計(jì)數(shù)器，可進(jìn)行數(shù)學(xué)運(yùn)算，可用程序控制進(jìn)行測量計(jì)算和顯示等全部工作過程。 TB。電子計(jì)數(shù)器性能指標(biāo)主要包括：頻率、周期、時間間隔測量范圍、輸入特性（靈敏度、輸入阻抗和波形）、精度、分辨度和誤差（計(jì)數(shù)誤差、時基誤差和觸發(fā)誤差）等。計(jì)算兩次中斷的時間間隔，即可得被測信號的周期 Tx，而 fx=1/Tx。對于輸入信號而言，頻率為周期的倒數(shù)，故頻率測量與周期測量可以互通。當(dāng)進(jìn)行周期測量時，系統(tǒng)開始工作前要先進(jìn)行清零，單片機(jī)的 P01 腳對 CD4040 的 RESET 發(fā)出復(fù)位信號， P13 腳發(fā)出清零信號，將 74HC74 的 CLR 管腳置高，然后系統(tǒng)開始工作。軟件定時為 1 秒鐘， 1 秒之后， P07 發(fā)出低電平， 74HC74的 3 腳接到低電平后， 5 腳輸出為低電平，經(jīng) 74HC08 后仍為低電平， 74HC74的 9 腳輸出也為低電平，這樣 74HC08 的 8 腳輸出為低電平。 fx2/fs2=177。如用測頻法，則頻率的上限取決于單片機(jī)，故測頻法的測量范圍是： fs1ε 0≤ fx1≤ fc24，即： fx1≤500MHz。 217≤ fx2≤ fcε 012 從以上分析可以看出，測頻法測量的頻率覆蓋范圍較寬，且在高頻段的測量精度較高，而在低頻段的測量精度較低，同時測量時間較長。測試與結(jié)果分析在頻率、周期、時間間隔及信號峰值的測試過程中，輸入信號采用高精度 SF20函數(shù)發(fā)生器，輸出 0． 01Hz～ 10MHz 的信號。測試中主要用到的工具有示波器、萬用表、自制電路板、信號發(fā)生器等。其將通用的微處理器和 Flash 存儲器結(jié)合在一起，特別是可反復(fù)擦寫的 Flash 存儲器可有效地降低。 5V 電源原理圖 圖 34 +5V 電源原理圖 前向信號通道處理模塊 方案一： OP07 比較器整形， 74LS161 計(jì)數(shù)器分頻 實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證此電路整形輸出波形前后沿均上沖，毛刺較多，易引起誤觸發(fā)。 哈爾濱工業(yè)大學(xué)華德應(yīng)用技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 24 圖 35 前向信號通道原理圖 分波段測量： 第四波段： 1MHz～ 10MHz 1000 分頻 10MHz→ 1000 分頻→ 104Hz→ 10K→ T=→啟用中斷、定時器 1MHz→ 1000 分頻→ 103Hz→ 1K → T=1ms →啟用中斷、定時器 第三波段： 100KHz ～ 1MHz 100 分頻 1MHz→ 100 分頻→ 104Hz→ 10K→ T=→啟用中斷、定時器 100KHz→ 100 分頻→ 103Hz→ 1K → T=1ms →啟用中斷、定時器 第二波段： 10KHz～ 100KHz 10 分頻 100KHz→ 10 分頻→ 104Hz→ 10K→ T= →啟用中斷、定時器 10KHz→ 10 分頻→ 103Hz→ 1K → T=1ms →啟用中斷、定時器 第一波段： ～ 10KHz 1 分頻 10KHz → 1 分頻→ 10