【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 和單片機(jī)的T0計(jì)數(shù)器引腳，將BUSY 與INT0相連，設(shè)置T0高電平開(kāi)始計(jì)數(shù)，停止的觸發(fā)方式為下降沿觸發(fā)。在A/D轉(zhuǎn)換期間，BUSY引腳一直是輸出高電平，在高電平期間用T0對(duì)時(shí)鐘信號(hào)進(jìn)行計(jì)數(shù)，BUSY信號(hào)的下降沿到來(lái)時(shí)，計(jì)數(shù)停止。計(jì)數(shù)個(gè)數(shù)減去10001，則是電壓的數(shù)字量。中斷后，關(guān)掉計(jì)數(shù)器T0控制位TR0，讀取TH0和TL0的值到變量COUNT后，對(duì)TH0和TL0進(jìn)行再次賦初值，打開(kāi)計(jì)數(shù)控制位TR0。進(jìn)入中斷關(guān)計(jì)數(shù)讀出計(jì)數(shù)個(gè)數(shù)TH0,TL0賦初值開(kāi)計(jì)數(shù)中斷返回 ICL7135 A/D轉(zhuǎn)換流程圖 電阻測(cè)量模塊程序流程圖在電阻測(cè)量程序中，我們將被測(cè)電阻放在放大器的反饋通路上，將流過(guò)的電壓值輸入到ICL7135中，轉(zhuǎn)化為對(duì)應(yīng)的數(shù)字量，利用單片機(jī)的計(jì)數(shù)器0中斷來(lái)得到對(duì)應(yīng)的模擬量的值，當(dāng)所測(cè)的模擬量小于設(shè)定的閥值時(shí)，我們減小檔位，當(dāng)測(cè)得的模擬量的值大于閥值時(shí)，我們?cè)龃髾n位，選擇好對(duì)合適的檔位之后，我們將測(cè)得數(shù)值進(jìn)行碼制轉(zhuǎn)換之后，送給LCD1602顯示。YNYN電阻測(cè)量子程序入口初始化計(jì)數(shù)器開(kāi)啟A/D是否切換檔位檔位正確？數(shù)據(jù)處理出口 、電流測(cè)量模塊程序流程圖在電壓測(cè)量程序設(shè)計(jì)過(guò)程中我們通過(guò)所得的模擬量的值和檔位共同來(lái)選擇適當(dāng)?shù)臏y(cè)量檔位，盡量保證測(cè)量值能在滿偏刻度值的2/3處（相對(duì)于指針式萬(wàn)用表）。 子程序入口初始化計(jì)數(shù)器開(kāi)啟A/D讀計(jì)數(shù)器的值是否切換檔位檔位正確？數(shù)據(jù)處理出口NYYN在頻率測(cè)量模塊程序設(shè)計(jì)中，我們不需要將其進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)化，而是要通過(guò)由兩個(gè)74ls90級(jí)聯(lián)組成的分頻器，以便我們通過(guò)定時(shí)器計(jì)數(shù)來(lái)得到對(duì)應(yīng)的頻率大小，分頻器來(lái)提供我們選擇的頻率倍數(shù)，為了是萬(wàn)用表能顯示合適的大小，我們選擇量程閥值為1000和19999，同時(shí)和當(dāng)前量程標(biāo)志共同來(lái)選擇合適的量程，以保證萬(wàn)用表能得到比較可靠的測(cè)量結(jié)果。入口設(shè)置定時(shí)器0，計(jì)數(shù)器1讀計(jì)數(shù)器1的值是否切換檔位？檔位正確？數(shù)據(jù)處理出口NYYN 測(cè)量頻率模塊子程序流程圖 LCD1602液晶顯示子程序設(shè)計(jì)在主程序中調(diào)用LCD顯示子程序。LCD顯示程序分兩個(gè)步驟：一是寫命令，二是寫顯示數(shù)據(jù)。寫命令和寫數(shù)據(jù)時(shí)序不同，寫命令時(shí)：先將命令字送地址0x800f，地址鎖存后，然后設(shè)置時(shí)序RS=0,R/W=0,讀取忙標(biāo)志位BF，經(jīng)過(guò)延時(shí)后，接著發(fā)下一條命令。寫數(shù)據(jù)時(shí)：先將欲顯示的數(shù)據(jù)送到地址0x840f，然后設(shè)置時(shí)序RS=1,R/W=0,E下降沿，讀取忙標(biāo)志位BF，延時(shí)后進(jìn)行下一個(gè)數(shù)據(jù)的發(fā)送。在顯示的子程序中，先要將整形或者浮點(diǎn)型數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為可顯示字符，：子程序入口寫命令寫數(shù)據(jù)忙？顯示完？返回主程序延時(shí)NNYY LCD1602顯示程序設(shè)計(jì)流程圖 上位機(jī)串口程序流程圖在串口程序的設(shè)計(jì)中，我們要求當(dāng)上位機(jī)發(fā)送測(cè)電流命令時(shí)，發(fā)送字符串0；選擇測(cè)電壓時(shí)，發(fā)送字符串1；選擇測(cè)電阻時(shí)，發(fā)送字符串2；選擇測(cè)電容時(shí)，發(fā)送字符串3；選擇測(cè)頻率時(shí)，發(fā)送字符串4；單片機(jī)接收命令后，判斷到底是調(diào)用哪個(gè)模塊程序，待單片機(jī)運(yùn)行完后，又要將得到的測(cè)量值通過(guò)串口發(fā)送給上位機(jī)，使得上位機(jī)和LCD同時(shí)顯示測(cè)量值。初始化定時(shí)器1設(shè)置波特率上位機(jī)顯示測(cè)量值YN向單片機(jī)發(fā)送命令串口數(shù)據(jù)是否發(fā)送完讀取數(shù)據(jù) 串口程序設(shè)計(jì)框圖5系統(tǒng)調(diào)試調(diào)試分為硬件調(diào)試，軟件調(diào)試。調(diào)試因該先硬后軟，在硬件平臺(tái)實(shí)現(xiàn)的基礎(chǔ)上進(jìn)行軟件調(diào)試。在進(jìn)行系統(tǒng)調(diào)試之前，先要進(jìn)行模塊調(diào)試。模塊調(diào)試時(shí)，采取焊接一塊，調(diào)試一塊。首先焊接電源，其次是各個(gè)功能模塊。模塊調(diào)試完成后，再進(jìn)行系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)試。在調(diào)試過(guò)程中，需要用到的儀器有數(shù)字示波器YB4324，六位半高精度數(shù)字萬(wàn)用表MS8050，函數(shù)信號(hào)發(fā)生器。電源分模擬電源和數(shù)字電源兩部分。分別為系統(tǒng)模擬部分和數(shù)字部分提供電壓。模擬電源部分將交流市電變壓、穩(wěn)壓后分別產(chǎn)生+9V,9V,+5V,5V電壓。其中+9V,9V是為放大器TL084提供電壓的。+5V,5V為ICL7135芯片供電。接通模擬電源，在不連接集成芯片條件下，測(cè)各器件電源管腳處的電壓。數(shù)字電路電源主要通過(guò)對(duì)外部輸入的9V交流電壓進(jìn)行穩(wěn)壓后輸出5V電壓。提供單片機(jī)電源、CD74HC74芯片電源、MAX232芯片電源和LCD1602電源。將數(shù)字電源通電后測(cè)試各個(gè)數(shù)字芯片的電源電壓。 數(shù)字電路調(diào)試測(cè)量芯片電源電壓正常后，插上數(shù)字芯片。將LCD1602的1到16引腳通過(guò)插針引出，LCD1602的3腳直接接地，15腳背光正極接VCC，16腳背光負(fù)極接地，其它管腳插到STC89C52RC單片機(jī)對(duì)應(yīng)I/O口上。檢查電路連接正確后，接上電源。測(cè)試到LCD1602的1腳為0V，2腳為+5V，通過(guò)串口下載接口，下載LCD測(cè)試程序到單片機(jī)進(jìn)行測(cè)試。測(cè)試單片機(jī)ALE管腳有2M頻率的信號(hào)輸出，程序運(yùn)行后LCD1602顯示字符。說(shuō)明數(shù)字電路塊調(diào)試通過(guò)。 ICL7135轉(zhuǎn)換電路調(diào)試接通電源，測(cè)量ICL7135芯片第11腳電壓為+。再檢測(cè)CLKIN管腳有信號(hào)輸入，頻率為500KHz,而且BUSY信號(hào)有電平變化。證明ICL7135芯片工作正常。此時(shí)調(diào)節(jié)ICL7135參考電壓輸入為1V。 TL084放大電路調(diào)試，、進(jìn)行調(diào)試10B放大。接通電源，在TL084放大器的信號(hào)輸入端加上一個(gè)02V之間的信號(hào)作為輸入。然后測(cè)量第1腳、第7腳、第8腳、第14腳的電壓輸出，對(duì)照TL084連接電路計(jì)算出所測(cè)輸出與輸入關(guān)系與放大系數(shù)基本滿足。但是當(dāng)無(wú)輸入時(shí)依然存在一定輸出電壓，說(shuō)明電路中有一定失調(diào)電壓。在初始調(diào)試時(shí)，發(fā)現(xiàn)輸入為零時(shí)，輸出也高達(dá)7V，檢測(cè)很久也不知道怎么回事，后來(lái)用萬(wàn)用表檢查發(fā)現(xiàn)，電路板有一處錯(cuò)誤，R15的一端放在了焊盤9V上，導(dǎo)致輸出錯(cuò)誤。將線截?cái)?，重新連線后，放大電路正常工作。在本次設(shè)計(jì)中，我們只用到了10倍放大。測(cè)試時(shí)，,調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器，使輸出為5V。 測(cè)電阻模塊調(diào)試 首先檢測(cè)各個(gè)芯片上是否電壓正常，再插上芯片，進(jìn)行測(cè)試。接下來(lái)測(cè)穩(wěn)壓管LM336是否有穩(wěn)壓輸出，調(diào)節(jié)電位器，用高精度萬(wàn)用表測(cè)量穩(wěn)壓輸出為1V,電壓準(zhǔn)確與否關(guān)系到測(cè)量電阻的精度。將被測(cè)電阻接入到測(cè)量回路中，ESKi1端接高電平，觀察放大器是否有輸出。 測(cè)頻模塊調(diào)試輸入方波信號(hào)，在節(jié)點(diǎn)F1,F2，F(xiàn)3用示波器觀察是否有輸出，有F1=10F2=100F3。 精密整流模塊調(diào)試在此模塊中，在兩個(gè)運(yùn)放的電源電源電壓正常的情況下，節(jié)點(diǎn)ADIN輸入Vpp=5V的正弦波，通過(guò)示波器可以觀察到ADOUT端有直流電壓輸出。 軟件測(cè)試結(jié)果在軟件調(diào)試過(guò)程中，我們用一個(gè)方波信號(hào)模擬ICL7135轉(zhuǎn)換之后的信號(hào)，給定時(shí)器T0外加時(shí)鐘脈沖技術(shù)，對(duì)測(cè)試結(jié)果進(jìn)行軟件仿真，對(duì)程序進(jìn)行調(diào)試，外部中斷設(shè)置為上升沿觸發(fā)，同時(shí)定時(shí)器0，開(kāi)始計(jì)數(shù)，用計(jì)數(shù)值減去10001，就得到對(duì)應(yīng)的模擬量輸入值，測(cè)得結(jié)果如下圖所示。在各個(gè)模塊調(diào)試和系統(tǒng)調(diào)試成功后，對(duì)數(shù)字萬(wàn)用表進(jìn)行標(biāo)定，測(cè)試，了解測(cè)量精度。給出設(shè)計(jì)測(cè)量參數(shù)等。用220v轉(zhuǎn)15v變壓器，通過(guò)電容的濾波，用數(shù)字萬(wàn)用表直流電壓20V檔測(cè)得三端集成穩(wěn)壓器7805，7905,7809,,輸出電壓滿足測(cè)量要求。 電參數(shù)測(cè)試數(shù)據(jù)在電參數(shù)測(cè)試中，我們用普通電容，電阻來(lái)測(cè)量，再用6位半高精度的數(shù)字萬(wàn)用表進(jìn)行測(cè)得的值作為真值，所測(cè)七組數(shù)據(jù)如下： 電容測(cè)試測(cè)量值（uF）標(biāo)準(zhǔn)值(uF)誤差(%)測(cè)量值(v)標(biāo)準(zhǔn)值(v)誤差(%)測(cè)量值（V）標(biāo)準(zhǔn)值(V)誤差（%）11標(biāo)準(zhǔn)值（mA）測(cè)量值(mA)誤差(%)標(biāo)準(zhǔn)值(mA)測(cè)量值(mA)誤差(%)標(biāo)準(zhǔn)值(HZ)測(cè)量值(HZ)誤差(%) 電阻測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)值(Ω)測(cè)量值(Ω)誤差(%)6結(jié)論本設(shè)計(jì)是基于單片機(jī)和CPLD的數(shù)字頻率計(jì)，完成了原理圖設(shè)計(jì)和PCB設(shè)計(jì)，通過(guò)焊接調(diào)試，最后完成了整個(gè)樣機(jī)的設(shè)計(jì)。通過(guò)綜合測(cè)試，本設(shè)計(jì)的系統(tǒng)基本能達(dá)到設(shè)計(jì)的預(yù)期要求，能夠順利測(cè)電容，電阻，頻率，直流電流，直流電壓，交流電流，交流電壓七個(gè)電參量。精度在1%左右，能夠很好地適應(yīng)一般數(shù)據(jù)測(cè)量，設(shè)備檢修等工作場(chǎng)合要求。在這個(gè)設(shè)計(jì)中，該儀器只實(shí)現(xiàn)了智能儀器的功能，還可以通過(guò)串口與PC機(jī)通過(guò)虛擬儀器界面連接起來(lái)，實(shí)現(xiàn)可程控儀器，也可以添加485協(xié)議后實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)化控制。將所測(cè)量的數(shù)據(jù)通過(guò)網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)骄W(wǎng)上，實(shí)現(xiàn)儀器的遠(yuǎn)程控制，這也是當(dāng)前儀器的發(fā)展方向。在調(diào)試過(guò)程中，我通過(guò)一個(gè)一個(gè)模塊的編寫程序運(yùn)行、調(diào)試，很好的掌握了硬件電路和MCU的時(shí)序控制關(guān)系，當(dāng)程序運(yùn)行得不到預(yù)想的結(jié)果的時(shí)候，通過(guò)設(shè)置斷點(diǎn)對(duì)程序進(jìn)行分析，讓我對(duì)數(shù)字萬(wàn)用表量程及功能的選擇有了很好的理解。7總結(jié)與體會(huì)做了幾個(gè)月的畢業(yè)設(shè)計(jì)有很多的心得體會(huì)。剛開(kāi)始我以為這個(gè)設(shè)計(jì)也和以前我們做的課程設(shè)計(jì)差不多，沒(méi)有多大的難度。可真的開(kāi)始做了，才發(fā)現(xiàn)它比以前做的難多了。因?yàn)檫@個(gè)設(shè)計(jì)是綜合了我們大學(xué)里學(xué)的所有知識(shí)的一個(gè)大的綜合性畢業(yè)設(shè)計(jì)，其難度在于我們可能對(duì)以前所學(xué)的知識(shí)本來(lái)就不是很到位，現(xiàn)在要用了才知道回去翻書來(lái)看。首先是方案設(shè)計(jì)與選擇。因?yàn)槭且褜?shí)物做出來(lái)的，所以在方案設(shè)計(jì)上有很多注意的地方，并不只是理論上能得出結(jié)論來(lái)就可以了。還要考慮方案的可靠性，實(shí)用性。比如我開(kāi)始想直接用單片機(jī)和譯碼器、鎖存器實(shí)現(xiàn)萬(wàn)用表的功能選擇和量程選擇，但開(kāi)關(guān)太多，單片機(jī)的I/O口根本不夠用，因此我放棄了這種方法，而選用和CPLD搭配，用總線的方式實(shí)現(xiàn)。然后通過(guò)上網(wǎng)查找資料，先初步了解數(shù)字萬(wàn)用表的主要性能特點(diǎn)，技術(shù)要求，功能等。然后去圖書館查找相關(guān)的書籍，為設(shè)計(jì)做參考。對(duì)于儀用放大器、AD轉(zhuǎn)換器、單片機(jī)、串口等的選擇也是通過(guò)綜合考慮做出的決定。接下來(lái)就是程序的編寫，我按數(shù)字萬(wàn)用表測(cè)量各個(gè)物理量編寫程序模塊，逐步實(shí)現(xiàn)了對(duì)電阻、電壓、電流、頻率、電容的測(cè)量以及顯示，發(fā)現(xiàn)其精度能夠達(dá)到1%左右，在上位機(jī)程序的編寫中，我要非常感謝一位09級(jí)的小師妹，由于我對(duì)Labview不是很了解，她幫我解決了上位機(jī)的問(wèn)題，使上位機(jī)能夠很輕松的控制單片機(jī)完成測(cè)量對(duì)象的選擇。硬件調(diào)試中，我還遇到了STC下載失敗的現(xiàn)象，歸納原因如下：1）COM錯(cuò)誤。你可以短路RS232串口卡的2,3腳，看看，串口是不是能夠發(fā)送數(shù)據(jù)出去。2）單片機(jī)問(wèn)題。3) 操作流程錯(cuò)誤。操作的時(shí)候要先按下載，后再給單片機(jī)上電 ?，F(xiàn)在我明白了，由于單片機(jī)是冷啟動(dòng)下載方式，即先用自鎖開(kāi)關(guān)按鍵關(guān)掉系統(tǒng)電源，然后再用自鎖開(kāi)關(guān)按鍵打開(kāi)系統(tǒng)電源，等待下載完成。通過(guò)本次畢業(yè)設(shè)計(jì)，使我了解單片機(jī)AT89C52以及模數(shù)轉(zhuǎn)換器ICL7135的工作原理、管腳信息及其綜合應(yīng)用；還有電子產(chǎn)品設(shè)計(jì)制作過(guò)程及其測(cè)試的一些基本步驟。使我更加了解了電子技術(shù)，單片機(jī)技術(shù)等在我們?nèi)粘Ｉ钪械膽?yīng)用和其重要作用。8謝辭歷時(shí)三個(gè)月的畢業(yè)設(shè)計(jì)已經(jīng)告一段落。經(jīng)過(guò)自己不斷的搜索努力以及楊老師的耐心指導(dǎo)和熱情幫助，本設(shè)計(jì)已經(jīng)基本完成。通過(guò)這次畢業(yè)設(shè)計(jì)，使我深刻地認(rèn)識(shí)到學(xué)好專業(yè)知識(shí)的重要性，也理解了理論聯(lián)系實(shí)際的含義，并且檢驗(yàn)了大學(xué)四年的學(xué)習(xí)成果。雖然在這次設(shè)計(jì)中對(duì)于知識(shí)的運(yùn)用和銜接還不夠熟練。但是我將在以后的工作和學(xué)習(xí)中繼續(xù)努力、不斷完善。這三個(gè)月的設(shè)計(jì)是對(duì)過(guò)去所學(xué)知識(shí)的系統(tǒng)提高和擴(kuò)充的過(guò)程，為今后的發(fā)展打下了良好的基礎(chǔ)。最后要感謝在論文寫作過(guò)程中幫助過(guò)我的每一位人。首先，也是最主要感謝的是我的指導(dǎo)老師，在本論文的寫作過(guò)程中，我的導(dǎo)師楊景常老師傾注了大量的心血，從選題到開(kāi)題報(bào)告，從寫作提綱，到一遍又一遍地指出每稿中的具體問(wèn)題，嚴(yán)格把關(guān)，循循善誘，在此我表示衷心感謝。其次我還要感謝在我學(xué)習(xí)期間給我極大關(guān)心和支持的各位老師以及關(guān)心我的同學(xué)和朋友。寫作畢業(yè)論文是一次再系統(tǒng)學(xué)習(xí)的過(guò)程，畢業(yè)論文的完成，同樣也意味著新的學(xué)習(xí)生活的開(kāi)始。由于自身水平有限，設(shè)計(jì)中一定存在很多不足之處，敬請(qǐng)各位老師批評(píng)指正。9 參考文獻(xiàn)[1]張毅剛 單片機(jī)原理及應(yīng)用 高等教育出版社，2003[2]楊振江、[M].西安電子科技大學(xué)出版社，2002.[3]肖洪兵 跟我學(xué)用單片機(jī). 北京：北京航空航天大學(xué)出版社, [4]何立民. 單片機(jī)高級(jí)教程． 第1版．北京：北京航空航天大學(xué)出版社，2001 [5]康華光 電子技術(shù)基礎(chǔ)（模擬部分） 高等教育出版社，2005[6]康華光 電子技術(shù)基礎(chǔ)（數(shù)字部分） 高等教育出版社，2005[7]徐惠民、安德寧． 單片微型計(jì)算機(jī)原理接口與應(yīng)用．第1版．北京：北京郵電大學(xué)出版社，1996. 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