【文章內(nèi)容簡介】 于客戶端服務(wù)器結(jié)構(gòu)的 Windows 應(yīng)用程序、 Web 應(yīng)用程序、 SmartPhone 和 Pocket PC 應(yīng)用程序。 幾乎適用于任何類型應(yīng)用程序的“拖放式”用戶界面設(shè)計(jì)器。 包含一個(gè)用于測試 Web 應(yīng)用程序的內(nèi)置 Web 服務(wù)器，無需 IIS。 支持母板頁，用于跨 Web 應(yīng)用程序維護(hù)一致的外觀。 用于簡單、 直觀地進(jìn)行調(diào)試的“編輯并繼續(xù)”功能 KeilUvision3 介紹 KeilSoftware公司推出的 uVision3是一款可用于多種 8051MCU的集成開發(fā)環(huán)境(IDE)，該 IDE同時(shí)也是 PK51及其它開發(fā)套件的一個(gè)重要組件。除增加了源代碼、功能導(dǎo)航器、模板編輯以及改進(jìn)的搜索功能外， uVision3還提供了一個(gè)配置向?qū)Чδ埽铀倭藛?dòng)代碼和配置文件的生成。此外其內(nèi)置的仿真器可模擬目標(biāo) MCU，包括指令集、片上外圍設(shè)備及外部信號等。 uVision3 提供邏輯分析器，可監(jiān)控基于 MCUI/O引腳和外設(shè)狀態(tài)變化 下的程序變量。 Keil 提供了包括 C 編譯器、宏匯編、連接器、庫管理和一個(gè)功能強(qiáng)大的仿真調(diào)試器等在內(nèi)的完整開發(fā)方案，通過一個(gè)集成開發(fā)環(huán)境（ UVISION）將這些組合在一起。 Keil有以下幾個(gè)特點(diǎn)： 全功能的源代碼編輯器； 器件庫用來配置開發(fā)工具設(shè)置； 項(xiàng)目管理器用來創(chuàng)建和維護(hù)用戶的項(xiàng)目； 集成的 MAKE 工具可以匯編、編譯和連接用戶嵌入式應(yīng)用； 1 所有開發(fā)工具的設(shè)置都是對話框形式的； 1 真正的源代碼級的對 CPU和外圍器件的調(diào)試器； 1 高級 GDI(AGDI) 接口 用 來在 目 標(biāo)硬 件上 進(jìn) 行軟 件 調(diào)試 以及 和 Monitor51 進(jìn)行通信 其它 單片機(jī)下載驅(qū)動(dòng)軟件：將 Keil軟件編程代碼通過 USB石家莊鐵道大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 接口下載到主芯片 STC89C52中，從而實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的電壓數(shù)據(jù)采集工作。 串口調(diào)試助手 ：串口調(diào)試助手 300115200bps波特率，能設(shè)置校驗(yàn)、數(shù)據(jù)位和停止位，能以 ASCII碼或十六進(jìn)制接收或發(fā)送任何數(shù)據(jù)或字符（包括中文），可以任意設(shè)定自動(dòng)發(fā)送周期 ,并能將接收數(shù)據(jù)保存成文本文件，能發(fā)送任意大小的文本文 件。硬件連接方面，傳統(tǒng)臺式 PC機(jī)支持標(biāo)準(zhǔn) RS232接口 ，當(dāng)下帶有串口的 PC很少見，所以需要 usb/232轉(zhuǎn)換接口，并且安裝相應(yīng)驅(qū)動(dòng)程序。 第三章 數(shù)據(jù)采集 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng) 數(shù)據(jù)采集，又稱數(shù)據(jù)獲取，是利用一種裝置，從系統(tǒng)外部采集數(shù)據(jù)并輸入到系統(tǒng)內(nèi)部的一個(gè)接口。數(shù)據(jù)采集技術(shù)廣泛引用在各個(gè)領(lǐng)域。 70 年代初，隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)及大規(guī)模集成電路的發(fā)展，特別是微處理器及高速A/D轉(zhuǎn)換器的出現(xiàn)，數(shù)據(jù)采集系 統(tǒng)結(jié)構(gòu)發(fā)生了重大變革。原來由小規(guī)模集成的數(shù)字邏輯電路及硬件程序控制器組成的采集系統(tǒng)被微處理器控制的采集系統(tǒng)所代替。由微處理器去完成程序控制，數(shù)據(jù)處理及大部分邏輯操作，使系統(tǒng)的靈活性和可靠性大大地提高，系統(tǒng)硬件成本和系統(tǒng)的重建費(fèi)用大大地降低。 在該系統(tǒng)中需要將模擬量轉(zhuǎn)換為數(shù)據(jù)量，而 A/D 是將模擬量轉(zhuǎn)換為數(shù)字量的器件，他需要考慮的指標(biāo)有：分辨率、轉(zhuǎn)換時(shí)間、轉(zhuǎn)換誤差等等。而單片機(jī)是該系統(tǒng)的基本的微處理系統(tǒng)，它完成數(shù)據(jù)讀取、處理及邏輯控制，數(shù)據(jù)傳輸?shù)纫幌盗械娜蝿?wù)。在該系統(tǒng)中采用的是 PCF8591 系列的單片機(jī)。雙機(jī) 通信有兩種方式： RS232 標(biāo)準(zhǔn)接口串行通信和 PL2303 USB— UART通信，由芯片 RS232實(shí)現(xiàn)雙機(jī)的通信。而數(shù)據(jù)的顯示則采用的是 LED數(shù)碼管，該器件比較簡單，在生活中接觸也較多。 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)一般由信號調(diào)理電路，多路切換電路，采樣保持電路， A/D,單片機(jī)等組成。 完成畢業(yè)設(shè)計(jì)所需要的系統(tǒng)框圖如圖 所示： 石家莊鐵道大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 圖 系統(tǒng)框圖 方案論證 A/D 模數(shù)轉(zhuǎn)換的選擇 A/D轉(zhuǎn)換器的種類很多，就位數(shù)來說，可以分為 8位、 10位、 12 位和 16位等。位數(shù)越高其分辨率就越高，價(jià)格也就越貴。 A/D 轉(zhuǎn)換器型號很多，而其轉(zhuǎn)換時(shí)間和轉(zhuǎn)換誤差也各不相同。 (1)逐漸逼近式 A/D 轉(zhuǎn)換器：它是一種速度快、精度較高、成本較低的直接式轉(zhuǎn)換器，其轉(zhuǎn)換時(shí)間在幾微秒到幾百微秒之間。 (2)雙積分 A/D 轉(zhuǎn)換器：它是一種間接式的 A/D 轉(zhuǎn)換器，優(yōu)點(diǎn)是抗干擾能力強(qiáng)，精度比較高，缺點(diǎn)是數(shù)度很慢，適用于對轉(zhuǎn)換數(shù)度要求不高的系統(tǒng)。 (3)并行式 A/D 轉(zhuǎn)換器：它又被稱為 flash（快速）型，它的轉(zhuǎn)換數(shù)度很高，但她采用了很多個(gè)比較器，而 n位的轉(zhuǎn)換就需要 2n1個(gè)比較器，因此 電路規(guī)模也極大，價(jià)格也很貴，只適用于視頻 A/D轉(zhuǎn)換器等數(shù)度特別高的領(lǐng)域。 鑒于上面三種方案，在價(jià)格、轉(zhuǎn)換速度及應(yīng)用程度等多種標(biāo)準(zhǔn)考量下，在本設(shè)計(jì)選用的是逐漸逼近式 A/D轉(zhuǎn)換器 —— PCF8591 單片機(jī)的選擇 A/D轉(zhuǎn)換器 單片機(jī) 單片機(jī) LED 顯示器 滑動(dòng)變阻器調(diào)節(jié)按鍵 RS232 或 PL2303 采集信號 石家莊鐵道大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 單片機(jī)是一種面向大規(guī)模的集成電路芯片，是微型計(jì)算機(jī)中的一個(gè)重要的分支。此系統(tǒng)是由 CPU、隨即存取數(shù)據(jù)存儲器、只讀程序存儲器、輸入輸出電路（ I/O口），還有可能包括定時(shí) /計(jì)數(shù)器、串行通信口、 USB 接口、顯示驅(qū)動(dòng)電路（ LCD和 LED驅(qū)動(dòng)電路）、脈寬調(diào)制電路、模擬多路轉(zhuǎn)換器及 A/D 轉(zhuǎn)換器等電路集成到 一個(gè)單塊芯片上，構(gòu)成了一個(gè)最小但完善的計(jì)算機(jī)任務(wù)。單片機(jī)要使用特定的組譯和編譯軟件編譯程序，再用 Keiluvision3 把程序下載到單片機(jī)內(nèi)。 而本設(shè)計(jì)選用的是 STC89C52. 串行口的選擇 串行口我選用了標(biāo)準(zhǔn) RS232C接口，它是電平與 TTL電平轉(zhuǎn)換驅(qū)動(dòng)電路。常用的芯片是 MAX232， MAX232 的優(yōu)點(diǎn)是： （ 1）一片芯片可以完成發(fā)送轉(zhuǎn)換和接收轉(zhuǎn)換的雙重功能。 （ 2）單一電源 +5V 供電 （ 3）它的電路設(shè)計(jì)與連接比較簡單而且功能齊全。 我們還采用了 USBUART轉(zhuǎn)換電路進(jìn)行通行， USB接 口既可以為單片機(jī)提供電源也可以實(shí)現(xiàn)單片機(jī)與 PC機(jī)的的連接從而實(shí)現(xiàn)電壓值的接受與轉(zhuǎn)換。 LED 顯示部分 LED 數(shù)碼顯示管是一種由 LED 發(fā)光二極管組合顯示字符的顯示器件。它使用了 8個(gè) LED顯示管，其中 7個(gè)用于顯示字符， 1個(gè)用來顯示小數(shù)點(diǎn)，故通常稱之為八段發(fā)光二極管數(shù)碼顯示器。對 LED數(shù)碼顯示器的控制可以采用按時(shí)間向它提供具有一定驅(qū)動(dòng)能力的位選和段選信號。 LED數(shù)碼顯示有動(dòng)態(tài)掃描顯示法和靜態(tài)顯示。在單片機(jī)中，為了節(jié)省硬件資源，多采用動(dòng)態(tài)掃描顯示法。 按鍵 單片機(jī)中的復(fù)位方式有三種：手動(dòng) 按鈕復(fù)位、上電復(fù)位、積分型上電復(fù)位。我們采用的是手動(dòng)復(fù)位，把單片機(jī)內(nèi)部電路設(shè)置成為一個(gè)確定的狀態(tài)，所有的寄存器初始化。通過復(fù)位可以瞬間讓單片機(jī)處于初始狀態(tài)，轉(zhuǎn)動(dòng)滑動(dòng)變阻器后按復(fù)位鍵，電壓值會相應(yīng)的變?yōu)檎_的電壓值。 通信方式 計(jì)算機(jī)與計(jì)算機(jī)或計(jì)算機(jī)與終端之間的數(shù)據(jù)傳送可以采用串行通訊和并行石家莊鐵道大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 通訊二種方式。由于串行通訊方式具有使用線路少、成本低，特別是在遠(yuǎn)程傳輸時(shí)，避免了多條線路特性的不一致而被廣泛采用。在串行通訊時(shí)，要求通訊雙方都采用一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)接口，使不同的設(shè)備可以方便地連接起來進(jìn)行通訊。 RS232C接口（又稱 EIA RS232C）是目前最常用的一種串行通訊接口。 常用的串行通信方式有： UART 異步串行通信、 I2C 總線串行同步通信、 SPI串行總線同步通信。本實(shí)驗(yàn)中我們采用的是 I2C 通信。 1） UART 是單片機(jī)與 PC 之間的最簡單的通信方式之一，也是單片機(jī)之間常用通信。 2） I2C 總線是由數(shù)據(jù)線 SDA 和時(shí)鐘 SCL 構(gòu)成的串行總線，可發(fā)送和接收數(shù)據(jù)。 I2C 總線在傳送數(shù)據(jù)過程中共有三種特殊類型信號， 它們分別是：開始信號、結(jié)束信號和應(yīng)答信號。 SCL 線為高電平期間， SDA 線由高電平向低電平的變化表示起始信號； SCL 線為高電平期間， SDA 線由低電平向高電平的變化表示終止信號。 SCL為高電平期間，數(shù)據(jù)線上的數(shù)據(jù)必須保持穩(wěn)定，只有 SCL 信號為低電平期間， SDA狀態(tài)才允許變化。如圖所示： 3）該設(shè)計(jì)采用的是 I2C 通信的方式 石家莊鐵道大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 第四章 硬件部分 原理圖設(shè)計(jì) 該系統(tǒng)是一個(gè)主從式多路數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，主機(jī)和從機(jī)均用單片機(jī)實(shí)現(xiàn)，它的主機(jī)部分負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)處理和顯示，主機(jī)和從機(jī)之間用 USB— UART轉(zhuǎn)換電路 PL2303 進(jìn)行通信。它由 STC89C5 PL230 LED數(shù)碼顯示器組成。 由于單片機(jī)采用的是 USB接口供電，且單片機(jī)必須與 PC機(jī)保持串行通信，所以在本設(shè)計(jì)中采用了 PL2303的 USB— UART轉(zhuǎn)換電路進(jìn)行通信。所以通過 UART切換電路 PL2303的 USB— TX 端與 RS232的 USB— RX 端相連， PL2303的 USB— RX與 RS232的USB— TX 相連，從而實(shí)現(xiàn) USB— UART 的電路轉(zhuǎn)換。 晶振 類似單片機(jī)的心臟，是給單片機(jī)提供工作節(jié)拍的，旁邊的電容是起振作用。 STC89C52 的 XTAL1 端和 XTAL1 端與晶振相連。 STC89C52 的 P0 端的 8 個(gè) 端口與 74HC245 的 A1— A8 端口相連，以及與74HC138的 A0、 A A E3端口相連，從而實(shí)現(xiàn)對 4個(gè)數(shù)碼管的控制。 74HC245是方向可控的八路緩沖器，主要用于實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)總線的雙向異步通信。 STC89C52 中的 端與 24C01的 SDA端和 SCL端相連。 24C01是串行接口的 EEPROM存儲器，常用于存儲需要掉電保存的數(shù)據(jù)。同時(shí) STC89C52 中的 端與 端分別與PCF8591的 SDA端和 SCL端相連，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的發(fā)送與接受，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對電壓數(shù)值量的AD、 DA轉(zhuǎn)換，從而在 LED上顯示所采集電壓數(shù)據(jù)數(shù)值，而 PC機(jī)上的串口調(diào)試助手則顯示 16進(jìn)制的數(shù)值。原理圖如圖所示： 石家莊鐵道大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 1 2 3 4ABCD4321DCBAT i t l eN u m b e r R e v i s i o nS i z eA4D a t e : 2 2 M a y 2 0 1 2 S h e e t o f F i l e : F : \ 光盤資料 \ 數(shù)據(jù)采集電路圖 \ 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng) . d dbD r a w n B y :V C C1D_2D+3G N D4S6S5J 1 0U S B BF1F U S EL E D 1L E DR11K+ C11 0 0 u12J4P W R+C21 0 0 uC70 . 1 u FL E D 2L E DR21KC30 . 1 u FC40 . 1 u FC50 . 1 u FC60 . 1 u FDMDP+5abfcgde10985423abcdefg7dpdp1 6D S 4 L E D 7 S E Gabfcgde10985423abcdefg7dpdp1 6D S 3 L E D 7 S E Gabfcgde10985423abcdefg7dpdp1 6D S 2 L E D 7 S E Gabfcgde10985423abcdefg7dpdp1 6D S 1 L E D 7 S E GQ49 0 1 2Q39 0 1 2Q29 0 1 2Q19 0 1 2A12A23A34A45A56A67A78D I R1OE19A89B118B217B316B415B514B613B712B811V C C20G N D10U27 4 H C 2 4 5A01A12A23E14E25E36G N D8V C C16Y015Y114Y213Y312Y411Y510Y69Y77U37 4 H C 1 3 8V r e f