【文章內(nèi)容簡介】 3981 5G N DV 引腳結(jié)構(gòu)圖如圖 所示： 圖 MAX 內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖 其中引腳 16（ C1+、 V+、 C1_、 C2+、 C V）用于電源電壓轉(zhuǎn)換，只要在外部接入相應(yīng)電解電容即可；引腳 710 和引腳 1114 構(gòu)成 兩組 TTL 信號電平與 RS232C 信號電平的轉(zhuǎn)換電路，對應(yīng)引腳可直接與單片機串行口的 TTL 電平引腳和 PC 的 RS232C 電平引腳相連。 C 1 +R 1 O U TT 2 I NT 1 I NC 2 C 2 +C 1 R 2 O U TG N DV D DV C CT1O U TT 2 O U TR 1 I NR 2 I NV E E13451 11 01 21 5921 61 471 386MAX232 4. 軟件部分 該設(shè)計軟件部分分為下位機與上位機兩部分。下位機用 KeilUvision4 編寫程序，上位機用Visual 編寫程序。 下位機軟件部分 簡介 KeilUvision4 Keil 提供了包括 C 編譯器、宏匯編、連接器、庫管理和一個功能強大的仿真調(diào)試器等在內(nèi)的完整開發(fā)方案，通過一個集成開發(fā)環(huán)境（ UVISION）將這些組合在一起。 Keil 有以下幾個特點： 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； 項目管理器用來創(chuàng)建和維護用戶的項目； 集成的 MAKE 工具可以匯編、編譯和連接用戶嵌入式應(yīng)用； 所有開發(fā)工具的設(shè)置都是對話框形式的； 真正的源代碼級的對 CPU 和外圍器件的調(diào)試器； 高級 GDI(AGDI)接口用來在目標硬件上進行軟件調(diào)試以及和 Monitor51 進行通信 。 下位機軟件設(shè)計 根據(jù)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的指標要求， 由于系統(tǒng)需要實時顯示任一通道數(shù)據(jù)采集結(jié)果，所以在顯示完采集數(shù)據(jù)信息后，程序?qū)⒆詣犹?A/D 采樣環(huán)節(jié)重復(fù)執(zhí)行。 下位機程序 流程圖如圖 所示。 開 始初 始 化選 擇 通 道 3A/D轉(zhuǎn) 換判 斷 數(shù) 據(jù) 轉(zhuǎn) 換是 否 完 成通 過 串 口 向 上 位機 傳 送 轉(zhuǎn) 換 數(shù) 據(jù)四 位 數(shù) 碼 管 顯 示N結(jié) 束 圖 下位機 程序流程圖 按照圖 所示的程序流程圖，用 C 語言編譯的程序見附錄 C。 單片機 AT89C52 控制ADC0809 實行數(shù)據(jù)采集與轉(zhuǎn)換的程序通過 Keil4 進行程序的編譯與修改，程序編譯成功后利用 STCISP 軟件把程序的 .hex 文件下載到單片機中 AT89C52。 AT89C52 控制 ADC0809 實行數(shù)據(jù)采集與轉(zhuǎn)換 的程序編譯界面 如圖 所示。 圖 下位機程序編譯界面 從圖 的左下方的英文字母可以看出程序編譯成功，并且生成“最終程序 .hex”文件。將生成的“最 終程序 .hex”通過 STCISP 軟件下載到 AT89C52 單片機中。“最終程序 .hex”文件下載到 AT89C52 成功的界面如圖 所示。 圖 下載成功界面 上位機軟件 部分 Visual 介紹 Visual Basic 是 Microsoft 公司開發(fā)的 Windows 應(yīng)用程序開發(fā)工具， Visual—— “ 可視化的”，是一種開發(fā)圖形戶界面（ GUI）的方法。 英文 Visual 的意思是 “ 視覺的 ” ，“可視的 Basic” 這個名字可能抽象了點，但實際上它卻是最直觀的編程方法，之 所以叫做“可視”，你只要看到 VB 的界面就會明白，實際上你無需編程，就可以完成許多步驟。 在 VB 中引入了控件的概念，在 Windows 中控件的身影無處不在，如按鈕、文本框等，VB 把這些控件模式化，并且每個控件都有若干屬性用來控制控件的外觀，工作方法，能夠響應(yīng)用戶操作（事件）。 這樣你就可以象在畫板上一樣，隨意點幾下鼠標，一個按鈕就完成了，這些在以前的編程語言下是要經(jīng)過相當復(fù)雜的工作的。 （ 1） Visual Basic 的 特點： ① 可視化的程序設(shè)計工具 可視化是開發(fā) Windows 環(huán)境下圖形用戶界面 (GUI)的方法，獲得所見 即所得(WYSIWYG— What You See Is what You Get)的效果 。 ② 集成開發(fā)環(huán)境。 程序的編輯、編譯、調(diào)試和運行都在同一環(huán)境下進行，不必進行環(huán)境的切換 。 ③ 面向?qū)ο蟮某绦蛟O(shè)計方法。 VB 采用的是面向?qū)ο蟆⑹录?(消息 )驅(qū)動的編程機制 。 ④ 結(jié)構(gòu)化的程序設(shè)計語言。 僅采用 順序、選擇和循環(huán)三種結(jié)構(gòu)編制程序，開發(fā)的程序易于閱讀、修改和維護 。 ⑤ 支持多種數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的訪問。 利用 ADO（ Active Database Object）或數(shù)據(jù)控件可以訪問多種數(shù)據(jù)庫，如 Access、Oracle、 DBASE、 FoxPro、 Excel、 Lotus123 等 。 ⑥ Active 技術(shù) 可以在 VB 程序中嵌入其他軟件開發(fā)的程序，這就使 VB 能開發(fā)集聲音、圖像、動畫、字處理、 Web 等對象于一體的應(yīng)用程序 。 ⑦ 完備的 Help 聯(lián)機幫助功能 如果在安裝 VB 時安裝了 MSDN，就可以隨時獲得聯(lián)機幫助 。 ⑧ 、分布式環(huán)境及 Inter環(huán)境下的應(yīng)用程序，它提供 DHTML（ Dynamic HTML）設(shè)計工具，可以設(shè)計動態(tài)網(wǎng)頁。 其操作頁面如圖 所示。 圖 Visual 操作界面 （ 2） 主窗口 應(yīng)用程序窗口 ,由標題欄、菜單欄和工具欄組成 VB 的三種工作模式（標題欄總顯示當前模式） a) 設(shè)計模式：創(chuàng)建應(yīng)用程序的大多數(shù)工作都是在設(shè)計時完成的。在設(shè)計時，可以設(shè)計窗體、繪制控件、編寫代碼并使用“屬性”窗口來設(shè)置或查看屬性設(shè)置值。 b) 運行模式：代碼正在運行的時期，用戶可與應(yīng)用程序交流?？刹榭创a，但不能改動它。 c) 中斷模式：程序在運行的中途被停止執(zhí)行時。在中斷模式下，用戶可查看各變量及不是屬性的當前值，從而了解程序執(zhí)行是否正常。還可以修改程序代碼，檢查、調(diào)試、重置、單步執(zhí)行或繼續(xù)執(zhí)行程序。 窗體 (Form)設(shè)計 窗口 窗體設(shè)計窗口是屏幕中央的主窗口，它可以作為自定義窗口用來設(shè)計應(yīng)用程序的界面。用戶可以在窗體中添加控件、圖形和圖片來創(chuàng)建所希望的外觀。每個窗口必須有一個的窗體名字，建立窗體時缺省名為 Form1,Form2, . . .。 設(shè)計窗口如圖 所示。 圖 設(shè)計窗口 （ 3） 代碼 (code)窗口 在設(shè)計模式中，通過雙擊窗體或窗體上任何對象或通過“工程資源管理器”窗口中的“查看代碼”按鈕來打開代碼編輯器窗口。代碼編輯器是輸入應(yīng)用程序代碼的編輯器。 代碼窗口如圖 所示。 圖 代碼窗口 過程列表框 對象列表框 編輯程序代碼 （ 4） 屬性（ properties）窗口 屬性是指對象的特征，如大小、標題或顏色等數(shù)據(jù)。在 Visual 設(shè)計模式中，屬性窗口列出了當前選定窗體或控件的屬性的值，用戶可以對這些屬性值進行設(shè)置。 屬性窗口如圖 所示。 圖 屬性窗口 （ 5） 工具箱 (ToolBox)窗口 工具箱提供一組工具，用于設(shè)計時在窗體中放置控件生成應(yīng)用程序的用戶接口。系統(tǒng)啟動后缺省的 General 工具箱就會出現(xiàn)在屏幕左邊，上面共有 21 個常用“部件” 。工具箱窗口如圖 所示。 圖 工具箱窗口 對象列表框 屬性列表框 屬性含義說明 屬性顯示排列方式 上位機軟件設(shè)計 該上位機軟件編寫主要用到了串口通信和曲線畫圖。 通過對下位機轉(zhuǎn)換好并通過串口傳送至上位機的數(shù)據(jù)信息進行實時繪圖。將下位機采集到的數(shù)據(jù)通過坐標軸動態(tài)顯示出來。該設(shè)計主要用到 Msomm 控件一個， timer 控件 兩個 ， textbox 控件 四個 ， bo 控件 一個 ， picture控件 一個 ， mand 控件 三個 。 主要實現(xiàn)以下 功能 ： 1. 串口采集數(shù)據(jù)； 2. 用曲線動態(tài)顯示數(shù)據(jù)； 3. 顯示時間； 4. 鼠標點擊讀數(shù)（確定所點擊位置的橫縱坐標）。 上位機的操作界面如圖 所示。 圖 上 位機操作界面 5. 電路制作與調(diào)試 電路制作 電路仿真 電路的仿真主要通過 Proteus 軟件進行硬件電路的初步設(shè)計，能夠?qū)Ω髌骷M行合理布局，以及驗證邏輯是否正確。通過仿真可以避免因電路錯誤而將器件燒毀，并且能夠進一步了解軟件程序編寫是否正確，能否實現(xiàn)功能。 仿真步驟如下： (1).安裝 Proteus 仿真軟件。 (2).按照設(shè)計進行布局，畫電路圖，并連線。本設(shè)計先畫出單片機，然后將 四位數(shù)碼管 與單片機連接，再將 ADC0809與單片機端口連接， 進而 將 四個電位器與 ADC0809連接 ， 再將 MAX232與 RS232C 連接好后與單片機的 、 口相連。 最后接電源和地線。 (3).認真檢查連線是否正確，各端口設(shè)置是否與程序中的一致，是否接電源和地。 (4).將生成的 .HEX 文件導(dǎo)入單片機。 (5).點擊 PLAY，觀察是否正常顯示及顯示結(jié)果。 (6).改變 電位器大小及轉(zhuǎn)換通道，再次觀察是否正常顯示結(jié)果。 如圖 為 下位機電路 仿真圖。 圖 下位機電路仿真 軟件仿真遇到的第一個問題是點擊 Proteus 中 Play 后， 四位數(shù)碼管不顯示結(jié)果 ，且電源供電正常，電路連接正確。經(jīng)測單片機 I/O 輸出端口電平 后發(fā)現(xiàn)，沒有生成 .HEX 文件，即將程序下載到單片機內(nèi)，經(jīng)改后，解決了這個問題。 軟件仿真遇到的第二個問題是 點擊 Proteus 中 Play 后，四位數(shù)碼管顯示結(jié)果不是正常值。經(jīng)檢查發(fā)現(xiàn) 下位機程序顯示模塊程序中的 語句邏輯出現(xiàn)了問題，當給每個數(shù)碼管均先用語句熄滅后，再逐個點亮后，顯示結(jié)果變?yōu)檎Ｖ怠? 軟件仿真遇到的第三個問題是 撥動開關(guān)后，采集信號通道沒有發(fā)生改變。經(jīng)檢查后，發(fā)現(xiàn)開關(guān)另一端應(yīng)接地，而不是高電平。改過之后，能夠?qū)崿F(xiàn)用開關(guān)控制通道。 硬件電路制作 硬件電路制作包括元器件的選擇、電路的焊接以及電路 之間的連接。 在通過 Proteus軟件仿真通過后，將電路所需的元器件整理、列表 、 領(lǐng)取、購買。 之后開始在焊接板上進行電路焊接。焊好后，用杜邦線按圖接到相應(yīng)管腳。認真檢查電路，確認無誤后，開始通電。通電后結(jié)果顯示于數(shù)碼管上，通過調(diào)節(jié)電位器阻值改變電壓大小，并觀察數(shù)碼管顯示結(jié)果是否正常。再按下按鍵開關(guān)以改變通道，之后調(diào)節(jié)該通道電位器繼續(xù)觀察。 下位機硬件實物圖如圖 所示。 圖 下位機硬件實物圖 硬件調(diào)試遇到的第一個問題是當接通電源后，數(shù)碼管顯示結(jié)果不穩(wěn)定，一直閃爍。起初認為 是軟件延遲時間過高，在改變延遲值后，數(shù)碼管依舊閃爍。經(jīng)過查詢資料發(fā)現(xiàn)是電流不夠，進而給單片機 P0 口再接一上拉排阻，且將電源功率增大。這一問題便得到解決。 調(diào)試遇到的第二個問題是 當按下按鍵開關(guān)后，電路通道沒有切換。經(jīng)檢查發(fā)現(xiàn)在焊接電路時兩個按鍵開關(guān)的一端均接錯，沒有與單片機的 和 連接。在重新焊接后，功能得到實現(xiàn)。 硬件電路調(diào)試遇到的第三個問題是在調(diào)試過程中，某次通電后，發(fā)現(xiàn)數(shù)碼管顯示的數(shù)值一直是 174，無論按動開關(guān)還是改變電位器阻值都無法改變數(shù)碼管顯示值。經(jīng)檢查發(fā)現(xiàn)是在之后的焊接中將 ADC0809 燒壞。之后將整個電路重新焊接，并采用先焊接底座，之后將芯片插到底座上的方法解決掉這一問題。 硬件調(diào)試遇到的第 四 個問題是將下位機用串口與上位機連接后，發(fā)現(xiàn)下位機采集到的數(shù)據(jù) 信息無法上傳到上位機。遇到這個問題首先想到的是串口電路是否工作正常，用其他已完善的程序下載到單片機后，再次與上位機連接并通過串口調(diào)試工具檢測，發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸正常，結(jié)果正確，便確定了是串口程序出了問題。在反復(fù)檢查下位機程序、查詢資料后，重新改寫了部分程序。問題便得到了解決。 結(jié)論 本設(shè)計介紹的是基于單片機的多路數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，用于對 4 路模擬 量進行采集，并顯示采集到的數(shù)值。本系統(tǒng)使用 ADC0809 對模擬量進行轉(zhuǎn)換，用 ATC89C52 單片機作為系統(tǒng)核心，控制 ADC0809 以及將采集到的數(shù)據(jù)發(fā)送至上位機。通過四位共陰數(shù)碼管顯示轉(zhuǎn)換后的數(shù)值，將采集過程中模擬量的變化以及通道的切換用上位機動態(tài)顯示并以坐標的形式繪制出來。 雖然本次設(shè)計已基本完成設(shè)計目標，但是還有不足之處。 主要表現(xiàn)在顯示時不夠穩(wěn)定，時而就會出現(xiàn)數(shù)值跳變，這種情況是由于杜邦線與排針連接時有松動。若采用 PCB 制板，將復(fù)雜的引腳