【文章內(nèi)容簡介】 圖 4 AD574引腳圖 figure of AD574 單片機以及外圍電路設(shè)計 單片機 是一種面向大規(guī)模的集成電路芯片，是微型計算機中的一個重要的分支，該系統(tǒng)是由 CPU、輸入輸出電路（ I/O 口）、定時 /計數(shù)器、串行通信口、顯示驅(qū)動電路（ LED 驅(qū)動電路）、多路開關(guān)以及 A/D 轉(zhuǎn)換器等電路集成到一個單塊芯片上的，構(gòu)成了一個最小但是完善的計算機任務(wù)，單片機要使用特定的組譯和編譯軟件編譯程序，故系統(tǒng)采用 AT89C51 單片機控制。 AT89C51 是一種帶 4K 字節(jié) FLASH 存儲器（ FPEROM— Flash Programmable and Erasable Read Only Memory）的低電壓、高性能CMOS 8 位 微處理器 ，俗稱 單片機 。 AT89C2051 是一種帶 2K 字節(jié) 閃存可編程可擦除 只讀存儲器 的 單片機 。 單片機 的可擦除 只讀存儲器 可以反復(fù)擦除 1000 次。該器件采用ATMEL 高密度非易失 存儲器 制造技術(shù)制造，與工業(yè)標準的 MCS51 指令集和輸出管腳相兼容。由于將多功能 8 位 CPU和閃爍 存儲器 組合在單個芯片中， ATMEL 的 AT89C51是一種高效微控制器， AT89C2051 是它的一種精簡版本 。 該單片機的主要性能特點有數(shù)據(jù)保留時間為 10 年，全靜態(tài)工作頻率為 024MHZ，三級程序存儲器鎖存， 32 可編程 I/O 線，兩個 16 位的定時計數(shù)器，可編程串行通道，片內(nèi)振蕩器和時鐘電路。 AT89C51單片機在該系統(tǒng)中外接 825 8155 以及 6244 各一片，并配合 74HC37 740 7407等實現(xiàn)數(shù)據(jù)處理和鍵盤顯示等功能，符合該設(shè)計的要求，其具體引腳圖如下所示。鍵盤是一種常見的輸入設(shè)備，用戶可以向計算機輸入數(shù)據(jù)或命令。根據(jù)按鍵的識別方法分類，有編碼鍵盤和非編碼鍵盤兩種。通過硬件識別的鍵盤稱為編碼鍵盤，通過軟 件識別的鍵盤稱為非編碼鍵盤。非編碼鍵盤有兩種接口方法，一種是獨立按鍵接口 ， 另一種是矩陣式按鍵接口。在單片機中，如果所需的按鍵較少，可采用獨立式按鍵。每 9 只按鍵接單片機的一條 I/O 線，通過對線的查詢，即可識別各按鍵的狀態(tài)。在單片機中，如若需要的按鍵較多時，采用矩陣式按鍵，這樣可以很大程度的節(jié)約硬件資源，在該系統(tǒng)中采用矩陣式按鍵方式，其具體接口圖如下圖所示。 可由穩(wěn)態(tài)翻轉(zhuǎn) 到暫穩(wěn)態(tài)。系統(tǒng)中采用的數(shù)據(jù)采集方式是八路信號同時采樣、分時轉(zhuǎn)換， AD574 對每路信號的轉(zhuǎn)換時間是 ， AD574 啟動后經(jīng)過 200ns 后出現(xiàn)下降 沿轉(zhuǎn)換開始。因此應(yīng)提供 AD574周期 2s 的脈沖，其中高電平持續(xù) 200ns，低電平持續(xù) 。 ，使交流和直流噪聲抗擾度被改善 400mV。 鎖存器 74HC373 為三態(tài)輸出的八 D 透明鎖存器 ,當(dāng)三態(tài)允許控制端 OE 為低電平時， O0 到 O7 為正常邏輯狀態(tài)，可用來驅(qū)動負載或總線。 當(dāng) OE 為高電平時， O0 到 O7 呈高阻態(tài)，即不驅(qū)動總線，也不為總線的負載，但鎖存器內(nèi)部的邏輯操作不受影響。 當(dāng)鎖存允許端 LE 為高電平時 ,O 隨數(shù)據(jù) D 而變。當(dāng) LE 為低電平時，O 被鎖存在已建立的數(shù)據(jù)電平 。其具體引腳圖如下所示。 圖 5 AT89C51引腳圖 Fig5. Pin figure of AT89C51 10 圖 6 矩陣式按鍵接口圖 Fig6. Matrix keyboard interface diagram LED顯示部分設(shè)計 此處省略 NNNNNNNNNNNN 字。如需要完整說明書和 設(shè) 計 圖紙等 .請聯(lián)系 扣扣： 九七 一 九二 零八零零 另提供全套機械畢業(yè)設(shè)計下載！ 該論文已經(jīng)通過答辯 計算子程序 根據(jù)建立的電壓、電流的有效值、有功功率、無功功率、實在功率、功率因數(shù)的數(shù)學(xué)模型，采用軟件實現(xiàn)了各電參量的測量。各計算子程序如下圖所示。 N 圖 13 計算 S的子程序 Y Calculate the Subroutine S 開始 取電壓電流采樣值 調(diào)乘法子程序 調(diào)加法子程序 加完 192 點 調(diào)除法子程序 開始 取 U、 I的值 調(diào)乘法子程序 結(jié)果送至 60H 返回 11 圖 12 計算 Urms (Irms)的子程序 Calculate the subroutine Urms (Irms) N Y 圖 15 計算 cos Φ 的子程序 Calculate subroutine the cos Φ 調(diào)開方子程序 結(jié)果送至 40H(50H) 返回 開始 取電壓、 電流采樣值 調(diào)乘法子程序 調(diào)求和子程序 加完 192 點 調(diào)除法子程序 結(jié)果送至 30H 開始 取 P、 S的值 調(diào)除法子程序 返回 結(jié)果送至 60H 12 圖 14 就算 P的子程序 Calculation the subroutine P Y N N 返回 開始 調(diào)用 DIS 延遲 6MS 二次調(diào)用 DIS 延遲 12ms 有鍵閉合否 有鍵閉合否 13 N Y 圖 16 鍵盤輸入子程序 Keyboard input subroutine 顯示子程序、鍵盤輸入子程序 顯示子程序一共使用了六位共陰極七段 LED顯示器，由 8155 的 A口作為掃描口，經(jīng)過反向驅(qū)動器 1206 接顯示器的各個段。程序采用動態(tài)顯示的方法，其功能是將顯示緩沖器 79H7EH 中的數(shù)據(jù)依次在顯示器上面顯示一遍。如若循環(huán)調(diào)用該子程序，則顯示緩沖器中的數(shù)據(jù)穩(wěn)定的在顯示器上面顯示一遍。鍵盤輸入子程 序采用循環(huán)查詢的方式判斷鍵盤上是否有鍵閉合，若判斷到有鍵閉合，再用延遲的方法去除鍵的機械抖動，采用識別的方法識別閉合鍵 N 所在的行號 X 和列號 Y，并根據(jù)以下公式計算出閉合鍵的鍵號： N=X 行首鍵號 +列號 Y。 5 結(jié)束語 三相異步電機電壓、電流及其參數(shù)的測試對電機的設(shè)計、研究及運行有著重要的指導(dǎo)作用。長期以來各種電機的測試設(shè)備一般都為單件的專用儀器，其工作方式也都是用手工操作、人工讀數(shù)和處理測量數(shù)據(jù)，這種情況下測試人員很辛苦，需要做的工作量很大，試驗一臺電機往往需要較多的時間，測試效率低下。因為測試時讀數(shù)的時間 不能夠完全統(tǒng)一，還有讀數(shù)記錄，計算中不可避免的存在人為誤差的存在，使測試的數(shù)據(jù)分散性較大，測試結(jié)果的精度較低。本系統(tǒng)針對以上情況，設(shè)計出了具有自動判斷閉合鍵號 堆棧 閉合鍵釋否 輸入鍵號 A 返回 14 測試功能的系統(tǒng)，提高了效率，彌補了傳統(tǒng)電機測試方法的不足。本文提出了一種由單片機控制的廉價設(shè)計方案。此方法以 AT89C51 單片機為核心，成本低廉、精度極高、采樣速度。系統(tǒng)的核心控制部分為數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的設(shè)計，該系統(tǒng)中提出了一種新的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的設(shè)計方法，本數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)與傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)相比較，具有采集數(shù)據(jù)快，采集精度高，實時性好的特點，采用 16 位單片機，高速采樣保 持器 LF398，以及轉(zhuǎn)換器 AD574，不僅實現(xiàn)了數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的最為關(guān)鍵的功能，而且在性能上有了明顯的提高。該數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)是一個獨立且通用的數(shù)據(jù)采集處理、分析系統(tǒng)，可廣泛用于實時監(jiān)控。同時，由于本人的能力和學(xué)習(xí)時間方面的限制，本論文肯定存在一些不合實際的觀點或漏洞，歡迎老師給予指導(dǎo)和批評，系統(tǒng)的部分設(shè)計還有待進一步的完善和調(diào)整，例如：外部環(huán)境對于該測量系統(tǒng)影響并沒有在文中反映出來；在編程方面，可以選擇可移植性更好、功能更強大的 Visual C++來完成。 6 參考文獻 [1] 嚴潔 .單片機原理及其接口技 術(shù) .機械工業(yè)出版社 .2020， 65105 [2] 范紅剛 .51單片機自學(xué)筆記 .北京航空航天大學(xué)出版社 .2020 [3] 高云 .基于 MSP430的溫室多路數(shù)據(jù)采集系統(tǒng) .農(nóng)機化研究 .2020， [4] 常鐵原，王欣，陳文軍 . 多路數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的設(shè)計 .電子技術(shù)應(yīng)用 .2020， [5] 葉紅海，李麗敏 .基于單片機的多路數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn) .2020， [6] 彭偉 .單片機 C語言程序設(shè)計實訓(xùn) 100例 .電子工業(yè)出版社 .2020， 4648， 104110 [7] 楊居義，楊曉琴，王益斌等 .單片機課程設(shè)計指導(dǎo) .清華大學(xué)出版社 .2020， 135141 [8] 劉剛，秦永左，朱杰斌 .單片機原理及應(yīng)用 .北京大學(xué)出版社 .2020， 7698， 134155 [9] 林祝亮，武林，楊金華 .基于雙單片機的多路數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)設(shè)計 .儀器儀表學(xué)報 .2020， [10] 元增民，張文希 .單片機原理與應(yīng)用基礎(chǔ) .國防科技大學(xué)出版社 .2020， 205266 [11] 王琳，商周，王學(xué)偉 .數(shù)據(jù)采集的發(fā)展及應(yīng)用 .電測與儀表 .2020， [12] 林毓梁 .51單片機，機械工業(yè)出版社 .2020 [13] 王熠東 .傳感器及應(yīng)用，機械工業(yè)出版社 .2020 [14] 李發(fā)海，王巖 .電機與拖動基礎(chǔ) .北京；清華大學(xué)出版社 .1997 [15]楊金巖，鄭應(yīng)強 .8051單片機數(shù)據(jù)傳輸接口擴展技術(shù)與應(yīng)用實例 .北京；人民郵電出版社 .2020 [16] 方叔同 .異步機測試技術(shù)與可靠性研究 .河北工業(yè)大學(xué)工學(xué)博士文 .2020 [17] 李仁定 .電機的微機控制 .北京；機械工業(yè)出版社 .1999