【正文】 對(duì)應(yīng)控制命令值 static const uchar ad_chunnel_select[]= { 0x0c,//ad_chunnel 00 select 0x1c,//ad_chunnel 01 select 0x2c,//ad_chunnel 02 select 0x3c,//ad_chunnel 03 select 0x4c,//ad_chunnel 04 select 0x5c,//ad_chunnel 05 select 0x6c,//ad_chunnel 06 select 0x7c,//ad_chunnel 07 select 0x8c,//ad_chunnel 08 select 0x9c,//ad_chunnel 09 select 0xac,//ad_chunnel 10 select } 。 void DelayX1ms(uint count) { uint j。 while(count!=0) { for(j=0。j80。j++)。 } } 27 /*********TLC2543 讀出上次 AD 轉(zhuǎn) 換 值 ， 開(kāi) 始 下 一 次 轉(zhuǎn)**************************/ nt ad_tlc2543_work(uchar CON_WORD) //CON_WORD 為選擇的通道，為 010 { uint ad=0。 uchar i。 CON_WORD=4。 AD_IO_CLOCK=0。 AD_CS_2543=0。 AD_EOC=1。 for(i=0。i12。i++) { if(AD_DATA_OUT==1) //讀取 DATAOUT ad=ad|0x01。 //依次輸出 ， 高位在先 if(CON_WORDamp。0x80) //讀取控制字到 INPUT AD_DATA_IN=1。 //由高位到低位輸入 else AD_DATA_IN=0。 AD_IO_CLOCK=1。 //高電平 讀入與輸出數(shù)據(jù) DelayX1ms(1)。 AD_IO_CLOCK=0。 //低電平 準(zhǔn)備數(shù)據(jù) DelayX1ms(1)。 CON_WORD=1。 //寫(xiě)入的控制字 ad=1。 //讀出的數(shù)據(jù) } AD_CS_2543=1。 ad=1。 //ad 在循環(huán)中多移一位 return(ad)。 //結(jié)束循環(huán)移回 } /*********TLC2543 讀出 AD 數(shù)值 ， 進(jìn) 行 數(shù) 據(jù) 處 理 ******* *******************/ void ad_data_deal(uint ad_value) { 28 float value。// int0 為表示得到數(shù)據(jù)的整數(shù)部分， a 為整數(shù)的位數(shù) ， b為小數(shù)的位數(shù) ulong int1。 //value 為轉(zhuǎn)化處理得到的數(shù)據(jù)， value0 為得到數(shù)據(jù)的小數(shù)部分 value=(float)ad_value/(float)*REF。 //ref 為基準(zhǔn)電壓， int1=value*10000000。 //顯 示 6wei 小數(shù) shuchu[0]=int1/10000000%10。 shuchu[1]=int1/1000000%10。 shuchu[2]=int1/100000%10。 shuchu[3]=int1/10000%10。 shuchu[4]=int1/1000%10。 shuchu[5]=int1/100%10。 shuchu[6]=int1/10%10。 shuchu[7]=int1/1%10。 } 29 5 仿真與調(diào)試 Proteus 介紹 Proteus 作為 世界上著名的仿真軟件，從開(kāi)始的原理圖布圖設(shè)計(jì)調(diào)試、接著進(jìn)行代碼調(diào)編寫(xiě)調(diào)試，軟件還可以單片機(jī)與外單片機(jī)圍電路一起仿真，這些做完后可以切換到 PCB 設(shè)計(jì)仿真，真正實(shí)現(xiàn)了產(chǎn)品的完整設(shè)計(jì)。就目前而言 proteus是唯一一款將電路仿真。 PCB 設(shè)計(jì)、模型仿真三和一的設(shè)計(jì)平臺(tái)。 其處理器模型支持 805 AVR、 ARM、 8086 和 MSP430 等， 2021 年又增加了 Cortex 和 DSP 系列處理器，并持續(xù)增加其他系列處理器模型。在編譯方面，它也支持 IAR、 Keil和 MPLAB 等多種強(qiáng)功能編譯器。 Proteus 也是目前最好的模擬單片機(jī)外圍器件的工具。可以仿真各種常用的MCU 及其外圍電路 （ 如 LCD， RAM， ROM， 鍵盤(pán)馬達(dá) ， LED， AD/DA， 部分 SPI 器件 ， 部分 IIC 器件 ） 。 Proteus 可提供的仿真元器件資源非常豐富。具有 30 多個(gè)元件庫(kù)，這些庫(kù)中包括了常用的數(shù)字、模擬、交流、直流等類型的元器件。 Proteus同樣可提供各種仿真儀表資源：信號(hào)發(fā)生器、 SPI、 I2C、模式發(fā)生器、電壓表、交直流電流表、示波器、邏輯分析儀、終端。從理論上講仿真中任何一種儀器可以在一個(gè)電路中隨便的調(diào)用。除了可提供現(xiàn)實(shí)存在 的儀器外，圖形顯示功能也在在其中，軟件可以將仿真系統(tǒng)電路上變化的信號(hào)，并且以圖形的方式實(shí)時(shí)準(zhǔn)確地顯示出來(lái)，其作用類似示波器，但功能更強(qiáng)大。這些虛擬儀器儀表具有理想的參數(shù)指標(biāo)，理想的環(huán)境，這些都盡可能減少了儀器對(duì)測(cè)量結(jié)果的影響，減小誤差。 通過(guò) PROTEUS 繪制好原理圖后，調(diào)入我們通過(guò)編譯器編譯好的目標(biāo)代碼文件：一般為 *.HEX，調(diào)入后單擊開(kāi)始按鈕， MCU 將根據(jù)編寫(xiě)的代碼進(jìn)行相關(guān)操作。 看到非常理想化的模擬的實(shí)物運(yùn)行狀態(tài)和過(guò)程。同樣 proteus 也是學(xué)習(xí)的重要工具，在課堂上它將單片機(jī)形象化，完全可以看 到像實(shí)物一樣實(shí)物演示實(shí)驗(yàn)效果。這在相當(dāng)程度上替代了傳統(tǒng)的單片機(jī)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的功能，例：元器件選擇、電路連接、電路檢測(cè)、電路修改、軟件調(diào)試、運(yùn)行結(jié)果等。課程設(shè)計(jì)、畢業(yè)設(shè)計(jì)是學(xué)生走向就業(yè)的重要實(shí)踐環(huán)節(jié)。 采集系統(tǒng)仿真 與分析 由于由于數(shù)據(jù)采集模塊是單獨(dú)模塊，故這里采用 proteus 進(jìn)行仿真，在仿真原理圖中采用 8 位數(shù)碼管顯示，可根據(jù)要求顯示幾位數(shù)字，為了方便這里采用的是 5V 的標(biāo)準(zhǔn)電壓，此仿真原理圖中數(shù)碼管占用 P0 和 P2 口，則 TLC2543 的連 30 接口線為 P1 口。其仿真原理圖如圖 19。 圖 19 仿真原理圖 TLC2543的數(shù)據(jù)采集，與數(shù)據(jù)處理函數(shù)與實(shí)際的實(shí)物采用液晶系統(tǒng)的顯示是相同，在采集完數(shù)據(jù)后將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換到數(shù)據(jù)顯示數(shù)組中，在實(shí)物中調(diào)用的是液晶顯示函數(shù)，而在仿真則調(diào)用數(shù)碼管顯示函數(shù)。兩個(gè)系統(tǒng)是相通的。只是顯示的方式不同，仿真結(jié)果完全符合要求。 根 據(jù)仿真采集得到數(shù)據(jù)當(dāng)用仿真采集的得到數(shù)據(jù)實(shí)際值設(shè)定為 5v，仿真得到顯示值如圖 19，由于 TLC2543 的精度為 12 位，則最小精度值變換值為1/4096=，改變?cè)O(shè)定值 3 個(gè)采樣信號(hào)值，進(jìn)行仿真，仿真結(jié)果如表3所示。 表 3 測(cè)量數(shù)據(jù)表 項(xiàng)目 實(shí)際值（ V） 測(cè)量值（ V） 誤差（ %） 1 5 2 3 對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行誤差分析所測(cè)試出來(lái)的結(jié)果與實(shí)際的設(shè)定值相差不是很大，誤差都是在 1%以內(nèi)，在接受的范圍之內(nèi)。出現(xiàn)誤差的原因可能是仿真軟件，也可能芯片原因，或者外部干涉，或電路線路，同時(shí)數(shù)據(jù)處理后顯示的精度只是為小數(shù)的后 7位，所以在數(shù)據(jù)處理中也造成了顯示結(jié)果出現(xiàn)誤差 。 液晶顯示系統(tǒng)調(diào)試 將寫(xiě)好的代碼編譯好，然后下載到進(jìn) 單片機(jī)系統(tǒng)，復(fù)位系統(tǒng)，開(kāi)始系統(tǒng)初始化，顯示開(kāi)機(jī)畫(huà)面后，直接進(jìn)入通道選擇畫(huà)面，畫(huà)面如圖 20,使用按鍵顯示選擇 31 那個(gè)畫(huà)面，使用 16 號(hào)鍵確定選擇 TLC2543 那一通道的模擬信號(hào)值。然后按確定鍵，進(jìn)入信號(hào)值顯示畫(huà)面。在在顯示過(guò)程中包括， TLC2543 模擬信號(hào)采集，數(shù)據(jù)處理以及數(shù)據(jù)顯示等過(guò)程。其顯示結(jié)果畫(huà)面如圖 21。若要返回去顯示別的通信號(hào)值，按返回鍵，液晶重新進(jìn)入圖 20 界面。 圖 20 液晶通道選擇界面 使用鍵盤(pán)選擇通道，然后按確定鍵，進(jìn)入信號(hào)值顯示畫(huà)面。在在顯示過(guò)程中包括， TLC2543 模擬信號(hào)采集，數(shù)據(jù)處理以及數(shù)據(jù)顯示等過(guò)程。其顯示結(jié)果畫(huà)面如圖 20，圖中顯示結(jié)果為 0是因?yàn)榇讼到y(tǒng)中沒(méi)有 TLC2543數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)模塊，故返回的結(jié)果為 0，但是在上面的仿真中已經(jīng)說(shuō)明 TLC2543數(shù)據(jù)采集模塊的采集功能。若要返回去顯示別的通信號(hào)值，按返回鍵，液晶重新進(jìn)入圖 19界面。然后進(jìn)行別的通道操作。 圖 21 信號(hào)值顯示畫(huà)面 矩陣式鍵盤(pán)操作簡(jiǎn)單明了，很方便。下圖 22為矩陣式鍵盤(pán) 上面有 19的數(shù)字，以及最下面排的“確定”，“上一頁(yè)”，“上一頁(yè)”，“退出”鍵。 32 圖 22 矩陣式鍵 盤(pán) 將仿真與調(diào)試結(jié)合起來(lái)，兩次結(jié)果都是非常成功，仿真主要目的是測(cè)試仿真數(shù)據(jù)采集模塊的其功能。而液晶顯示系統(tǒng)的調(diào)試為界面顯示，最后兩者結(jié)合，可以簡(jiǎn)單方便的將操作各個(gè)環(huán)節(jié)，容易滿足需求，從而可得到多通道，且精度為 12位 的模擬信號(hào)值。 設(shè)計(jì)總結(jié) 本設(shè)計(jì)從開(kāi)題到結(jié)束，經(jīng)過(guò)一段比較長(zhǎng)的時(shí)間 ,從方案確定，查閱 A/D 重要的知識(shí)，了解各種 A/D 芯片。到對(duì)單片機(jī)各種知識(shí)的加深。都投入大量精力。 硬件電路是設(shè)計(jì)的關(guān)鍵，從開(kāi)始的單片機(jī)最小系統(tǒng)設(shè)計(jì)，后面的液晶模塊電路的接口連接，這部分電路要非常熟悉液晶模塊 的哥引腳定義及其用法。在 A/D數(shù)據(jù)采集部分， TLC2543是關(guān)鍵芯片，首先了解其功能，熟悉其各個(gè)引腳。設(shè)計(jì)出于單片機(jī)連接電路。電路設(shè)計(jì)的每一步都需要認(rèn)真對(duì)待。容不得半點(diǎn)差錯(cuò)。 軟件設(shè)計(jì)，主要是程序代碼的調(diào)試，其中關(guān)鍵是液晶的顯示驅(qū)動(dòng)函數(shù)，以及AD數(shù)據(jù)采集函數(shù)。界面顯示函數(shù)和鍵掃函數(shù)同樣是設(shè)計(jì)不可分開(kāi)的一部分。 將硬件和軟件結(jié)合進(jìn)行仿真和調(diào)試，調(diào)試過(guò)程中出現(xiàn)了顯示結(jié)果不正確，顯示界面錯(cuò)誤等一系列錯(cuò)誤。但是同不斷改善最終仿真正確，調(diào)試成功。 在這次設(shè)計(jì)中，體會(huì)到基礎(chǔ)是非常關(guān)鍵，如果你沒(méi)有這些基礎(chǔ)，你的一切都是天 馬行空。同時(shí)在遇到任何困難都要靜心，仔細(xì)分析問(wèn)題所在。通過(guò)設(shè)計(jì)我學(xué)到了很多也懂得了很多。 33 結(jié)束語(yǔ) 無(wú)論是硬件設(shè)計(jì)，還是軟件設(shè)計(jì)，或者最后的仿真與調(diào)試。從設(shè)計(jì)系統(tǒng)的硬件來(lái)說(shuō)單片機(jī)是最關(guān)鍵的一部分，單片機(jī)外圍基本電路也是比較復(fù)雜。然后液晶顯示與單片連接部分。同樣需要仔細(xì)琢磨。最后是數(shù)據(jù)采集部分與單片機(jī)連接電路。這些都是非常關(guān)鍵，不能出現(xiàn)任何差錯(cuò)。 在編程的過(guò)程中，不管是液晶顯示程序，還是查找液晶字庫(kù)。以及液晶的驅(qū)動(dòng)程序，還有最重要的一部分就是數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)部分?jǐn)?shù)據(jù)采集。本設(shè)計(jì)采用的是TLC2543，采集的 數(shù)據(jù)是串口輸出，接著就是將采樣到的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，送顯示。沒(méi)一次都是需要不斷的嘗試。不斷的修改才得到。 最后進(jìn)行整體的調(diào)試，以及數(shù)據(jù)采集部分仿真。最終到達(dá)了設(shè)計(jì)要求，對(duì)采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行誤差分析。對(duì)于本次設(shè)計(jì)，顯示界面簡(jiǎn)單，明了清晰，操作方便。系統(tǒng)可以同時(shí)對(duì) 11路模擬信號(hào)進(jìn)行監(jiān)控，通過(guò)操作去選擇 11路模擬信號(hào)的測(cè)量值。而且系統(tǒng)采樣精度為 12位，精度是非常高。同樣顯示精度為小數(shù)后 7位。信號(hào)只要發(fā)生很小變化，都能有感應(yīng)。此設(shè)計(jì)可以應(yīng)用與各項(xiàng)工業(yè)監(jiān)控、社區(qū)安防、實(shí)驗(yàn)監(jiān)控等領(lǐng)域。 34 致 謝 本設(shè)計(jì)是一個(gè)綜合型設(shè)計(jì)，它涉及硬件設(shè)計(jì)、單片機(jī) C51高級(jí) C 語(yǔ)言編程和電子專業(yè)的知識(shí)。經(jīng)過(guò)多次試驗(yàn)、多次修改，克服了很多困難，最后終于調(diào)試成功，實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)采集的基本功能，能夠?qū)崟r(shí)的多路將多路數(shù)據(jù)送入單片機(jī)的外部顯示和存儲(chǔ)采樣數(shù)據(jù)。而且選用了體積小、功能全的 12位 TLC2543作為 A/D 轉(zhuǎn)換器同時(shí)采用 C51對(duì)系統(tǒng)編程，使系統(tǒng)具有易實(shí)現(xiàn)、易編程、可移植、體積小、功耗低等優(yōu)點(diǎn) ,本設(shè)計(jì)電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，顯示和操作界面清晰明了，且采集的數(shù)據(jù)精度高，能采集通道數(shù)多。所以具有良好的推廣與廣泛的應(yīng)用價(jià)值。本系統(tǒng)可應(yīng)用于實(shí)驗(yàn) 室監(jiān)控或工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)控制等多種場(chǎng)合的多路數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)采集。 本次設(shè)計(jì)是在我的導(dǎo)師的全程帶領(lǐng)和指導(dǎo)下完成的。感謝老師對(duì)我的關(guān)懷和細(xì)心指導(dǎo)。老師不僅為我提供一個(gè)良好的工作環(huán)境和齊全的工具設(shè)備，使我能夠更好的完成設(shè)計(jì)，還幫我解決掉了很多設(shè)計(jì)中遇到的困難。同時(shí)在文檔整理中還提供了寶貴的意見(jiàn)。 在 與老師的討論 中， 使我獲得了很多豐富的寶貴的經(jīng)驗(yàn)。 指導(dǎo) 老師那兢兢業(yè)業(yè)的治學(xué)態(tài)度、敏銳創(chuàng)新的科學(xué)思維和身體力行的工作作風(fēng)是我收獲的最大財(cái)富。同時(shí)也感