【正文】 ，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。通信在確認(rèn) CRC 數(shù)據(jù)位后停止。 硬件設(shè)計(jì) 1602 與 ATmega64 單片機(jī)如圖 313 所示。 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。 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。一個(gè)主控能夠控制信號(hào)的傳輸和時(shí)鐘頻率。 xx 大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 12 表 32 RS232 信號(hào)定義 名稱 說明 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。 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。 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。復(fù)位發(fā)生時(shí)端口為三態(tài)。 ： ? 上電復(fù)位以及可編程的掉電監(jiān)測(cè)。 ? 可以通過 SPI 實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)內(nèi)編程。引導(dǎo)程序可以使用任何接口來下載應(yīng)用程序到 Flash 存儲(chǔ)器。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。目前有的 DAS 產(chǎn)品精度已達(dá) 16 位，采集速度每秒達(dá)到幾十萬次以上。大約在 60 年代后期，國外就有成套的數(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)?；趯?duì)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)體 系結(jié)構(gòu)及功能要求的分析，本文設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)的采集系統(tǒng)采用 Atmega64 單片機(jī)為核心，擴(kuò)展了電源電路、復(fù)位電路、 LCD 接口電路以及監(jiān)控電路等，并配有標(biāo)準(zhǔn) RS232 及 RS422 串行通信接口。 should bine with the structure of concrete hardware and characteristics ofrelevant software to design the purpose of this thesis is to design a practicalrealtime data collection system. This thesis mainly discuss the design and realization of the data collection system whichrefers to the temperature、 humidity、 pressure inside the system is mainly used tofinish the data collection、 processing、 display and the correlative control and municationwith the the analysis of the system structure and function requirement,the system inthis thesis adopts the Atmega64 core,expands the power、 reset、 LCD interface circuit withstandard RS232 series municate the entironment the system in use isplex with serious should ensure the reliability and security besides the basicfunction in the design of the this thesis we discuss the antijamming measuresthrough hardware and talk about the realization of munication with the software design with assemble language,and adopts modularize framework design. Keywords Embedded System。 20 世紀(jì) 80 年代隨著計(jì)算機(jī)的普及應(yīng)用，數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)得到了極大的發(fā)展，開始出現(xiàn)了通用的數(shù)據(jù)采集與自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)。但是，并行總線系統(tǒng)在軍事等領(lǐng)域取得了成功的應(yīng)用。 本章小結(jié) 本章分成硬件總體設(shè)計(jì)和軟件總體設(shè)計(jì)兩部分介紹了整個(gè)系統(tǒng)，在硬件總體設(shè)計(jì)方面給出了系統(tǒng)各模塊框圖，軟件設(shè)計(jì)則給出主程序流程圖。 RISC 結(jié)構(gòu)： ? 130 條指令，大多數(shù)可以在一個(gè)時(shí)鐘周期內(nèi)完成。 ? 2 個(gè)具有預(yù)分頻器、比較功能和捕捉功能的 16 位定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器。 ? 通過熔絲位可以選擇 Atmega103 單片機(jī)兼容模式。作為輸入使用時(shí)，若內(nèi)部上拉電阻使能，則端口被外部電路拉低時(shí)將輸出電流。使用 ADC 時(shí)，應(yīng)該通過一個(gè)低通濾波器與 VCC 連接。但是單片機(jī)并沒 有 RS232 電氣接口，要進(jìn)行通信就必須要進(jìn)行接口擴(kuò)展。 MAX485 芯片簡(jiǎn)介 MAX485 的主要性能如下： 5V 電源； ~+12V 普通模式輸入電壓； ； ； MAX485 接口芯片采用半雙工通信方式，完成將 TTL 電平轉(zhuǎn)換為 RS422電平的功能。 ： SCL 為高電平時(shí)， SDA 由低電平向高電平跳變，結(jié)束傳輸數(shù)據(jù)。圖中 SHT75 的串行時(shí)鐘輸入線 SCK 與 PC3 相連，串行數(shù)據(jù)線 DATA 與 PC4 相連，使 PC3~PC4 模擬I2C 協(xié)議進(jìn)行通信。 xx 大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 20 獨(dú)立式按鍵的接法是在單片機(jī)的 I/O 口上接一個(gè)按鍵，每個(gè)按鍵對(duì)應(yīng)單片機(jī)的一個(gè)輸入端口，按鍵的另一端接電源或者數(shù)字地。 溫濕度及壓力數(shù)據(jù)采集模塊軟件設(shè)計(jì) SHT75 傳感器共有 5 條用戶命令具體命令格式如表 41 所示： 表 41 SHT75 傳感器命令列表 命令 代碼 功能 測(cè)量溫度 01111 測(cè)量溫度 測(cè)量濕度 00101 測(cè)量濕度 讀狀態(tài)寄存器 00111 讀狀態(tài)寄存器的內(nèi)容 寫狀態(tài)寄存器 00110 向狀態(tài)寄存器寫入命令 軟啟動(dòng) 11110 重啟芯片 SHT75 的具體命令順序如下： 傳輸開始。隨后設(shè)置濕度啟動(dòng)命令，轉(zhuǎn)換完成后，進(jìn)行濕度變換和濕度的補(bǔ)償計(jì)算。 (3)狀態(tài)字（ LSR） 狀態(tài)寄存器 LSR 用來向 CPU 提供接收和發(fā)送過程中產(chǎn)生的狀態(tài)，這些狀態(tài)可用于 CPU 查詢，如果允許中斷，也可引起中斷。 要實(shí)現(xiàn)單片機(jī)與 PC 際之間順利的通訊，首先要對(duì) PC 機(jī)串行接口由簡(jiǎn)單的了解， PC 的串行通訊接口使用的是 8 當(dāng)發(fā)出了溫濕度測(cè)量命令后，控制器需要等到測(cè)量完成，方可讀取結(jié)果。如圖 312 所示為 1602 引腳圖： D07D18D29D310D411D512D613D714RS4RW5EN6VDD2B L K15V03B L A16V S S1 312 1602 引腳圖 1602 采用標(biāo)準(zhǔn)的 16 腳接口。 DH 公司采用數(shù)字式石英壓力傳感器研制生產(chǎn)多量程（三量程或六量程） 的手動(dòng)或自動(dòng)數(shù)字式壓力計(jì)。芯片與單片機(jī)之間使用 I2C 接口通信，接口電路簡(jiǎn)單、操作方便，適合存儲(chǔ)單片機(jī)系統(tǒng)中一些重要的數(shù)據(jù)。接口電路見附錄 C. 外存儲(chǔ)器擴(kuò)展 I2C 總線簡(jiǎn)介 I2C（ InterIntegrated Circuit）總線是一種 Philips 公司開發(fā)的兩線式串行總線，用于連接微控制器及其外圍設(shè)備。 RS232C 采用負(fù)邏輯，規(guī)定 +3V～ +15V 任意電壓表示邏輯 0（或信號(hào)有效）， 3V～ 15V 任意電壓表示邏輯 1（或信號(hào)無效）。 C22 2 p FC32 2 p FY18 M H z 圖 32 時(shí)鐘電路與 Atmega64 連接圖 晶振 Y1 的頻率范圍為 0~16MHz，本系統(tǒng)中采用 8MHz 的晶振頻率，電容器 C C2 均為 22pF。其輸出緩沖器具有對(duì)稱的驅(qū)動(dòng)特性，可以輸出和吸收大電流。 ATmega64單片機(jī)引腳功能 ：數(shù)字電路的電源。 ? 面向字節(jié)的兩線接口 （ TWI） 。 ? 具有獨(dú)立鎖定位、可選擇的啟動(dòng)代碼區(qū)，通過片內(nèi)的啟動(dòng)程序?qū)崿F(xiàn)系統(tǒng)內(nèi)編程真正的讀 —修改 —寫操作。這種結(jié)構(gòu)大大提高了代碼效率，并且具有比普通的復(fù)雜指令集處理器高 10 倍的數(shù)據(jù)吞吐率。它的主要功能是完成數(shù)據(jù)采集、處理、顯示、控制以及與 PC 機(jī) 之間的通信等。第二類系統(tǒng)在工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用較多。數(shù)據(jù)采集是信號(hào)與信息采集學(xué)科的一個(gè)重要組成部分，也是諸多計(jì)算機(jī)領(lǐng)域中最為活躍的領(lǐng)域之一。 xx 大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 I 基于 AVR單片機(jī)的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)設(shè)計(jì) 摘要 近年來，隨著嵌入式微處理器的快速發(fā)展，單片機(jī)系統(tǒng)得到了廣泛的應(yīng)用。 近年來隨著微電子技術(shù)的迅速發(fā)展和大規(guī)模集成電路的出現(xiàn)，特別是高性能單片機(jī)的出現(xiàn)，正引起數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)領(lǐng)域內(nèi)的一場(chǎng)新的技術(shù)革命。這種接口系統(tǒng)采用積木式結(jié)構(gòu)，把相應(yīng)的接口卡裝在專用的機(jī)箱內(nèi)，然后由一臺(tái)計(jì)算機(jī)控制。 課題設(shè)計(jì)內(nèi)容 課題主要對(duì)土壤內(nèi)部溫度、濕度、壓力數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的進(jìn)行設(shè)計(jì)。所有的寄存器都直接與邏輯單元（ ALU）相連接，使 得一條指令可以在一個(gè)時(shí)鐘周期內(nèi)同時(shí)訪問兩個(gè)獨(dú)立的寄存器。 ； ? 64KB 的系統(tǒng)內(nèi)可編程 Flash 存儲(chǔ)器 ， 壽命為 10000 次寫 /擦出周期。 ? 8 路 10 位 ADC： 8 個(gè)單端通道； 7 個(gè)差分通道； 2 個(gè)具有可編程增益（ 1倍、 10 倍、 200 倍）的差分通道。 ： 0~16MHz。 G（ PG4~PG0）：端口 G 為 5 位雙向 I/O 端口，并具有可編程的內(nèi)部上拉電阻。 xx 大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 10 系統(tǒng)時(shí)鐘電路 AVR 單片機(jī)的時(shí)鐘信號(hào)通常有兩種產(chǎn)生方式：一是內(nèi)部時(shí)鐘方式；二是外部時(shí)鐘方式，本課題采用內(nèi)部時(shí)鐘方式，如圖 32。由于通信設(shè)備廠商都生產(chǎn)與 RS232C 制式兼容的通信設(shè)備，因此，它作為一種標(biāo)準(zhǔn)，目前已在微機(jī)通信接口中廣泛采用。 RS422 與 RS232 電平轉(zhuǎn)換接口使用 MAX232 和 MAX485 實(shí)現(xiàn)。具有結(jié)構(gòu)緊湊、存儲(chǔ)容量大等優(yōu)點(diǎn)。 派若斯（ Paroscientific）公司的 740 和 760 系列數(shù)字式石英壓力計(jì)，由于其 xx 大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 18 精度、穩(wěn)定性、可靠性等性能突出，在國際上被用作壓力傳遞標(biāo)準(zhǔn)。背光燈有黃綠色、白色等。 。 串口通訊過程的順利完成，通訊雙方不但要在硬件接口標(biāo)準(zhǔn)上共同遵守某種約定，而且還必須對(duì)數(shù)據(jù)格式、同步方式、傳送速度、傳送步驟、糾錯(cuò)方式以及控制字符定義等問題作出統(tǒng)一的規(guī)定，即通訊協(xié)議，而這些工作是通過軟件編程實(shí)現(xiàn)。 完成 PC 和單片機(jī)的串行雙工通信，要求單片機(jī)發(fā)送的數(shù)據(jù)能顯示在 PC 的屏幕上，采用查詢方式，波特率為 1200，具體發(fā)送流程圖如圖 43 所示。設(shè)置 SHT75 為 +5V電源下， 14 位精度的溫度測(cè)量和 12 位精度的濕度采集 。 ，首先發(fā)出 “傳輸開始 ”命令，命令包括 SCK 為高時(shí)， DATA由高電平變?yōu)榈碗娖?，并在下一個(gè) SCK 為高時(shí)將 DATA 置為高。為了保證電平的有效性，按照?qǐng)D 311 的接線方式，對(duì)每一路的按鍵都需要加一個(gè)上拉電