【導(dǎo)讀】新產(chǎn)品的開發(fā)速度。由于這類儀表已經(jīng)實(shí)現(xiàn)人腦的一部分功能，例如四則運(yùn)算、學(xué)習(xí)的能力，因此人們習(xí)慣上稱它們?yōu)橹悄軆x表。數(shù)字功率表也是一種簡單的。比以前的更方便。數(shù)字顯示消除了在模擬標(biāo)尺上讀取指針位置時的人為誤差。與傳統(tǒng)的其他儀表相比，數(shù)字功率表的測量準(zhǔn)確度顯著提高。此外，本次所設(shè)計的數(shù)字功率表還具有自動記錄數(shù)據(jù)和進(jìn)一步。多地用集成電路代替。另一方面，在改善特性的同時，由于許多集成芯片還需。進(jìn)口，成本也有所增加。但由于數(shù)字功率表使用方便、功能強(qiáng)大、體積小，在。市場上還是很受歡迎。器上顯示出電路中的電壓、電流、功率因數(shù)、功率。為了能夠圓滿的完成這次。畢業(yè)設(shè)計，在這段時間里，需要完成以下幾個任務(wù)：，一龐大的資源，查找有關(guān)資料，熟悉有關(guān)方面的內(nèi)容。設(shè)計方案基本形成之后，完成開題報告的寫作。文資料，并把它們翻譯成中文。四個參數(shù)當(dāng)成一組數(shù)據(jù)通過液晶顯示器顯示出來。到預(yù)先要求的功能。生一系列控制信號。

　　

【正文】 南京工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計說明書（論文） 第 36 頁 第五章 調(diào)試過程 硬件調(diào)試 硬件調(diào)試時我們先從外觀入手，先檢查硬件電路板有沒有虛焊、短路或焊接脫落的地方，一切準(zhǔn)備就緒后就可以開始通電了。通電后先對對外圍芯片供電的電源電路進(jìn)行檢測，先把萬用表打到交流擋，測一下變壓器兩端的電壓，表中顯示輸入端為 220V，輸出端是 9V 和 12V，符合要求。接著把萬用表打到直流擋對直流穩(wěn)壓片輸出的電壓進(jìn)行測量，結(jié)果是為 5V 和 12V。再測量AT89C5 TLC254 24C1光耦合器、 TL084 等需要 5V 和 12V 電源輸入的外圍芯片和電路，結(jié)果測量出來的輸入電壓值都為 5V 和 12V。說明此電源電路對外圍電路芯片和電路的電壓傳送都是正常的。 電源測試滿足要求后我們便開始調(diào)試系統(tǒng)前置通道，我們先將線路板上TLC2543 芯片拿下然后將數(shù)字功率表的硬件電路接入測量的電路中，然后調(diào)節(jié)測試電路的輸入電壓，輸入從 0 到最大值之間變化，再用萬用表測量 TLC2543四個個通道各個不同的時間對應(yīng)的輸入電壓并記錄下，調(diào)整電位器使得相應(yīng)的量程通道的電壓輸入在 0V到 之間變化。并分析各個量之間的關(guān)系，最后我們發(fā)現(xiàn)當(dāng)外電路輸入電壓（電流）變化的時候各個 TLC2543 通道的輸入電壓雖然也在變化，但并不是完全成線性關(guān)系，這與我們預(yù)期想象有很大的出入。所以我們就想我們或許可以通過軟件來調(diào)整來實(shí)現(xiàn)減小測量的誤差。 接下來我們開始了液晶顯示器的硬件調(diào)試，將液晶器接到硬件電路中，發(fā)覺液晶并不能正常顯示字符，我們查了好久都沒有找出發(fā)生這種情況的原因，后來我們找了潘老師讓他幫我們找 原因，最后發(fā)覺是液晶的供電電源方面出現(xiàn)問題了，然后我們調(diào)節(jié)電位器最終使得液晶的供電電源正常。 至于鍵盤和串行口的調(diào)試由于要和軟件聯(lián)合綜合調(diào)試才知道是不是可以正常工作，在硬件調(diào)試的時候我們只能簡單測量一下他們與各個芯片的電氣連接是否正確。 南京工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計說明書（論文） 第 37 頁 軟件調(diào)試 將硬件電路板與仿真系統(tǒng)相接，再將仿真機(jī)接線與計算機(jī)接口相連后，啟動 MedWin，打開軟件程序文件，使用 [項目管理∣編譯 /匯編 ]命令對程序進(jìn)行匯編，編譯 /匯編產(chǎn)生的結(jié)果出現(xiàn)在 MedWin 集成開發(fā)環(huán)境消息窗口。如果程序存在錯誤，集成開發(fā)環(huán)境將自動關(guān)聯(lián)到源程序 的錯誤處，我們可以重新編程調(diào)試；如果正確，則可進(jìn)行下一步：執(zhí)行 [產(chǎn)生代碼并裝入 ]命令，將產(chǎn)生代碼裝入仿真器，此時 MedWin 繼承開發(fā)環(huán)境進(jìn)入調(diào)試狀態(tài)。程序的左側(cè)出現(xiàn)一列小圓點(diǎn)，表示程序的有效行，并且在程序開始行左側(cè)出現(xiàn)黃色箭頭，表示當(dāng)前程序計數(shù)器 PC。此時，對程序進(jìn)行調(diào)試的準(zhǔn)備工作已全完成。 因為我的這個設(shè)計在軟件編程時采用的是模塊化的編程，所以在調(diào)試時，我首先對逐個模塊進(jìn)行調(diào)試，各模塊式好了后，再進(jìn)行系統(tǒng)程序總調(diào)。具體的調(diào)試步驟如下： （ 1） 調(diào)試純軟件的子程序，像二進(jìn)制數(shù)到十進(jìn)制數(shù)之間轉(zhuǎn)換子 程序、無符號雙字節(jié)快速乘法、無符號數(shù)除法子程序、排序子程序、取平均值子程序、線性插值子程序等等。由于這類子程序模塊都是前人遍好的我們只是拿過來用的，所以我們在調(diào)試這類子程序時，我們主要是檢查各個子程序能否達(dá)到預(yù)期的功能，設(shè)定其入口與出口參數(shù)。 （ 2） 調(diào)試與硬件有關(guān)的軟件子程序，首先我們調(diào)試的便是液晶顯示子程序，因為液晶是與單片機(jī)直接相連的，外干擾也相應(yīng)的比較少。我們先在顯示緩沖區(qū)內(nèi)放入我們想顯示的字符，接著調(diào)用液晶顯示子程序，觀測液晶顯示上顯示的字符，剛開始我們發(fā)覺液晶并不能顯示字符，程序在全速運(yùn)行 時候液晶總是處于忙狀態(tài)，數(shù)據(jù)寫不進(jìn)去液晶顯示器，液晶顯示器上也無任何的變化。我們查了半天都沒有找出毛病，最后找到潘老師幫我們查了一下，最后找到原因是液晶在供電方面出了問題，電壓太小了，最后調(diào)節(jié)電位器調(diào)到合適的位置，再重新運(yùn)行子顯示子程序字符顯示出來了，與預(yù)先放置的字符想符合，說明我們遍的軟件程序沒有問題，至此液晶顯示調(diào)試結(jié)束。 （ 3） .調(diào)試 24C16 有關(guān)的子程序，調(diào)試 24C16 的子程序過程是這樣的，我們通過仿真系統(tǒng)先往 24C16 中某個存儲單元中先寫入一個字節(jié)的數(shù)據(jù)，然后再從這個存儲單元中讀出該數(shù)據(jù)來，觀測這 兩個數(shù)據(jù)是否相同。一開始無論我往南京工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計說明書（論文） 第 38 頁 24C16 中寫入什么數(shù)據(jù)讀出來的數(shù)據(jù)都是 0FFH，我們檢查了 24C16 管腳與單片機(jī)的電氣連接，發(fā)覺電氣連接正常的。所以我們便從軟件上查找原因，最后發(fā)覺在剛開始的時候我們忘了清寫保護(hù)了，于是我們便在軟件上添上了清寫保護(hù)指令，再次運(yùn)行，讀出的數(shù)據(jù)與寫入的數(shù)據(jù)相等。 （ 4） 在調(diào)試采樣相位差的子程序時，發(fā)現(xiàn)相位差為零時，采樣進(jìn)來的數(shù)據(jù)不是零而是 180 度。 解決方法：在軟件里加一個判斷，當(dāng)相位差超過 90 度時，就使相位差為 0 度。因為相位差最大也不可能達(dá)到 90 度，所以這樣做是沒有問題的。 （ 5） 接著我們便開始調(diào)試鍵盤子程序了，首先我們調(diào)試的鍵盤掃描子程序，在調(diào)試過程中在我們采用單步執(zhí)行方式來調(diào)試它，我們分別按下各個鍵，觀測累加器中的返回值是否和預(yù)期設(shè)定的值相同。然后根據(jù)鍵盤掃描得到的累加器的值，調(diào)試執(zhí)行功能鍵的判別子程序，看是是否轉(zhuǎn)往相應(yīng)的子程序。最后得出我們鍵盤子程序是正確的。 （ 6） 最后調(diào)試的子程序是串行通信子程序，我們先在 24C16 中存入多個數(shù)據(jù)，用通信線將通信接口與個人計算機(jī)串行口即 COM1 口連接好，然后我們?nèi)龠\(yùn)行通信子程序。調(diào)試串行通信子程序的時候我們用到了一個軟件這個軟件就 是串口調(diào)試器 SSCOMV20，我們在這個軟件上先設(shè)定好串行通信的波特率為 9600，然后我們從個人計算機(jī)上發(fā)送連機(jī)信號數(shù)據(jù) 7FH，觀測從單片機(jī)上傳送回來的數(shù)據(jù)是否是我們存入 24C16 的數(shù)據(jù)。最后得出的結(jié)論是串行通信子程序也是對的。 等到所有子程序都調(diào)試成功了后 。我們便把相關(guān)的功能模塊連在一起進(jìn)行整個系統(tǒng)的調(diào)試 了，在這個過程中 主要是檢查子程序的入口條件和出口條件是不是相符合?？纯锤鱾€子程序運(yùn)行時是否破壞了現(xiàn)場、緩沖單元、工作寄存器是否發(fā)生沖突、標(biāo)志位的建立和清除是否有誤、堆棧區(qū)是否有溢出、輸入設(shè)備的狀態(tài)是否正常 等等。在整個系統(tǒng)聯(lián)調(diào)的過程中也不是一帆風(fēng)順的，比如在調(diào)試的過程中，當(dāng)我按下取消處理鍵系統(tǒng)本來只應(yīng)該刪除掉當(dāng)前顯示的數(shù)據(jù)的，但是事實(shí)上并不是如此，它竟然將我所有保存在 24C16 中的數(shù)據(jù)都給刪除了，而當(dāng)我按下采樣處理鍵的時候，卻一下子給我保存了好多組當(dāng)前顯示的數(shù)據(jù)，讓我真是郁悶了好久，好幾次都是這樣。而且當(dāng)我單步執(zhí)行程序的時候這幾項功能卻是好的，但當(dāng)我全速執(zhí)行時候卻老是出現(xiàn)此類錯誤，我查了好久都沒查出原因來，最后又找到潘老師請他幫我找錯誤，最后發(fā)現(xiàn)原來在軟件上編寫程序上當(dāng)鍵盤按下后應(yīng)該等待鍵釋放的，但我卻忘了這 一南京工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計說明書（論文） 第 39 頁 環(huán)節(jié)，所以才會出現(xiàn)此類情況的。最后我添上這一環(huán)節(jié)后再調(diào)試程序時這類錯誤便沒有了。 最后系統(tǒng)聯(lián)調(diào)成功系統(tǒng)運(yùn)行時液晶顯示畫面如圖 所示： 圖 南京工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計說明書（論文） 第 40 頁 第六章 總 結(jié) 經(jīng)過將近一學(xué)期的努力在潘老師的指導(dǎo)下，我順利地完成了數(shù)字功率表系統(tǒng)軟件的設(shè)計，將系統(tǒng)的軟件與系統(tǒng)的硬件相結(jié)合后我們便得到了一個完整的數(shù)字功率表，這就是我們此次畢業(yè)設(shè)計的成果。 經(jīng)過這將近一學(xué)期的畢業(yè)設(shè)計，我感覺自 己成熟了很多，無論在學(xué)習(xí)上還是在為人處世上都有了很大的進(jìn)步。 在這么短的時間里能夠把數(shù)字功率表這樣一個比較大的軟件系統(tǒng)圓滿完成，這和指導(dǎo)老師的正確指導(dǎo)和同組中互相協(xié)作分不開的。在本次 設(shè)計過程中給我感觸最深的便是和同學(xué)之間的合作，如果說沒有同組同學(xué)相互之間的合作的話，我想我的這個畢業(yè)設(shè)計是不可能完成的，很多事情像在硬件的調(diào)試與軟硬件聯(lián)調(diào)的時候光靠哪一個人是根本就沒辦法完成。 在 較圓滿的完成了設(shè)計任務(wù)書中提出的要求，用軟件編程實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)量程的自動轉(zhuǎn)換，計算機(jī)通信，以及液晶顯示電壓、電流、功率及功率因數(shù)后，發(fā)覺這個 系統(tǒng)也存在一定的不足的地方，那就是系統(tǒng)的精度問題。雖然我們通過軟件編程解決了輸入電壓、電流有效值與采樣回來的數(shù)據(jù)不成線性變化的問題，但這已經(jīng)嚴(yán)整影響了功率表測量精度的提高。我和我的同組人的討論后，我們推測這個可能是量程轉(zhuǎn)換電路和電壓電流互感器電路中電容、電阻參數(shù)的選擇和運(yùn)算放大器的選擇不合適造成的。于是我們設(shè)計出了另一套方案：用兩片可以直接測有效值的 AD536 芯片代替系統(tǒng)中的四路量程轉(zhuǎn)換電路，但由于 AD536 的價格比較貴，而且我們的畢業(yè)設(shè)計經(jīng)費(fèi)有限，我們在畢業(yè)設(shè)計的時候并沒有采用這套方案。當(dāng)然如果此功率表只 是作為一般的測量儀表使用的話，精度上足夠的了。 另外我覺得在這個系統(tǒng)軟件上可以改進(jìn)的是在顯示電壓、電流、功率及功率因數(shù)的基礎(chǔ)上再增加顯示無功功率和視在功率。不過這樣的話，最好換一種屏幕更大一點(diǎn)液晶顯示器，才可以讓它們同時顯示出來，當(dāng)然采用本系統(tǒng)中的液晶顯示器也可以實(shí)現(xiàn)，只要增加一個按鍵就可以了，不過這樣一來就需要分屏顯示了。 南京工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計說明書（論文） 第 41 頁 致 謝 在這次畢業(yè)設(shè)計即將結(jié)束之際 ,首先 要感謝我們的指導(dǎo)老師 潘老師，能夠為我提供了這樣的一個難得的鍛煉機(jī)會，并且能夠在百忙之中抽出時間來指導(dǎo)我，為我解答疑難問題 ， 并且不厭其 煩的為我講解實(shí)踐過程中遇到的問題。 此外 在這次的畢業(yè)設(shè)計中， 同組的同學(xué)能夠相互協(xié)調(diào)工作，互相幫助，為此表示很高的謝意。這次畢業(yè)設(shè)計不僅僅是對我大學(xué)四年來知識的考查，更是對自己的動手能力，協(xié)調(diào)能力的一次很好的訓(xùn)練。 最后，還要感謝系里老師的關(guān)心和我們組的組長劉老師對我的督促。 南京工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計說明書（論文） 第 42 頁 參考文獻(xiàn) 盧勝利編智能儀器設(shè)計與實(shí)現(xiàn)重慶：重慶大學(xué)出版社， 2020 劉大茂編智能儀器（單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計）北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1996 付家才編單片機(jī)控制工程實(shí)踐技術(shù)北京：化學(xué)工業(yè)出版 社， 2020 徐泳龍編單片機(jī)原理及用應(yīng)北京：機(jī)械工業(yè)出版社， 2020 [美 ]塞爾吉?dú)W佛朗哥編基于運(yùn)算放大器和模擬集成電路的電路設(shè)計西安：西安交通大學(xué)出版社， 2020 [美 ]John R . 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