【正文】 入相應(yīng)的處理程序 。C，對(duì)應(yīng)的熱電勢(shì)為 ~，它們之間不是純線性的，而放大電路和模數(shù)轉(zhuǎn)化之間均是線性關(guān)系，所以在顯示過(guò)程中要對(duì)它進(jìn)行線性化。 內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)（畢業(yè)論文） 31 在本設(shè)計(jì)中我們以熱電偶的線性化為例進(jìn)行講解。這樣就實(shí)現(xiàn)了對(duì)數(shù)據(jù)采集、處理、顯示、和存儲(chǔ)的功能。當(dāng)系統(tǒng)正常運(yùn)行時(shí)，每隔一定的周內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)（畢業(yè)論文） 27 期就必須清除 Watch Dog計(jì)數(shù)器。 在 SPCE061A內(nèi)， P_SystemClock(寫(xiě) )(7013H)單元控制著系統(tǒng)時(shí)鐘和 CPU時(shí)鐘。系統(tǒng)預(yù)設(shè)的 PLL振蕩頻率為 。 2. 寫(xiě)入一個(gè)字的流程是：先對(duì)命令用戶接口地址 0x7555送出 0xAAAA，然后再對(duì)命令用戶接口地址 0x7555送出 0x5533，再來(lái)對(duì)要寫(xiě)入字的地址寫(xiě)入數(shù)據(jù)，約40us即可完成寫(xiě)入操 作，之后就可以再進(jìn)行其它操作。當(dāng)用戶向閃存控制接口發(fā)出頁(yè)擦除 命令以后，只要向某個(gè)地址寫(xiě)入任意的數(shù)據(jù)，對(duì)應(yīng)到這個(gè)地址的的記憶頁(yè)就被擦除。如果其它的操作打亂了這個(gè)順序，閃 存的狀態(tài)將發(fā)生改變，擦除頁(yè)和寫(xiě)入的操作不能再繼續(xù)進(jìn)行。它們?cè)?CPU 正常運(yùn)行狀態(tài)下均可通過(guò)程序擦除或?qū)懭搿? P_ADC_Ctrl(寫(xiě) )($7015H)單元的第 5位 DAC_OUT，可用來(lái)選擇兩通道音頻DAC的最大輸出。當(dāng) P_ADC(讀 )($7014H)單元的數(shù)據(jù)被讀取 /TimerA/TimerB事件發(fā)生后，可執(zhí)行 A/D轉(zhuǎn)換。通道包括 MIC_In和 Line_In兩種。如果起作用，用戶可向 VEXTREF引腳輸入 2V電壓。 內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)（畢業(yè)論文） 20 KEY 1KEY 2KEY 3I O A 0I O A 1I O A 2 圖 按鍵圖 A/D 轉(zhuǎn)換電路 SPCE061A有 8個(gè) 10位 ADC通道，其中一個(gè)通道 (MIC_In)用于語(yǔ)音輸入，模擬信號(hào)經(jīng)過(guò)自動(dòng)增益控制器和放大器放大后進(jìn)行 A/D轉(zhuǎn)換。與其它的單片機(jī)相比，除了每個(gè) I/O 端口可以單獨(dú)定義其狀態(tài)外，每 個(gè)對(duì)應(yīng)狀態(tài)下的 I/O 端口性質(zhì)電路都是內(nèi)置的，在實(shí)際的電路中不需要再次外接。并行口線路成本較高，但是傳輸速率也很高；與并行口相比，串行口的傳輸速率較低但可以節(jié)省大量的線路成本。 內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)（畢業(yè)論文） 17 圖 音頻輸入模塊 ICE 接口電路 SPCE061A 芯片內(nèi)部集成了 ICE（在線仿真）接口， PC 機(jī)通過(guò) Probe（在線調(diào)試器）或 EZ_Probe（簡(jiǎn)易下載線）與 61 板相連，就可以方便地完成程序的下載、調(diào)試等。 圖 SPCE061最小系統(tǒng) 電源電路 圖 是電源部分的電路，由電池盒提供的 SPY0029 后產(chǎn)生 統(tǒng)供電。它的排列如 圖 ?！痭SP ?能夠非常容易地、快速地處理復(fù)雜的數(shù)字信號(hào)?！痭SP ?家族采用 CMOS制造工藝，同時(shí)增加了軟件激發(fā)的弱振方式、空閑方式和掉電方式，極大地降低了其功耗。 ? 181。借助這種通用結(jié)構(gòu)附加可選結(jié)構(gòu)的積木式的構(gòu)成，便可形成各種不同系列派生產(chǎn)品，以適合不同的應(yīng)用場(chǎng)合?！痭SP?所形成的 16位 181。 值得說(shuō)明的是，數(shù)字濾波固然是 消除干擾的好方法，但并不是任何一個(gè)系統(tǒng)都需要進(jìn)行數(shù)字濾波。 慣性濾波法適用于波動(dòng)頻繁的被測(cè)量的濾波，它能很好地消除周期性干擾，但也帶來(lái)了相位滯后，滯后 角的大小與 ? 的選擇有關(guān)。但采用加權(quán)平均法需要測(cè)試不同過(guò)程的純滯后時(shí)間ζ并輸入計(jì)算機(jī)，同時(shí)要不斷計(jì)算各系數(shù)，故會(huì)導(dǎo)致過(guò)多地調(diào)用乘、除、加子程序，增加了計(jì)算量，降低了處理速度，因而它的實(shí)際應(yīng)用不如算術(shù)平均值法廣泛。 中值濾波法，對(duì)于去掉脈動(dòng)性質(zhì)的干擾比較有效，但是，對(duì)快速變化過(guò)程的參數(shù)（如流量等）則不宜采用。 ⑸ 計(jì)算 ? ?i i iy y k x x? ? ?，得出 A/D 轉(zhuǎn)換數(shù)字量的標(biāo)度變換值 y 。但是該方法的缺點(diǎn)是當(dāng)關(guān)系曲線的曲率和斜率變化較大時(shí)，將會(huì)產(chǎn)生較大的誤差。 3. 表格法 所謂“表格法”是指在已知的被測(cè)量與傳感器輸出的關(guān)系曲線上選取若干個(gè)樣點(diǎn)并以表格的形式存儲(chǔ)在計(jì)算機(jī)中，即把關(guān)系曲線分成若干段。 1．公式變換法 如果傳感器或變送器的輸出信號(hào)與被測(cè)信號(hào)之間的關(guān)系可以用解析式表達(dá)，內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)（畢業(yè)論文） 4 則可通過(guò)解析式來(lái)推導(dǎo)出所需的參量，這樣一類參量稱為導(dǎo)出參量。 放 大 器 按鍵 傳感器 采樣保持器 傳感器 傳感器 傳感器 LED 顯示 存儲(chǔ)數(shù)據(jù) 人機(jī)接口 RS232 多路信號(hào)開(kāi)關(guān) 微處理器 內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)（畢業(yè)論文） 3 第二章 采樣數(shù)據(jù)的預(yù)處理 數(shù)據(jù)采集與數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)在采集數(shù)據(jù)時(shí)，由于各種干擾的存在，使得系統(tǒng)采集到的數(shù)據(jù)偏離其真實(shí)數(shù)值。 2．按處理的性質(zhì)分類 數(shù)據(jù)處理可分為預(yù)處理和二次處理兩種。在數(shù)據(jù)的采集、傳送和轉(zhuǎn)換過(guò)程中，由于系統(tǒng)外部和內(nèi)部的干內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)（畢業(yè)論文） 2 擾、噪聲的影響，或多或少會(huì)在采集的數(shù)據(jù)中混入干擾信號(hào)。 本 設(shè)計(jì)中，“數(shù)據(jù)采集與數(shù)據(jù)處理”是指將 工業(yè)領(lǐng)域生產(chǎn)過(guò)程中的 溫度、壓力、流量、位移等模擬量采集、轉(zhuǎn)換成數(shù)字量后，再由計(jì)算機(jī)進(jìn)行存儲(chǔ)、處理、顯示或打印的過(guò)程。在工商業(yè)領(lǐng)域，主要是數(shù)據(jù)中心外包、 ASP、數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)、數(shù)據(jù)挖掘。單片機(jī)的應(yīng)用領(lǐng)域由傳統(tǒng)的一般控制轉(zhuǎn)變?yōu)閺?fù)雜的控制、數(shù)據(jù)處理以及數(shù)字信號(hào)處理（ DSP， Digital Signal Processing）等更為廣泛的領(lǐng)域。在生產(chǎn)過(guò)程中，應(yīng)用這一系統(tǒng)就可對(duì)生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)的工藝參數(shù)進(jìn)行采集、監(jiān)視和記錄，為提高產(chǎn)品質(zhì)量、降低成本提供信息手段。s daily life, SCM has wide application. SCM functional integration with the development, application areas have gradually from the traditional control, to control the expansion, data processing and digital signal processing (DSP, Digital Signal Processing), and other fields. Sunplus 16bit MCU is to adapt to this development and design. Key words: Data Acquisition 。各種電子表格數(shù)據(jù)都可以用它來(lái)完成。與此同時(shí)，將計(jì)算得到的數(shù)據(jù)進(jìn)行顯示或打印，實(shí)現(xiàn)對(duì)某些物理量的監(jiān)視，用于工業(yè)生產(chǎn)的自動(dòng)控制。 通過(guò)對(duì)采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行變換加工（例如求均值等），或在有關(guān)聯(lián)的數(shù)據(jù)之間進(jìn)行某些相互的運(yùn)算（例如 計(jì)算相關(guān)函數(shù)），從而得到能表達(dá)該函數(shù)內(nèi)在特征的二次數(shù)據(jù)。二次處理有各種數(shù)學(xué)的運(yùn)算，如微分、積分傅立葉變換等。標(biāo)度變換有多種形式，它取決于被測(cè)物理量所用的傳感器或變送器的類型。 2. 多項(xiàng)式變換法 有許多傳感器或變送器輸出的信號(hào)與被測(cè)參數(shù)之間的關(guān)系無(wú)法用解析式表達(dá)。要反復(fù)測(cè)量多次，以便求出一條比較精確的關(guān)系曲線。 ② 非等距離分段法 這種方法的特點(diǎn)是插值樣點(diǎn)的選取不是等距離的，而是根據(jù)關(guān)系曲線的形狀及其曲率變化的大小隨時(shí)修正樣點(diǎn)的選取距離。 所謂“數(shù)字濾波”，就是通過(guò)特定的計(jì)算程序處理，減少干擾信號(hào)在有用信號(hào)中所占的比例，故實(shí)質(zhì)上就是一種程序?yàn)V波。算術(shù)平均法對(duì)信號(hào)的平滑程度完全取決于 N 。而慣性濾波法是一種以數(shù)字形式實(shí)現(xiàn)低通濾波的動(dòng)態(tài)濾波方法，它能很好地克服上述缺點(diǎn)，在濾波常數(shù)的要求大的場(chǎng)合，這種方法尤為實(shí)用。在高、低數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)中，它都能削弱干擾，提高數(shù)據(jù)處理質(zhì)量。因此，在設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)采集與處理系統(tǒng)時(shí)，采用哪一種濾波方法，或者要不要數(shù)字濾波，一定要根據(jù)實(shí)驗(yàn)來(lái)確定，不要憑想象行事。’nSP ?內(nèi)核為中心集成不同規(guī)模的 ROM、 RAM和功能豐富的各種外設(shè)接口部件，如圖 ?！痭SP ?家族有以下特點(diǎn) : ? 、集成度高、可靠性好且易于擴(kuò)展 181。’nSP ?的指令系統(tǒng)提供具有較高運(yùn)算速度的 16位 16位的乘法運(yùn)算指令和內(nèi)積運(yùn)算指令，為其應(yīng)用增添了 DSP功能，使得 181。這對(duì)于其在野外作業(yè)等領(lǐng)域中的應(yīng)用具有特殊的意義。 性能 ? 16位 181。 此處以 LQFP80封裝管腳功能介紹。 圖 音頻電路 音頻電路由音頻輸出和音頻輸入兩部分組成。 圖 ICE接口電路 輸入輸出接口 輸入 /輸出接口（也可簡(jiǎn)稱為 I/O 口）是單片機(jī)與 外設(shè)交換信息的通道。 SPCE061A 提供了位控制結(jié)構(gòu)的 I/O 端口，每一位都可以被單獨(dú)定義用于輸入或輸出數(shù)據(jù)。 A 口的數(shù)據(jù)單元，用于向 A 口寫(xiě)入或從 A 口讀出數(shù)據(jù)。無(wú)效的 A/D模擬信號(hào) (超過(guò) VDD+ VSS– )將影響轉(zhuǎn)換電路的工作范圍，從而降低 ADC的性能。 在 ADC內(nèi)，由 DAC0和逐次 逼近寄存器 SAR(Successive Approximation Register) 組 成 逐 次 逼 近 式 模 擬 數(shù) 字 轉(zhuǎn) 換 器 (SAR ADC) 。當(dāng) MIC_In通道處于定時(shí)器鎖存狀態(tài)時(shí)，它可以優(yōu)先存取 ADC。注 意，供電復(fù)位后不論 ADC是否被啟用， VADC信號(hào)都預(yù)設(shè)為 ON。 內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)（畢業(yè)論文） 22 圖 片內(nèi)存儲(chǔ)器 SPCE061A的內(nèi)存地址映像如圖 。 用戶必須通過(guò)向 P_Flash_Ctrl (寫(xiě) ) ($7555H)單元寫(xiě)入 0xAAAA，來(lái)啟用閃存的存取功能。第一頁(yè)地址范圍： 0x8000~0x80FF，最后一頁(yè)的地 址范圍：0xFF00~0xFFFF。 閃存芯片的寫(xiě)入操作是自動(dòng)字節(jié)寫(xiě)入， 既可以循序?qū)懭?，也可指定地址?xiě)入。 RS232 接口電路 本系統(tǒng)的通訊部分 RS232 接口電路如圖 ，通訊接口采用標(biāo)準(zhǔn)的 232 接口電平，采用 HIN232 芯片作為電平轉(zhuǎn)換器件， RS232 接口電路可以提供串行通訊的傳輸距離。用戶可以通過(guò)對(duì)P_SystemClock單元編程完成對(duì)系統(tǒng)時(shí)鐘和 CPU時(shí)鐘頻率的定義。 顯示電路 本設(shè)計(jì)采用的顯示器件是 74LS164 和 7 位 LED 數(shù)碼管。因?yàn)?Watch Dog的溢出復(fù)位信號(hào) Watch Dog Reset是由 4Hz時(shí)基信號(hào)經(jīng) 4分頻之后產(chǎn)生的， 即每 4個(gè) 4Hz時(shí)基信號(hào) (1秒 )將會(huì)產(chǎn)生一個(gè) Watch Dog Reset信號(hào)，如圖 。 鍵 盤 掃 描 字 程 序鍵 盤 掃 描有 鍵 按 下 嗎 ？K e y 1 K e y 2 K e y 3語(yǔ) 音 處 理 子 程 序f l a g = 1 ?啟 動(dòng) K E Y 3 鍵顯 示 通 道 號(hào)Y確 認(rèn) 通 道N返 回f l a g = 1 ?通 道 號(hào) 循 環(huán) 顯 示YYNN圖 鍵盤掃描子程序流程圖 A/D 采樣、濾波子程序 SPCE061A 有 8 路可復(fù)用 10 位 ADC 通道，其中一路通道（ MIC_In）用于語(yǔ)音輸入，模擬信號(hào)經(jīng)過(guò)自動(dòng)增益控制和放大器放大后進(jìn)行 A/D 轉(zhuǎn)換。 8 91 065723 4AB1 11 2 1 3 1 41 51 6108 02 4 24 7 67 0 78 6 71 1 2 11 3 0 0T / 176。 A / D 采 樣 、 濾 波子 程 序?qū)?入 采 樣 通 道 號(hào) c h采 樣 次 數(shù) i = 1啟 動(dòng) A / D 轉(zhuǎn) 化A / D 轉(zhuǎn) 換 完 了 嗎 ？轉(zhuǎn) 換 結(jié) 果 送 m 中m 右 移 6 位i = i + 1求 和 s u m = s u m + mi 5 ?m = s u m / 5返 回 m 的 值NYNY 圖 采樣濾波子程序流程圖 線性化子程序 [2] 線性化是實(shí)現(xiàn)數(shù)字量向物理量轉(zhuǎn)變的重要過(guò)程，通過(guò)線性化程序把無(wú)確定意義的數(shù)字量轉(zhuǎn)換為具有一定意義的物理量，為以后的顯示提供數(shù)據(jù)來(lái)源。 圖 Dog的結(jié)構(gòu)和信號(hào)時(shí)序 內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)（畢業(yè)論文） 28 第四章 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) 4． 1 程序結(jié)構(gòu)說(shuō)明 主程序中除數(shù)據(jù)采集相關(guān)子程序外還包括數(shù)據(jù)處理相關(guān)子程序、性 化子程序、儲(chǔ)子程序、 顯 示子程序。 看門狗電路 Watch Dog是用來(lái)監(jiān)視系統(tǒng)的正常運(yùn)作。 CPU被喚醒后預(yù)設(shè)的時(shí)鐘頻率為 Fosc/8，用戶可以根據(jù)需要調(diào)整該值。 返回值：無(wú) PLL 鎖 相 環(huán) PLL鎖相環(huán)的作用是將系統(tǒng)提供的實(shí)時(shí)時(shí)鐘基頻 (32768Hz)進(jìn)行倍頻，調(diào)整至、 、 、 。例如擦除第 6頁(yè)[0x8500~0x85FF]流程如下：（ 1） 0x7555 ← 0xAAAA (2) 0x7555 ← 0x5511(3)