【正文】 SCK CS LED+ VSS VDD RS REST CS1 D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 E RWYJD12864 液晶P40P41P42P43P44P45P46P47P50P40P41 P42 P43 P44P45P46P47 P50VCCP10P11P12P13P14AVDD1D120AGND2D019VREFN3SCLK18VREFP4DIN17AINCOM5DOUT16AIN06DRDY15AIN17CS14SYNV8XTAL111RESET9XTAL212DVDD10DGND11ADS1255+5C1C210uF116R?A301116R?A301C7CAPC1100pF1 22 HEADER10uFXTAL18pF18pFP31P32P33P22P31 P32 P33P22AD3P36AD4C3C4C5+CC3CC4P24 P25 P26 P27 23 4 軟件設(shè)計 總體系統(tǒng)原理 軟件部分主要完成三個功能，即信號采集、控制 LCD 顯示電阻值及相關(guān)信息。如圖 所示，在具體算法上， MSP430 單片機每秒鐘對 ADS1255 進行 100 次數(shù)據(jù)采樣，然后通過軟件方法對在硬件電路中實測得出的系統(tǒng)誤差進行補償。通過計算采集回來的數(shù)據(jù)得出電阻的阻值，通過液晶顯示出當前的電阻值率號。 上電外設(shè)初始化采集 ADC 數(shù)據(jù)ADC 數(shù)據(jù)誤差修正計算 ADC 所測電壓與電阻對應(yīng)關(guān)系控制 LCD 顯示電阻值及相關(guān)信息 圖 主模塊流程圖 24 數(shù)據(jù)采集和處理模塊 定時器 A 中斷響應(yīng)ADC 12 采樣并計數(shù)判斷是否計數(shù) 32 次將 32 次采樣值求和取平均是否中斷結(jié)束 ， 返回主程序 圖 中斷流程圖 顯示模塊 初 始 化指 針 指 向 數(shù) 組 首 地 址寫 漢 字 程 序 1 ， 3 行寫 漢 字 2 ， 4 行清 屏 圖 LCD 顯示主程序流程圖 25 判 斷 屏 幕 是 否 忙使 能 有 效設(shè) 置 R S 和 R / W 狀 態(tài)使 能 信 號 關(guān) 閉寫 數(shù) 據(jù) 指 令將 數(shù) 據(jù) 送 人 P 4關(guān) 閉 使 能 信號將 P 4 設(shè) 置 狀 態(tài) 為讀 入是否循 環(huán) 等 待 圖 寫指令子程序流程圖 26 5 系統(tǒng)測試 變換精度測試 電阻箱設(shè)定值 R0(歐 )，液晶顯示電阻值 R1(歐 ),環(huán)路電流值為 I(mA)。數(shù)據(jù)如表 所示。 表 變換精度測試數(shù)據(jù) R0(歐 ) 1000 1250 1500 1750 2022 R1(歐 ) I(mA) 電阻值非線性度測試 電阻箱 設(shè)定值 R0(歐 )，液晶顯示電阻值 R1(歐 )。所測數(shù)據(jù)如表 。 表 電阻非線性度測試 R0 1000 1100 1200 1300 1400 1500 1600 1700 1800 1900 2022 R1 1800 結(jié)果驗算 設(shè)計制作二線式電流型變送器設(shè)計要求為， 1000?~2022?對應(yīng)的電流輸出為4~20mA，變換精度優(yōu) 于 1%，變換非線性度優(yōu)于 2%，輸出傳輸線的長度不小于 1m。信號發(fā)生部分要求能夠?qū)⑤斎腚娏髁哭D(zhuǎn)換成電阻量并采用數(shù)碼顯示，顯示分辨率為1?； 測量精度按貝塞爾公式計算 211 ()1 n ii xxn? ???? ? 計算可得該系統(tǒng)的變換精度為 %，高于設(shè)計要求。 非線性度計算公式為：非線性度＝ [最大誤差 (滿度－零度 )] 100%；可計算得到 該系統(tǒng)非線性度優(yōu)于 %，本設(shè)計滿足要求。 27 總結(jié) 論文首先簡要介紹了二線制變送器，并分析了系統(tǒng)組成所需要的技術(shù)，包括模擬電路、數(shù)字電路及單片機技術(shù)等。 然后論文介紹了系統(tǒng)的硬件組成，并闡述了以單片機 MSP430F149 組成的運算及控制模塊、電阻橋測量模塊、以及 LM324 芯片組成的信號調(diào)理及電壓轉(zhuǎn)換成電流信號的 V/I 模塊、統(tǒng)一以 LM324AN 為核心的前端遠距離傳回的電流信號變電壓信號的I/V 模塊、以及 LCD12864 模塊等。 在論文的前面兩個部分的基礎(chǔ)上，論文對整個系統(tǒng)詳細的系統(tǒng)軟件設(shè)計，包括主程序的流程以及代碼、系統(tǒng)程序的初始化， AD12 檢測中斷處理程序、顯示驅(qū)動程序等等。 總的來說，這次畢業(yè)設(shè)計完成了任務(wù)書所規(guī)定的各項要求，在一起所學的知識基礎(chǔ)上，通過 此次的畢業(yè)設(shè)計讓我更進一步學習并實踐了硬件設(shè)計、電路設(shè)計、程序編寫等很實用的技術(shù)，成功設(shè)計出了一個功能基本齊全的基于單片機的二線制變送器系統(tǒng)。即學習了不少新的知識和技術(shù)，更是親身經(jīng)歷了系統(tǒng)的硬件設(shè)計和軟件設(shè)計和開發(fā)的過程，我覺得收獲很大。 當然，這次的設(shè)計還只是一個初級殘品，還可以進一步系統(tǒng)硬件布局優(yōu)化以減少系統(tǒng)整體大學并進一步提高系統(tǒng)可靠性從而使系統(tǒng)更加完善。隨著系統(tǒng)的完善，我相信它能發(fā)揮理論設(shè)計的功能。 最后敬請各位專家、老師和通訊對論文和今后的研究工作提出寶貴的指導意見和建議。 28 致謝 經(jīng)過幾個月的 忙碌，本次畢業(yè)設(shè)計已經(jīng)接近尾聲，本論文即將完成之際，我想起了所有關(guān)心和幫助過我的老師和朋友，在此我向你們表達我最誠摯的感謝！ 首先感謝我的指導老師，老師時刻關(guān)注設(shè)計過程，并給我仔細的指點，幫助我開闊思路，精心點撥；在我遇到困難的時候也熱忱鼓勵。老師不僅學識淵博、經(jīng)驗豐富，同時他治學非常嚴謹，老師工作務(wù)實的態(tài)度啟示了我為人處世的生活態(tài)度。其次也要感謝在這次畢業(yè)設(shè)計中幫助過我的同學、朋友們。在這次畢業(yè)設(shè)計中，我學到了很多知識，而這些收獲，無不適得益于許老師對該系統(tǒng)流程的細心分析和無私幫助。本文從選題、研究、撰寫 、修改到最后順利完成，都得到老師的悉心指導。整個過程更是凝聚著老師的辛勞和知識，在此，再次對老師的教誨和關(guān)懷表示衷心的感謝！ 29 參考文獻 [1] 秦龍 . MSP430 單片機常用模塊與綜合系統(tǒng)實例精講 [M]. 電子 工業(yè)出版社 , 2022. [2] 黃培根 . Multisim10 虛擬仿真和業(yè)余制板實用技術(shù) [M]. 電子 工業(yè) 出版社 , 2022. [3] 李朝 . 單片機原理及接口技術(shù)（簡明修訂版） [M]. 北京航空航 天大學出版社 , 1998. [4] 李廣第 . 單片機基礎(chǔ) [M]. 北京航空航天大學出版社 , 1994. [5] 趙亮 . 單片機 C 語言編程和實例 [M]. 人民郵電出版社 , 2022. [6] 張毅剛 . 單片機原理及運用 [M]. 高等教育出版社 , 2022. [7] 于永 . 單片機 C 語言常用模塊與綜合系統(tǒng)設(shè)計實例精講 [M]. 電阻 工業(yè)出版社 , 2022. [8] 高海生楊文煥主編 .單片機及應(yīng)用技術(shù)大全 [M].成都：西南交通 大學出版社 , 1996. [9] 王福瑞 .單片微機測控設(shè)計大全 [M].北京航空航天大學出版社 , 1999. [10] 沙占友 .新型單片機開關(guān)電源的設(shè)計與應(yīng)用 [M].北京電 子工業(yè) 出 版 社 , 2022. [11] 候自林 .過程控制與自動化儀表 [M].機械工業(yè)出版社 , 2022. 30 附件 1 設(shè)計源程序 include //define DELAY_US(x) __delay_cycles((long)(CPU_F*(double)x/))//延時約為 Xus //define DELAY_MS(x) __delay_cycles((long)(CPU_F*(double)x/)) //延時約為 Xms //define DELAY_S(x) __delay_cycles((long)(CPU_F*(double)x/)) //延時約為 X s define uint unsigned int define uchar unsigned char /***************************************/ define LCD12864_RS_DIR_SET P3DIR|= BIT0 define LCD12864_RS_DIR_CLR P3DIRamp。=~BIT0 define LCD12864_RW_DIR_SET P3DIR|= BIT1 define LCD12864_RW_DIR_CLR P3DIRamp。=~BIT1 define LCD12864_EN_DIR_SET P3DIR|= BIT2 define LCD12864_EN_DIR_CLR P3DIRamp。=~BIT2 define LCD12864_RS_OUT_SET P3OUT|= BIT0 define LCD12864_RS_OUT_CLR P3OUTamp。=~BIT0 define LCD12864_RW_OUT_SET P3OUT|= BIT1 define LCD12864_RW_OUT_CLR P3OUTamp。=~BIT1 define LCD12864_EN_OUT_CLR P3OUT|= BIT2 define LCD12864_EN_OUT_SET P3OUTamp。=~BIT2 define LCD12864_PORT_DIR P2DIR //液晶數(shù)據(jù)端口 輸入輸出方向 define LCD12864_PORT_OUT P2OUT //液晶 數(shù)據(jù)端口 輸出電平高低 /**************************************/ define w_clk_DIR_SET P4DIR|= BIT0 define w_clk_DIR_CLR P4DIRamp。=~BIT0 define reset_DIR_SET P4DIR|= BIT1 define reset_DIR_CLR P4DIRamp。=~BIT1 define fqud_DIR_SET P4DIR|= BIT2 define fqud_DIR_CLR P4DIRamp。=~BIT2 define w_clk_OUT_SET P4OUT|= BIT0 define w_clk_OUT_CLR P4OUTamp。=~BIT0 define reset_OUT_SET P4OUT|= BIT1 define reset_OUT_CLR P4OUTamp。=~BIT1 define fqud_OUT_SET P4OUT|= BIT2 define fqud_OUT_CLR P4OUTamp。=~BIT2 define dataport_9850_DIR P5DIR //AD9851 數(shù)據(jù)端口 輸入輸出方向 define dataport_9850_OUT P5OUT //AD9851 液晶數(shù)據(jù)端口 輸出電平高低 long uint Last_frequency_Out_9850,Frequency_Out_9850=4123456。//輸出頻率 double Uadc=0。 //ADS1255 采集的電壓值 double Rp =0。 //精密電阻箱的阻值大小 volatile uint FLAG=0。 //按鍵中斷標志位 include include include //校準電壓與電阻的關(guān)系 include //校準 ADC12 的測量 誤差 include include include void main(void) { WDTCTL = WDTPW + WDTHOLD。 /*液晶初始化如下 */ LCD12864_PORT_DIR=0xff。//初始化液晶數(shù)據(jù)端口為輸出方向 LCD12864_PORT_OUT=0xFF。//初始化液晶數(shù)據(jù)端口輸出低電平 LCD12864_RS_DIR_SET。 //初始化液晶控制端口 RS 為輸出方向 LCD12864_RS_OUT_CLR。 //初始化液晶控制端口 RS 輸出低電平 LCD12864_RW_DIR_SET。 //初始化液晶控制端口 RW 為輸出方向 LCD12864_RS_OUT_CLR。 //初始化液晶控制端口 RW 輸出低電平 LCD12864_EN_DIR_SET。 //初始化液晶控制端口 EN 為輸出方向 LCD12864_RS_OUT_CLR。 //初始化液晶控制端口 EN 輸出低電平 LCD1