【文章內(nèi)容簡介】 界面設計器。 包含一個用于測試 Web 應用程序的內(nèi)置 Web 服務器，無需 IIS。 支持母板頁，用于跨 Web 應用程序維護一致的外觀。 用于簡單、直觀地進行調(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 同時也是 PK51 及其它開發(fā)套件的一 個重要組件。除增加了源代碼、功能導航器、模板編輯以及改進的搜索功能外， uVision3 還提供了一個配置向?qū)Чδ埽铀倭藛哟a和配置文件的生成。此外其內(nèi)置的仿真器可模擬目標 MCU，包括指令集、片上外圍設備及外部信號等。 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用； 1 所有開發(fā)工具的設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) 接口用來在目標硬件上進行軟件調(diào)試以及和 Monitor51 進行通信 其它 單片機下載驅(qū)動軟件：將 Keil軟件編程代碼通過 USB石家莊鐵道大學畢業(yè)設計 接口下載到主芯片 STC89C52中，從而實現(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，能設置校驗、數(shù)據(jù)位和停止位，能以 ASCII碼或十六進制接收或發(fā)送任何數(shù)據(jù)或字符（包括中文），可以任意設定自動發(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機支持標準 RS232接口 ，當下帶有串口的 PC很少見，所以需要 usb/232轉換接口， 并且安裝相應驅(qū)動程序。 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)部的一個接口。數(shù)據(jù)采集技術廣泛引用在各個領域。 70 年代初，隨著計算機技術及大規(guī)模集成電路的發(fā)展，特別是微處理器及高速A/D 轉換器的出現(xiàn)，數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)結構發(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 建費用大大地降低。 在該系統(tǒng)中需要將模擬量轉換為數(shù)據(jù)量，而 A/D 是將模擬量轉換為數(shù)字量的器件，他需要考慮的指標有：分辨率、轉換時間、轉換誤差等等。而單片機是該系統(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?。在該系統(tǒng)中采用的是 PCF8591 系列的單片機。雙機通信有兩種方式： RS232 標準接口串行通信和 PL2303 USB— UART 通信，由芯片 RS232 實現(xiàn)雙機的通信。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,單片機等組成。 完成畢業(yè)設計所需要的系統(tǒng)框圖如圖 所示： 石家莊鐵道大學畢業(yè)設計 圖 系統(tǒng)框圖 方案論證 A/D 模數(shù)轉換的選擇 A/D 轉換器的種類很多，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，價格也就越貴。 A/D 轉換器型號很多，而其轉換時間和轉換誤差也各不相同。 (1)逐漸逼近式 A/D 轉換器：它是一種速度快、精度較高、成本較低的直接式轉換器，其轉換時間在幾微秒到幾百微 秒之間。 (2)雙積分 A/D 轉換器：它是一種間接式的 A/D 轉換器，優(yōu)點是抗干擾能力強，精度比較高，缺點是數(shù)度很慢，適用于對轉換數(shù)度要求不高的系統(tǒng)。 (3)并行式 A/D 轉換器：它又被稱為 flash（快速）型，它的轉換數(shù)度很高，但她采用了很多個比較器，而 n 位的轉換就需要 2n1 個比較器，因此電路規(guī)模也極大，價格也很貴，只適用于視頻 A/D 轉換器等數(shù)度特別高的領域。 鑒于上面三種方案，在價格、轉換速度及應用程度等多種標準考量下，在本設計選用的是逐漸逼近式 A/D 轉換器 —— PCF8591 單片機的選擇 A/D轉換器 單片機 單片機 LED 顯示器 滑動變阻器調(diào)節(jié)按鍵 RS232 或 PL2303 采集信號 石家莊鐵道大學畢業(yè)設計 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。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 /計數(shù)器、串行通信口、 USB 接口、顯示驅(qū)動電路（ LCD 和 LED 驅(qū)動電路）、脈寬調(diào)制電路、模擬多路轉換器及 A/D 轉換器等電路集成到一個單塊芯片上，構成了一個最小但完善的計算機任務。單片機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內(nèi)。 而本設計選用的是 STC89C52. 串行口的選擇 串行口我選用了標準 RS232C 接口，它是電平與 TTL 電平轉換驅(qū)動電路。常用的芯片是 MAX232， MAX232 的優(yōu)點是： （ 1）一片芯片可以完成發(fā)送轉換和接收轉換的雙重功能。 （ 2）單一電源 +5V 供電 （ 3）它的電路設計與連接比較簡單而且功能齊全。 我們還采用了 USBUART 轉換電路進行通行， USB 接口既可以為單片機提供電源也可以實現(xiàn)單片機與 PC 機的的連接從而實現(xiàn)電壓值的接受與轉換。 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 LED 顯示管，其中 7 個用于顯示字符 ， 1 個用來顯示小數(shù)點，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間向它提供具有一定驅(qū)動能力的位選和段選信號。 LED 數(shù)碼顯示有動態(tài)掃描顯示法和靜態(tài)顯示。在單片機中，為了節(jié)省硬件資源，多采用動態(tài)掃描顯示法。 按鍵 單片機中的復位方式有三種：手動按鈕復位、上電復位、積分型上電復位。我們采用的是手動復位，把單片機內(nèi)部電路設置成為一個確定的狀態(tài)，所有的寄存器初始化。通過復位可以瞬間讓單片機處于初始狀態(tài)，轉動滑動變阻器后按復位鍵，電壓值會相應的變?yōu)檎_的電壓值。 通信方式 計算機與計算機或計算機與終端之間的數(shù)據(jù)傳送可以采用串行通訊和并行石家莊鐵道大學畢業(yè)設計 通訊二種方式。由于串行通訊方式具有使用線路少、成本低，特別是在遠程傳輸時，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，要求通訊雙方都采用一個標準接口，使不同的設備可以方便地連接起來進行通訊。 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。本實驗中我們采用的是 I2C 通信。 1） UART 是單片機與 PC 之間的最簡單的通信方式之一，也是單片機之間常用通信。 2） I2C 總線是由數(shù)據(jù)線 SDA 和時鐘 SCL 構成的串行總線，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、結束信號和應答信號。 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）該設計采用的是 I2C 通信的方式 石家莊鐵道大學畢業(yè)設計 第四章 硬件部分 原理圖設計 該系統(tǒng)是一個主從式多路數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，主機和從機均用單片機實現(xiàn)，它的主機部分負責數(shù)據(jù)處理和顯示，主機和從機之間用 USB— UART 轉換電路 PL2303 進行通信。它由 STC89C5 PL230 LED 數(shù)碼顯示器組成。 由于單片機采用的是 USB 接口供電，且單片機必須與 PC 機保持串行通信，所以在本設計中采用了 PL2303 的 USB— UART 轉換電路進行通信。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，從而實現(xiàn) USB— UART 的電路轉換。 晶振 類似單片機的心臟，是給單片機提供工作節(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，從而實現(xiàn)對 4 個數(shù)碼管的控制。 74HC245 是方向可控的八路緩沖器，主要用于實現(xiàn)數(shù)據(jù)總線的雙向異步通信。 STC89C52 中的 端與 端分別與 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 STC89C52 中的 端與 端分別與PCF8591 的 SDA 端和 SCL 端相連，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的發(fā)送與接受，進而實現(xiàn)對電壓數(shù)值量的AD、 DA 轉換，從而在 LED 上顯示所采集電壓數(shù)據(jù)數(shù)值，而 PC 機上的串口調(diào)試助手則顯示 16 進制的數(shù)值。原理圖如圖所示： 石家莊鐵道大學畢業(yè)設計 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 f14A I N 01A I N 12A I N 23A