【正文】 ......................................................................................... 16 SHT75 的主要性能 .................................................................................. 16 硬件設(shè)計(jì) .................................................................................................. 17 壓力采集端設(shè)計(jì) ............................................................................................. 17 ATmega64 單片機(jī)概述 ............................................................................. 17 26PCB 壓力傳感器簡(jiǎn)介 .......................................................................... 18 xx 大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 IV 鍵盤接口設(shè)計(jì) ................................................................................................. 19 顯示接口設(shè)計(jì) ................................................................................................. 20 LCD1602 簡(jiǎn)介 .......................................................................................... 20 硬件設(shè)計(jì) .................................................................................................. 21 本章小結(jié) ......................................................................................................... 21 第 4章 軟件設(shè)計(jì) ...................................................................................................... 22 軟件總體設(shè)計(jì)框架 ......................................................................................... 22 溫濕度及壓力數(shù)據(jù)采集模塊軟件設(shè)計(jì) ......................................................... 23 標(biāo)準(zhǔn) RS232 及 RS422 接口擴(kuò)展軟件設(shè)計(jì) ................................................ 24 RS232 接口擴(kuò)展軟件設(shè)計(jì) ...................................................................... 24 RS422 接口擴(kuò)展軟件設(shè)計(jì) ...................................................................... 27 片外存儲(chǔ)器擴(kuò)展軟件設(shè)計(jì) ............................................................................. 28 鍵盤及顯示模塊軟件設(shè)計(jì) ............................................................................. 28 鍵盤讀取程序設(shè)計(jì) .................................................................................. 28 LCD 顯示子程序設(shè)計(jì) .............................................................................. 29 本章小結(jié) ......................................................................................................... 30 結(jié)論 ............................................................................................................................ 31 致謝 ............................................................................................................................ 32 參考文獻(xiàn) .................................................................................................................... 33 附錄 A ........................................................................................................................ 34 附錄 B ........................................................................................................................ 37 附錄 C ........................................................................................................................ 40 附錄 D ........................................................................................................................ 41 xx 大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 1 第 1章 緒論 課題背景 在實(shí)際的生活與工作中，我們常常需要到工作現(xiàn)場(chǎng)和野外進(jìn)行數(shù)據(jù)采集及相關(guān)的處理，計(jì)算機(jī)雖然具有強(qiáng)大的數(shù)據(jù)處理和分析能力，但我們不能把計(jì)算機(jī)搬到現(xiàn)場(chǎng)，這是因?yàn)橛?jì)算機(jī)除了體積大、攜帶不方便外，更因?yàn)樗目垢蓴_能力差以及對(duì)工作環(huán)境質(zhì)量要求高等缺點(diǎn)，使計(jì)算機(jī)無(wú)法在某些環(huán)境惡劣的場(chǎng)合下工作。大約在 60 年代后期，國(guó)外就有成套的數(shù)據(jù)采集設(shè)備產(chǎn)品進(jìn)入市場(chǎng)，此階段的數(shù)據(jù)采集設(shè)備和系統(tǒng)多屬于專用的系統(tǒng)。這類系統(tǒng)主要用于實(shí)驗(yàn)室，在工業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)也有一定的應(yīng)用。目前有的 DAS 產(chǎn)品精度已達(dá) 16 位，采集速度每秒達(dá)到幾十萬(wàn)次以上。其在工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)采集和控制等眾多領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。采用 MAX232 電平轉(zhuǎn)換芯片擴(kuò)展標(biāo)準(zhǔn) RS232 接口，采用 MAX485 芯片擴(kuò)展標(biāo)準(zhǔn) RS422 接口，通過(guò)標(biāo)準(zhǔn) RS232 接口和 RS422 接口實(shí)現(xiàn)單片機(jī)采集系統(tǒng)和 PC 機(jī)的數(shù)據(jù)通信。由于其先進(jìn)的指令集及單周期指令執(zhí)行時(shí)間， Atmega64 單片機(jī)的數(shù)據(jù)吞吐率高達(dá)1MIPS/MHz，故可以減緩系統(tǒng)的功耗和處理速度之間的矛盾。引導(dǎo)程序可以使用任何接口來(lái)下載應(yīng)用程序到 Flash 存儲(chǔ)器。 ? 工作于 16MHz 時(shí) 性能高達(dá) 16MIPS。 ? 可以通過(guò) SPI 實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)內(nèi)編程。 ? 6 路分辨率可編程（ 1~16 位）的 PWM。 ： ? 上電復(fù)位以及可編程的掉電監(jiān)測(cè)。 ? 64 引腳 TQFP 與 64 引腳 MLF 封裝。復(fù)位發(fā)生時(shí)端口為三態(tài)。端口 F 也可以作為 JTAG 接口。 xx 大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 9 圖 31 Atmega64 引腳圖 A、 B、 C、 D、 E、 F、 G：都可作為第二引腳試用 ：復(fù)位輸入引腳。在上電復(fù)位時(shí)，保持 PEN 為高電平，將使器件進(jìn)入 SPI 串行下載模式。 LM7805CK 是常見的三端穩(wěn)壓器件，如圖 34 所示， 它 具有良好的溫度系數(shù)，應(yīng)用范圍很廣。它適于數(shù)據(jù)傳輸速率在 0～20xx0bps 的通信。 xx 大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 12 表 32 RS232 信號(hào)定義 名稱 說(shuō)明 FG 信號(hào)地，該引腳為所有電路提供參考電位 TXD 數(shù)據(jù)發(fā)送引腳，數(shù)據(jù)傳送時(shí)，數(shù)據(jù)由此引腳發(fā)出，在不傳送數(shù)據(jù)時(shí)，異步串行通信接口維持該腳為邏輯 “1” RXD 數(shù)據(jù)接收引腳 RTS 要求發(fā)送數(shù)據(jù)，用于通知 Modem 計(jì)算機(jī)請(qǐng)求發(fā)送數(shù)據(jù) CTS 回應(yīng)對(duì)方發(fā)送的 RTS 的發(fā)送許可，告訴對(duì)方可以發(fā)送 DSR 告知本機(jī)在待命狀態(tài)，用于通知計(jì)算機(jī) ， Modem 準(zhǔn)備好 DTR 告訴數(shù)據(jù)終端處于待命狀態(tài) CD 載波檢出，用于確認(rèn)是否收到 Modem 的載波 RI 振鈴信號(hào)指示引腳，用于通知計(jì)算機(jī)有來(lái)自電話網(wǎng)的 RS232接口的電氣規(guī)范 表 33 給出了 RS232 總線的電氣規(guī)范，從表中可以看出 RS232 采用負(fù)邏輯，其中邏輯 “1”為 5 ~ 15V ，邏輯 “0”為 +5 ~ +15V。在 PC 機(jī)端，使用電平轉(zhuǎn)換接口將 RS422 電平轉(zhuǎn)換為 PC 機(jī) 能夠識(shí)別的 RS232 電平 圖 36 MAX485 與 ATmega64 單片機(jī)及 PC 機(jī)的連接圖 在圖 中，單片機(jī)的 PD4 口控制 MAX485 的 DE 和 /RE 端口，以實(shí)現(xiàn)接收和發(fā)送控制。一個(gè)主控能夠控制信號(hào)的傳輸和時(shí)鐘頻率。 AT24C64簡(jiǎn)介 AT24C64 是 ATMEL 公司的兩線制串行 E2PROM 芯片。 V C C8WP7S C L6S D A5A01A12A23GND4A T 24 C 6 41 0KV C C( S D A / I N T 1 ) P D 1( S C L / I N T 0 ) P D 0 圖 38 ATmega64 與 AT24C64 硬件連接圖 溫濕度采集端設(shè)計(jì) 本采集系統(tǒng)采用 SHT75 溫濕度傳感器。 數(shù)字壓力計(jì)是以壓力傳感器為感應(yīng)元件。 引腳 1：電源（ VDD）； 引腳 2：輸出（ +）； 引腳 3：輸出（ ）； 引腳 4：接地（ VDD） + 2 4V C C1GND3 圖 310 26PC 引腳圖 鍵盤接口設(shè)計(jì) 鍵盤是單片機(jī)系統(tǒng)中進(jìn)行人機(jī)對(duì)話的基本接口，是單片機(jī)系統(tǒng)數(shù)據(jù)輸入的重要方式。 顯示接口 設(shè)計(jì) LCD1602簡(jiǎn)介 1602 是典型的字符點(diǎn)陣 LCD，可以顯示 16 位 2 行共 32 個(gè)字符。 硬件設(shè)計(jì) 1602 與 ATmega64 單片機(jī)如圖 313 所示。 。通信在確認(rèn) CRC 數(shù)據(jù)位后停止。 壓力采集端采用 26PCB 壓力傳感， 26PC 壓力傳感器輸出的模擬信號(hào)可通過(guò)單片機(jī)的 ADC 接口直接輸入單片機(jī)進(jìn)行轉(zhuǎn)化，并進(jìn)行相應(yīng)的控制操作，溫濕度及壓力采集程序流程圖 42 所示 圖 42 采集程序流程圖 標(biāo)準(zhǔn) RS232及 RS422接口擴(kuò)展軟件設(shè)計(jì) RS232接口擴(kuò)展軟件設(shè)計(jì) 在 PC 內(nèi)接有 PC16550（和 8250 兼容）串行接口、 EIATTL 的電平轉(zhuǎn)換器系統(tǒng)啟動(dòng) 系統(tǒng)初始化 啟動(dòng)溫濕度及壓力采集 是否接到采集命令？ 送顯示并存儲(chǔ) 送顯示并存儲(chǔ)？ xx 大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 25 和 RS232C 連接器，除鼠標(biāo)占用一個(gè)串行口以外，還留有兩個(gè)串行口給用 戶，這就是 COM1(地址 3F8H～ 3FFH)和 COM2(地址 2F8H～ 2FFH)，通過(guò)這兩個(gè)口，可以連接 Modem 和電話線進(jìn)入互聯(lián)網(wǎng)，也可以連接其他的串行通訊設(shè)備，如單片機(jī)、仿真器等。 ，先查狀態(tài)寄存器 LSR 的 D5 位（ THRE 位），發(fā)送保存寄存器為空（ THRE=1）才能發(fā)送。 單片機(jī)采用方式 雙工通訊，波特率 1